<正>《公路工程》(原《中南公路工程》) 1975年创刊,双月刊,是中国科技核心期刊、 RCCSE中国核心学术期刊、 CACJ中国应用型核心期刊,是中国公路行业综合技术类科学技术期刊。国际标准连续出版物号:ISSN 1674-0610,国内统一连续出版物号:CN 43-1481/U。本刊努力贯彻“交流、推广、传递、服务”的办刊宗旨。专业刊载道路工程、桥隧工程、交通工程等的工程理论与工程技术应用最新成果,全面报道交通行业的新理论、新技术、新工艺、新材料、新规范及国内外交通科技信息。
为了拓宽废弃塑料在沥青路面领域的应用,采用多种纳米材料对废弃塑料改性沥青进行“二次改性”,并将其制备成沥青混合料。通过物理性能试验和流变试验老化指数分析了复合改性沥青的抗老化性能,采用车辙试验、三点弯曲试验、浸水马歇尔试验和疲劳试验等方法研究了复合改性沥青混合料的路用性能。结果表明:多种纳米材料对废弃塑料改性沥青的热氧老化性能提升效果不明显,大幅度增强了沥青的抗紫外老化能力,其中提升效果顺序分别为纳米ZnO>纳米TiO_2>纳米SiO_2。纳米材料对于废弃塑料改性沥青混合料的高温抗车辙性能和疲劳性能提升效果明显,其中高温性能纳米ZnO表现最佳,疲劳性能纳米TiO_2表现最佳;纳米材料弥补了废弃塑料改性沥青混合料低温抗裂性不足的局限性,并对水稳定性也有小幅度的提升效果。综合来看,纳米ZnO/废弃塑料复合改性沥青混合料更能够适应复杂的服役条件。
在环境激励下钢结构人行悬索桥模态频率与行人步频相近,易引起共振,影响行人的安全及舒适性。而钢筋混凝土结构阻尼比相对较大,自振频率通常不在行人舒适度范围之内。为研究钢筋混凝土结构人行悬索桥舒适度问题,以一座(25+70+25)m钢筋混凝土结构的人行悬索桥为背景。基于桥梁模态分析了不同人群密度下行人主观舒适度,对舒适度未满足规范最优水平的模态作减振处理。结合质量比的影响,确定TMD最优参数,选择调谐质量阻尼器(TMD)减振方案。对比安装TMD前后桥梁各节点最大加速度峰值,对行人舒适度进行评价。结果表明:钢筋混凝土结构的人行悬索桥横向模态频率通常不在行人敏感频率范围内。主梁上施加竖向力这一结构特性是研究该类型桥梁舒适度所要考虑的主要因素。随着人群密度的增加竖向舒适度降低,在竖向舒适度未满足要求的振型峰值位置处附加与相应模态质量比为1.2%的TMD,人致振动的减振率可达54.6%,减振效果明显。因此,安装TMD可保证钢筋混凝土结构的人行悬索桥在高人群密度下,竖向舒适度也可达到最优水平。
土拱效应是一种在桩基路堤中广泛存在的现象,会诱发土体的荷载分布和变形特征等力学行为的演变。采用一种基于有限元(FEM)和光滑流体动力学(SPH)的耦合方法,对桩承式路基中出现的土拱效应相互作用进行系统研究。通过与真实活板门试验结果进行对比,验证了该耦合方法和模型的可行性。基于该FEM-SPH数值模型,通过改变活板门的间距和覆盖层土壤的厚度,研究了土拱的相互作用。研究发现,3种不同的土体变形模式对应于不同程度的土拱相互作用,分别为三角形模式、双三角形模式和梯形模式。研究结果表明,土拱的相互作用越强,越有利于等沉降平面的形成,同时该平面的出现意味着上方土体的差异沉降消失。当活板门间距小于活板门宽度时,土拱的相互作用才能显著地削弱土拱的荷载转移的能力;最后,对破坏平面与等沉降平面高度进行了比较分析。
土拱效应是地下工程中一种普遍存在的土体大变形现象,使用物质点法这一适合于分析大变形问题的数值模拟方法对拱效应问题进行研究。通过模拟结果与试验结果的对比证明了物质点法在该问题上的适用性以及准确性。为了能够评估不同的土体参数对拱效应的影响,采用物质点法对不同几何构型和材料参数的沙土进行了一系列模拟分析。结果表明,拱效应受这些条件的影响很大,荷载传递的幅值随上覆土体高度、内摩擦角和黏聚力的增大而增大。
