公路运输

2015-01-30 14:01高速公路隧道群交通事故分布特点及预防对策
中国学术期刊文摘 2015年6期
关键词:试验研究桥梁工程

高速公路隧道群交通事故分布特点及预防对策

张生瑞,马壮林,石强

公路运输

高速公路隧道群交通事故分布特点及预防对策

张生瑞,马壮林,石强

针对中国高速公路隧道交通事故问题突出的特点,根据高速公路隧道的道路及交通环境特性,对北京-珠海(京珠)高速公路韶关段隧道群交通事故的统计资料进行分析,提出了交通事故的时间分布、空间分布、事故形态和事故车辆组成特征;结合隧道出入口处和隧道内的通风、照明和道路特征对交通的影响,进行了交通事故多发段的成因分析,从而给出了控制和减少高速公路隧道群交通事故的相关对策.

交通工程;高速公路;隧道群;交通事故;交通分布;对策

来源出版物:长安大学学报(自然科学版), 2007, 27(1): 63-66入选年份:2012

大跨预应力混凝土连续箱梁桥日照温差效应

方志,汪剑

摘要:对某特大型预应力混凝土连续箱梁桥进行了连续4 D的温差效应观测,在实测数据的基础上论述了箱梁桥的温度场及其变化规律,继而提出了一种适合于中国中部地区的同时考虑箱梁竖向和横向温差的温度梯度模式,将该模式与实测资料进行了比较并分析了温差效应.结果表明:由该模式计算出的最大横向温差时刻与实测结果十分吻合,对箱梁桥日照温差效应的测试有参考价值.

关键词:桥梁工程;预应力混凝土箱梁;试验研究;日照温差效应;温度分布;温度梯度模式

来源出版物:中国公路学报, 2007, 20(1): 62-67入选年份:2012

基于舒适性和轮胎动载的车辆悬架参数优化

吕彭民,和丽梅,尤晋闽

摘要:为了改善汽车行驶的舒适性并减小轮胎对路面的动载,以某载货汽车为研究对象,建立了多目标优化模型,并采用统一目标函数法对车辆悬架参数进行优化.优化结果表明:优化后悬架刚度减小而阻尼增大,且前悬架参数变化较小,后悬架参数变化较大;相比于优化前,车身垂直方向加速度均方根值减小了20%,前轮动载均方根值减小了40%,后轮变化更显著,减小了49%;采用多目标优化设计方法不仅可提高车辆自身的舒适性,而且可减小轮胎对路面的动载.

关键词:汽车工程;车辆悬架;统一目标函数法;参数优化;舒适性;轮胎动载

来源出版物:中国公路学报, 2007, 20(1): 112-117入选年份:2012

钢管混凝土界面粘结滑移性能

刘永健,刘君平,郭永平,等

摘要:钢管混凝土界面粘结滑移性能的研究对于完善钢管混凝土设计理论和有限元分析模型具有重要意义.对钢管混凝土界面粘结滑移特点和研究现状进行了阐述,介绍了推出和推离两种试验研究方法以及国内外采用两种方法对钢管混凝土界面粘结强度的试验研究成果,总结比较了混凝土强度、钢管截面形状、钢管内表面状况及钢管混凝土构件受力状态对粘结强度的影响.针对钢管混凝土粘结滑移研究中存在的问题,着重分析了混凝土强度、收缩徐变、温度及构件受力状态等影响,并提出了钢管混凝土界面抗剪粘结力的组成、构件复杂受力状态下粘结性能、粘结-滑移本构关系等需进一步研究的内容.

