期刊简介
期刊名称： 公路工程
创办日期： CreateDate
主管部门： masterDepart
主办单位： masterUnit
刊期： 双月
电话： 0731-85221546
Email： glgczz@163.com
国内统一刊号(CN)： 43-1481/U
国际标准刊号(ISSN)：1674-0610
耗能钢筋-混凝土黏结行为对预制节段桥墩抗震性能的影响规律
张杰;张于晔;张金冰;陈久强;为探明耗能钢筋混凝土间黏结行为对预制节段桥墩抗震性能的影响规律，深入研究预制节段桥墩中耗能钢筋混凝土界面的黏结滑移关系。采用分阶段归一化的方法，分析3种不同强度等级混凝土与耗能变形钢筋的黏结滑移曲线，提出一种适用于预制节段桥墩的耗能钢筋-混凝土黏结滑移本构模型。基于此，建立预制节段桥墩数值模型，研究耗能钢筋锚固长度和无黏结段长度等参数对预制节段桥墩抗震性能的影响规律。结果表明：当耗能钢筋锚固长度从5倍的钢筋直径增加到7倍的钢筋直径时，耗能钢筋的失效破坏模式由拔出破坏转变为锚固延性破坏；耗能钢筋无黏结段长度对桥墩耗能能力等抗震指标影响显著，适当地缩短耗能钢筋无黏结段长度有利于提高预制节段桥墩的耗能能力。当耗能钢筋无黏结段长度由400 mm缩短为300mm和200 mm时，桥墩的累积滞回耗能分别提升了16.9%和45.0%。研究成果可为预制节段桥墩中耗能钢筋设置及同类型桥墩的抗震设计提供参考。
大跨度连续刚构桥二次加固方案研究及效果评价
张娟得;李睿;何滨池;宁德飚;余健;为研究可处治大跨度连续刚构桥跨中下挠病害的二次加固方案，基于安乐塘大桥首次提出增设钢管混凝土格构式中墩的加固方法，同时将增设矮塔斜拉和增设中腹板作为加固比选方案；随后对各加固方案的结构响应和经济性进行对比分析；最后介绍了增设格构式中墩加固的主要施工工艺以及加固后评价。结果表明：受力方面，增设格构式中墩的加固效果优于其他两种方案，能有效降低梁体和桥墩的内力响应；下挠处治方面，相较于加固前的下挠值，增设矮塔斜拉、增设中腹板、增设格构式中墩加固后分别减小41.95%、42.2%和56.1%;经济性方面，增设矮塔斜拉和增设中腹板造价较低，但对交通影响较大，而增设格构式中墩加固对社会经济的影响最小；桥梁在采用增设钢管混凝土格构式中墩加固后，其受力、变形、竖向刚度及整体工作性能均得到明显的改善。
基于组合算法数据驱动的双塔斜拉桥主梁挠度预测研究
郭兴;林鸣;李立峰;吴新印;为精准预测斜拉桥主梁挠度，兼顾其多尺度波动特性与长短期时序依赖关系，提出了一种基于DWT-CNN-LSTM组合算法数据驱动的斜拉桥主梁挠度预测模型。首先通过离散小波变换对挠度序列进行多尺度分解，分离不同波动成分；利用1D-CNN提取各子带序列的时间局部变形模式；引入残差模块与注意力机制改进LSTM,捕捉序列长期依赖关系；最终通过DWT逆变换重构子带预测结果，得到完整挠度序列。以某双塔斜拉桥为工程背景，开展短时段与长时段跨中挠度监测数据的训练与预测试验。结果表明：改进LSTM的损失曲线下降速率更快、稳定值更低，相较于CNN-LSTM、LSTM模型，训练效率与拟合精度显著更优；DWT-CNN-LSTM能较好地拟合长、短时段实测值的整体演变与局部波动，短时段平均相对误差约为1.61%,长时段平均相对误差约为1.12%;长时段跨中挠度预测的极大、极小值回归曲线拟合决定系数分别高达0.986 5、0.983 8,体现模型对挠度极值特征的精准复现能力；24 h尺度下模型置信区间宽度稳定，基于训练残差构建的区间有效量化长时序预测不确定性，无随时间推移的发散或突变拓宽现象。
基于复合岩体法的喷锚约束效应量化研究
刘勇;金宇轩;基于复合岩体法，对喷锚支护的约束作用进行了量化研究，采用均匀化的方法推导了考虑喷锚支护的静水压力下圆形隧道的半解析解，并采用数值法讨论了半解析解中经验参数β的取值，并根据数值模拟结果，以支护前后收敛差值为量化依据，建立了锚杆密度与围岩收敛之间的关系式。该关系式能较好地反映喷锚支护对围岩特征曲线的影响，可以为隧道支护设计提供参考。通过研究可知：喷锚支护能有效地约束围岩收敛的发展，锚杆密度越大，喷锚支护对围岩收敛的约束作用越明显。同时，喷锚支护对围岩收敛的约束作用存在极限，且与围岩条件有关，围岩等级越低，越破碎，支护效果越好。喷锚支护在锚杆密度为1～3时，约束效率最高。建议喷锚设计时，系统锚杆的锚杆密度设置为1～3。