研发了一种新型高强韧改性剂,用以提升排水沥青混合料的模量、改善混合料综合性能、提高路面耐久性。设置了常规高黏剂、高强韧改性剂、掺配高黏剂3种改性剂方案,测试分析了不同类型改性剂对高黏沥青及排水沥青混合料性能的影响。结果表明掺加高强韧改性剂减小了高黏沥青的延度,削弱了排水沥青混合料的低温抗开裂性能,使用掺配高黏剂改善高黏沥青和排水沥青混合料综合性能的效果最好;相比常规高黏剂,采用掺配高黏剂一定程度提升了排水沥青混合料的模量,提高了累计耗散能约10%,改善了排水沥青混合料的抗疲劳性能。高强韧改性剂可作为排水沥青混合料提升模量的一种改性剂材料,掺配比例需要结合工程需求进行配伍性设计。
为缓解大型客运枢纽换乘压力,提出枢纽多行程合乘定制公交线路优化方法。公交运营计划考虑同时为从枢纽出发的乘客和前往枢纽的乘客提供服,且可在研究时间内灵活进行多次往返行程。在此基础上以车辆固定成本、行驶成本与服务失败用户的惩罚成本最小为目标,结合时间窗、车辆容量、最低服务人数等约束条件,构建基于大型客运枢纽的多行程定制公交线路优化模型。设计改进ALNS(自适应大邻域搜索)与VND(变邻域下降)相结合的混合元启发式算法进行求解,并与CPLEX进行对比。试验基于成都东站实际需求,结果表明:与单程模式相比,多行程模式提供更高服务率,且比单行程节约20%的车队规模和9.7%总运营成本;不限制“先送后接”的行驶顺序可服务更多人,并降低1.3%的订单平均运营成本;最少服务人数系数在0.4~0.6时可将订单服务率保持在98%,并比系数为0.3时节省6.4%的订单平均运营成本。该方法在满足定制化服务的基础上有效提高乘客服务率及车辆调度效率,为枢纽合乘公交高效营运提供指导。
为对双壁钢围堰施工期安全风险提供及时、准确、定量判断,为施工现场提供实时、快速的应急响应,及时避免安全事故的发生,基于现行规范及国内外文献,建立以环境、设计、施工为主要致险因素的静态风险2级评价指标体系,并制定分级评分标准,合理量化静态风险评估。结合双壁钢围堰施工期监控量测,构建动态风险2级指标体系,并分别采用多级加权迭代法及功效系数法建立双壁钢围堰静态与动态安全风险评估模型。在对资水特大桥P6~7号墩双壁钢围堰风险因素与监控量测分析的基础上,运用该方法对双壁钢围堰施工全过程进行了定量风险评价,并以此为依据指导施工。实践结果表明:通过此方法得到的评价结果与实际施工情况相符,该方法准确、有效,为双壁钢围堰施工全过程的定量风险评价提供了新的方法和经验。
针对挤扩压力值是挤扩支盘桩直径、桩间距、支或盘设计与施工的重要依据,挤扩压力值可有效检验支盘桩的单桩承载力并进行设计动态调整。而挤扩压力值及其影响因素之间的相关性研究总体上较少,采用室内土工试验、现场试验和挤扩试验相结合的方法对该问题进行了分析。结果表明:挤扩压力值与压缩模量、标贯击数、直剪快剪强度参数(黏聚力、内摩擦角)、地基承载力特征值等参数均呈正线性相关性;根据相关性方程,可由上述参数推导出对应的挤扩压力值,为挤扩支盘桩的设计提供依据。挤扩支盘桩具有尺寸效应,桩身直径是影响尺寸效应的主要因素,各桩身直径情况下的挤扩压力值均具有强正线性相关性,根据相关性方程可换算得到不同直径的挤扩压力值,减少挤扩试验次数,提供效率和经济性。研究可为挤扩支盘桩的设计与施工提供试验数据支撑,有助于挤扩支盘桩的进一步推广应用,具有重要的实际工程意义。
水泥搅拌桩复合地基在软基处理领域应用较为普遍。以修正的复合地基加固区土体压缩位移理论为基础,基于桩-土变形协调方程,考虑中性面上、下桩土受力情况,分别导出了桩顶位置桩土应力比、中性面上、下桩周摩阻力、桩身竖向应力的解析表达式。通过复合地基承载力试验、MATALB软件计算及FLAC~(3D)模拟结果,验证了理论公式的正确性。分析了不同因素对桩土竖向受力情况的影响,结果显示桩身弹性模量对桩土应力比影响较明显,桩长对桩土应力比影响较小;在中性面位置桩身竖向应力达到最大值,桩周摩阻力为零;顶部荷载及桩身弹性模量对桩身受力影响较大,桩长对桩身受力影响较小。