关键词:桥梁工程;钢管混凝土结构;粘结强度;粘结滑移

来源出版物:长安大学学报(自然科学版), 2007, 27(2): 53-57入选年份:2012

路用改性沥青AC-13混合料的级配优化

冯新军,郝培文,查旭东

摘要:采用正交试验设计方法,对特立尼达湖沥青(TLA)的改性沥青AC-13混合料的配合比进行了马歇尔试验研究,采用极差分析方法分析了每个因素水平对混合料的物理-力学性能的影响,提出了优化的TLA改性沥青AC-13混合料级配范围.研究结果表明:影响TLA改性沥青AC-13混合料的毛体积密度、空隙率和沥青饱和度的主要因素是油石质量比;而影响TLA改性沥青AC-13混合料的矿料间隙率、稳定度、流值的主要因素是2.36 MM通过率;采用优化级配的TLA改性沥青AC-13混合料具有优良的高温稳定性、水稳定性、抗渗性和抗滑性,可应用于中国高速公路沥青路面工程中.

关键词:道路工程;改性沥青;AC-13混合料;正交马歇尔试验;级配优化;路用性能

来源出版物:长安大学学报(自然科学版), 2007, 27(3): 20-24,30入选年份:2012

汽车驾驶人感知-决策-校正行为模式

袁伟,付锐,郭应时,等

摘要:为了全面地了解汽车驾驶人在驾驶过程中的行为特性,对驾驶人操作行为的信息感知、轨迹决策和操作校正3个阶段的行为反应进行了分析,在不同通道宽度条件下进行了车辆行驶试验,记录驾驶人的眼睛运动、操作行为以及车辆的运行速度变化等数据.结合试验数据,对驾驶人第一次感知障碍物存在的位置、第一次采取制动措施的位置和3个操作阶段用时所占比例进行了对照分析.研究结果表明:随着通行条件逐渐困难,驾驶人用于信息感知的时间比例减少,而用于操作校正的时间比例增加.

关键词:汽车工程;驾驶人;信息感知;轨迹决策;操作校正

来源出版物:长安大学学报(自然科学版), 2007, 27(3): 80-83入选年份:2012

桩承式加筋路堤关键问题研究

陈仁朋,徐正中,陈云敏

摘要:利用弹塑性有限元方法研究了桩承式加筋路堤应用中的几个关键问题,包括桩承式路堤的沉降组成和分布规律、适用条件、荷载分担比的影响因素等.具体研究了未打穿软土层情况下不同路堤高度时的路堤沉降规律,在打穿和未打穿2种情况下荷载分担比随桩托板尺寸、桩间距、路堤高度等因素的变化规律及土工格栅的作用.结果表明:路堤沉降主要取决于桩端以下软土层的压缩;荷载分担比随桩托板尺寸和路堤高度的增加而增大,随桩间距的增加而减小;土工格栅对荷载分担比和路堤沉降影响都不大.

关键词:道路工程;桩承式加筋路堤;有限元方法;沉降;荷载分担比;土拱效应

来源出版物:中国公路学报, 2007, 20(2): 7-12入选年份:2012

阻燃SBS改性沥青的制备及性能

余剑英,罗小锋,吴少鹏,等

摘要:研究了 SBS对沥青的燃烧性能及复合阻燃剂对 SBS改性沥青的阻燃性能与物理性能的影响,并通过动态剪切流变仪和DSC-TG试验对阻燃SBS改性沥青的流变性能和阻燃机理进行了分析.试验结果表明:SBS的加入使基质沥青的氧指数降低;复合阻燃剂可显著提高SBS改性沥青的阻燃性能,并可提高改性沥青的车辙因子和热储存稳定性;当添加的阻燃剂与基质沥青的质量比为10%时,改性沥青可成为自熄性材料,并具有较好的物理性能;复合阻燃剂的加入可提高改性沥青的热分解温度和开始燃烧温度.

关键词:道路工程;阻燃SBS改性沥青;试验研究;阻燃机理;氧指数;车辙因子

来源出版物:中国公路学报, 2007, 20(2): 35-39入选年份:2012

基于刚度和模态性能的轿车车身轻量化研究

韩旭

摘要:目的:汽车轻量化是缓解能源紧张和减轻环境污染的有效措施之一,轿车车身结构的轻量化研究从结构性能和重量上对于整车的轻量化都具有举足轻重的意义.本文以轻量化设计的思路对已有车型的车身结构进行轻量化改进,需要在保证轿车结构整体性能不受影响的前提下,最大限度地减轻各零部件的重量并控制轻量化设计带来的生产制造成本,开发出具有良好结构性能并且材料高利用率的车身结构.