高烈度区矮塔斜拉桥抗震体系及减震方案研究
谌楹;赵艳;为了探明高烈度区双塔矮塔斜拉桥适宜的抗震体系及减震方案，以某跨径280m的矮塔斜拉桥为研究对象，分别建立了墩梁之间的墩梁固结体系、墩梁设置活动支座、单墩固结等3种抗震体系。运用多重Ritz向量法分析了3种抗震体系的动力特性，针对矮塔斜拉桥纵向和横向不同结构特点，采用阻尼器对各抗震体系设计了相应的减震方案，并针对抗震设防控制的E2地震作用，进行了全桥地震响应时程分析，研究了地震激励下不同体系的主墩内力及主梁变形。研究表明：纵向地震下，改变抗震体系对地震响应影响较小，但在桥台处设阻尼器后，减震效果显著；横向地震下，墩梁固结体系将造成较大的主梁位移，对横向抗震不利，若在主墩和桥台处设置阻尼器后可以有效减小地震响应；综合纵向和横向地震响应后，建议高烈度区矮塔斜拉桥采用单墩固结并设置阻尼器方案。
SBR对水性环氧乳化沥青胶结料的改性过程及性能研究
莫显德;杨帆;针对水性环氧树脂（WER）改性乳化沥青胶结料在低温抗裂性能方面的不足，制备了SBR/WER复合改性乳化沥青胶结料并对其改性过程及路用性能进行了研究。复合改性剂对乳化沥青的改性依然以物理改性为主。乳化沥青并不影响WER改性剂的聚合过程，WER乳液能够与固化剂反应生成环氧树脂；SBR在掺量达到3%后逐渐形成絮状的网络结构，最终体系形成沥青相、SBR/WER复合相的多相结构。SBR能够提高复合乳化沥青胶结料的疏水性能，降低体系的极性分量，最终导致体系总的表面自由能的降低。SBR显著提高了复合乳化沥青胶结料的高温弹性恢复性能，并且随着SBR掺量的增加，体系的低温劲度模量显著降低、蠕变速率逐渐提高，低温抗裂性能显著提升。然而，随着SBR掺量的提高，体系的黏附力先升高后下降，并且在掺量为1%时达到最大。综合宏观性能建议本文复合乳化沥青体系中的SBR胶乳掺量不超过2%。
冻融作用下PE-ECC力学性能劣化研究
张旭华;张康健;张志强;针对寒区长期冻融循环作用下的混凝土耐久性问题，选取聚乙烯纤维增强工程水泥基复合材料（PE-ECC）为研究对象，开展冻融循环试验和物理力学性能的测试，分析表面形貌、质量、相对动弹性模量和抗压强度变化规律，明确矿粉掺量和纤维体积率对PE-ECC试件力学性能的影响。结合Weibull概率分布函数建立冻融损伤预测模型，评估冻融环境PE-ECC的抗冻性能。结果表明：①粉煤灰和硅灰通过填充基体内部孔隙和加速水泥二次水化可减缓冻融循环过程中的基体劣化，从而减少质量损失。PE纤维可限制水泥砂浆剥落而使ECC的质量损失率控制在1.2%以内；②当纤维体积分数小于2%时，增加PE纤维体积分数可一定程度减缓结构劣化；采用单掺方式时，粉煤灰掺量应控制在合理范围内（与水泥的质量比1.2～1.6）；在矿粉总掺量不变的情况下，可使用硅灰替代粉煤灰而改善试样的抗冻性能；③以相对动弹性模量和抗压强度为损伤因子，基于Weibull概率分布函数建立的冻融损伤预测模型可较准确的描述PE-ECC劣化过程；④ 冻融环境中PE-ECC的服役寿命远高于常规混凝土，可以较好地满足寒区结构的抗冻性能要求。
分流区新型混合交通流车道管理策略研究
邢茹茹;刘娇艳;李志林;梁译文;潘国荣;李佳奕;随着智能网联车辆在全国的应用试点，智能网联车辆的道路通行规则成为当前研究的关注热点。快速路分流区作为城市交通典型瓶颈，长期存在换道行为频繁、交通流秩序紊乱等现象，对局部路网的通行效率产生较大影响。为提升分流区新型混合交通流运行效率，研究提出面向智能网联车辆5种类型的分流区车道管理策略，通过深入挖掘不同渗透率下车道策略的变化对分流区通行效率的影响规律，探讨各类分流区车道管理策略的可行性。研究表明：当CAV渗透率为10%～60%，策略1（CAVL布设于主线内侧车道L1）通过隔离CAV与HDV车流以提升通行效率，可作为具备可行性方案；当CAV渗透率为60%～80%，策略4（HDVL布设于主线内侧车道L1，CAVL布设于主线中间车道L2）采取双专用道设计，在混合交通均衡场景下综合性能最佳；当CAV渗透率高于80%，策略3（CAVL布设于主线外侧车道L3）配合匝道协调控制机制，是考虑CAV优先道对分流区通行效率影响最大的方案，研究验证了不同的CAV渗透率是合理建立车道管理策略的重要参考因素，相关研究结论为分流区的车道管理和通行能力提升提供参考。
沥青路面人造纹理多目标优化设计
张磊刚;余彪;朱旺;孟云伟;李斌斌;在现代交通系统中，道路交通安全与路面性能密切相关，而路面纹理作为路面微观结构的重要特征，是影响路面性能的关键因素。为探究沥青路面人造纹理性能的优化路径，首先采用有限元仿真方法，构建了多种纹理参数（包括形状、间距和深度）相组合的人造纹理模型。其次，通过设计全因子试验方案，构建高斯过程回归模型与改进NSGA-Ⅱ算法的耦合框架，获得不同场景下人造纹理的最佳设计参数，并在此基础上进行实例验证。优化结果表明，沥青路面人造纹理的性能与纹理的几何特性和设置间距相关。其中，抗滑性能最优的纹理参数组合为34.63mm间距、5mm深度的三角形纹理，结构强度最优的纹理参数组合为39.64mm间距、3mm深度的半圆形纹理。现场实例验证表明，通过设置人造纹理，试验路段摆值（BPN）提升7.9%，且稳定性更优。通过定量分析不同纹理参数组合的影响，研究揭示了纹理参数与性能之间的内在关系，为路面纹理设计提供了理论依据，对提升道路安全性具有一定的参考价值。
高性能乳化沥青冷再生混合料制备及其适用性
张争奇;卢小美;张璟业;石杰荣;为将冷再生沥青混合料用于沥青路面的中、下面层，提高其应用价值，研究冷再生混合料性能提升技术措施，并分析其用于路面结构较高层位的适用性。以水性环氧树脂（WER）和SBR胶乳为改性材料制备高性能冷再生沥青混合料，通过成膜试验和相容性试验优选出与乳化沥青相容性较好的水性环氧树脂和SBR胶乳改性剂，在此基础上探究不同复合掺量条件下改性乳化沥青的性能变化规律，并通过室内试验研究了不同乳化沥青用量和纤维掺量对其力学性能、水稳定性、高低温性能及疲劳性能的影响规律。此外，利用Abaqus软件建立不同冷再生层厚度和模量的沥青路面结构计算模型，对各设计指标验算，并推荐了其应用层位的合理厚度范围。研究结果表明：WER-SBR复合改性乳化沥青的最佳掺量为15%WER+4%SBR，WER和SBR复配可有效改善乳化沥青的拉伸强度、高低温抗变形能力及黏附性能；在4.0%至4.5%范围内，增加乳化沥青用量可显著提高冷再生混合料的劈裂强度、水稳定性和高低温抗变形能力，并在用量为4.5%时达到峰值，超过4.5%时，上述性能开始呈现下降趋势；而掺加适量玄武岩纤维和木质素纤维可进一步提升冷再生混合料的上述性能，且在其疲劳性能方面也有显著的改善效果，最优掺量为0.4%；除部分低模量低厚度的冷再生路面结构外，其余路面结构的设计指标验算结果均满足规范要求，同时建议冷再生层厚度不应小于10 cm，验证了冷再生混合料应用于下面层的可行性。
计算箱形梁桥剪力滞效应的比拟杆法
程翔云,汤康恩本文应用航空结构力学中的加劲板理论来分析箱形梁桥的剪力滞效应问题,并对文献[4]中若干公式作了改进,使之更带有一般性,适用于常用带双悬臂翼缘箱截面梁的分析。在求解高阶微分方程组时,采用了样条(Spline)函数逼近法,并把计算结果与用有限条法及变分法的分析结果进行了比照,均符合较好。
由沉降量控制桩竖向极限承载力的分析
房卫民,赵明华,苏检来通过对基桩承载机理的理论分析及部分工程实测Ｐ－Ｓ曲线的分析，提出三折线桩侧阻荷载传递函数模型，在此基础上，导得了基桩受力过程中荷载－沉降曲线的理论解。提出了由沉降量确定基桩竖向极限承载力的计算公式。工程实测结果表明，本方法具有较好的实用性
既有桥梁可靠性的综合评估方法
禹智涛,韩大建对既有桥梁可靠性进行全面合理的评估 ,可以为桥梁的管理和维修加固决策提供科学的依据。研究了既有桥梁可靠性的多级模糊综合评判方法 ,建立了综合评判的基本框架 ,并提出了对评判中的有关参数进行修正的方法。利用本文的方法对一座既有钢筋混凝土桥梁的可靠性进行了综合评估
考虑土拱效应的抗滑桩合理桩间距分析
赵明华;陈炳初;刘建华;桩间距是抗滑桩设计的一个重要指标,现行的工程设计计算中尚未考虑土拱效应的影响。在分析了土拱效应形成机理的基础上,引入了拱轴线成抛物线的假定,依据抗滑桩被动受力的特点,假设拱轴线起点切线的倾角β=π/4+/2,综合考虑土拱静力平衡条件和强度条件,建立出合理的桩间距计算方法,得出了一个符合工程实际的半经验公式,使设计计算更为合理。
高速公路饱和路段动态应急车道开放决策模型研究
杨阳;刘强;石英杰;随着全国经济水平的提升，高速公路交通通行流量不断增加，节假日高峰期间，交通大流量已呈现常态化，由于流量增加导致的高速公路拥堵现象也日益频繁。动态应急车道借用(Hard Shoulder Running)已成为国内外缓解具备饱和流量瓶颈服务水平骤降的重要途径，目前国际上对该技术主要是静态分时段、分车型来完成的，并非为最佳控制箱。因此从沪宁高速大流量路段现状交通流运行的时空特征出发，首先对交通拥挤状态进行分级并以此提出了动态应急车道开放决策模型；构建交通流中断概率模型，利用历史数据分析法对沪宁高速大流量路段一整年车流运行数据进行统计分析，并以此确定动态应急车道开放决策阈值，包括速度与交通流量阈值；最后通过沪宁高速智慧管控系统平台的应用验证了决策模型的有效性。
高速公路收费站通行能力分析
廖固;高等级公路收费站的通行能力直接影响着路段通行能力,从而在总体上制约着公路的交通运行状况。因此提高高等级公路收费站的通行能力和服务水平,是改善高等级公路通行能力及服务水平的有效方法。本文根据高等级公路收费站交通流特性的分析,建立了收费站的排队模型,计算出了同一条车道在不同比例下的ETC车辆条件下和多车道情况下不同条数ETC车道的收费站的通行能力。
高速公路收费广场收费车道配置研究
吴春雷;常玉林;为建设合理规模的高速公路收费车道提供科学的理论依据,运用流体力学模拟理论和排队论建立了车辆通过收费广场的延误时间模型。以车辆通过收费广场的总延误时间作为目标函数,总延误时间最小即收费车道个数最优。在进入过渡段和离开过渡段将车流比拟为流体,通过交通流量、交通流速、交通流密度三者间关系宏观描述车流聚集和消散的过程。对应于第2阶段,依据排队论的基本原理,建立关于收费车道个数的模型。然后建立总延误时间关于收费车道个数n的函数,通过表格和图形直观地得到最优的收费车道设置个数。流体力学理论建立的延误时间模型为收费广场收费车道配置提供了计算依据。
再生混凝土研究现状及研究建议
朱红兵;赵耀;雷学文;阳桥;再生混凝土是利用废弃混凝土加工成的再生骨料配制成的混凝土,它可以实现废弃混凝土的资源化和减量化的处理原则,能起到保护环境和节约资源的作用,该技术的推广应用具有明显的社会效益。通过研读一定量的国内外文献,对近年来再生骨料混凝土技术的研究进展进行对比分析。主要包括再生骨料的生产工艺、使用性能、配合比、变形性能、耐久性、早期强度、结构性能等。研究表明,再生混凝土能够从技术上根本解决废弃混凝土的出路,再生混凝土与普通混凝土存在的差异需要进行深入研究。针对再生混凝土技术问题,分析提出再生混凝土进一步研究所面临的问题。
基于ABAQUS的修正Burgers蠕变模型二次开发
付凯敏;黄晓明;通过蠕变有限元理论及实现方法研究,借助ABAQUS提供的用户材料子程序UMAT,二次开发出修正Burgers蠕变模型子程序。之后对单轴蠕变试验进行数值模拟,对比分析了ABAQUS自带时间硬化蠕变模型和自编修正Burgers蠕变模型的优劣。研究证明本次编写的修正burgers蠕变UMAT子程序能够正确区分沥青混合料的粘弹性变形,弥补了ABAQUS自带蠕变模型的不足。