方法:利用结构有限元分析和优化设计的方法,将轻量化设计与实际生产相结合,快速高效对已有车型进行轻量化改进.以某型轿车车身为研究对象,应用有限元软件对其建模,进行车身结构的整体刚度和模态的分析评估,其结果作为结构性能评定的基础.应用灵敏度分析,结合实际经验和实际生产中的一些限制,选择部分对车身重量影响较大的车身结构零件参与优化计算,并以这些零件的厚度作为设计变量,限制优化变量的数量和可行的量值变化范围.在此基础上应用修正可行方向优化算法,经优化迭代,在整体刚度和模态频率不降低的前提下,以车身结构重量的最小化为目标,优化计算各车身零件的厚度,并从实际生产和成本控制出发,对车身零件厚度的优化结果根据原材料的板材规格进行合理选择和匹配,同时验证相关的刚度和模态结构性能,并以高强度钢材料替换和成型分析等其他方式,在确保结构性能不降低并且生产制造成本可控的前提下,快速高效地实现车身结构的轻量化设计.

结果:通过数轮优化计算迭代以及结合原材料规格对优化厚度的选择匹配,得到了满足以刚度和模态为代表的整体结构性能的车身零件厚度.并通过对部分减薄零件,谨慎换用高强度钢板和成型分析,交互式分析验证,确保了碰撞安全性和疲劳寿命方面的结构要求以及冲压成型的制造要求.经过轻量化改型设计之后,车身结构重量下降了15.63 kg,减重效果达到6.22%,并且车身结构的弯曲刚度和扭转刚度分别提高1.21%和0.02%,主要模态频率的变化也在1 Hz以内,满足了既定的设计要求.而且在轻量化的实车试制成功后,通过样车试验验证,其车身结构弯曲刚度和扭转刚度同样得到了提高,模态频率的变化不超过1 Hz,与有限元计算的结果基本一致.另外,厚度变化的零件基本上可在原生产线并利用原模具完成加工,轻量化改型的生产成本得到了有效控制.

结论:本文的方法完全从生产实际出发,通过限制需要改动的车身零件数量和变化的量值,很好地控制了设计和加工制造的成本,使得最初繁杂的轻量化设计工作,变繁为简,提高了优化计算的效率,确保了轻量化设计的成功实施.文中定量研究了车身结构轻量化,并提出了具有实际应用价值的轻量化方案,并通过样车试验检验了方法的有效性.

来源出版物:汽车工程, 2007, 29(7): 545-549入选年份:2012

有黏结预应力CFRP筋混凝土梁试验及非线性分析

薛伟辰

摘要:目的:采用FRP筋替代钢筋是解决混凝土结构耐久性问题的最有效方法之一.CFRP筋具有抗拉强度高、耐腐蚀性能好、低松弛和抗疲劳等优点,宜被用作传统预应力钢筋的替代材料.目前,预应力FRP筋混凝土梁的研究工作存在以下问题:①在预应力FRP筋材料方面,采用高强度CFRP筋的试验研究较少;②在非预应力筋方面,采用FRP筋作为非预应力筋的试验研究还很少;③在混凝土材料方面,已有试验研究多采用普通混凝土,未开展配置预应力CFRP筋的、具有优良耐久性能的高性能混凝土结构的研究.鉴于此,本文开展配置有黏结预应力高强CFRP筋的高性能混凝土梁试验研究,并基于ANSYS软件完成试件受力性能的非线性分析.

方法:通过6根试件的单调加载静力试验,对有黏结预应力CFRP筋混凝土梁的受力过程、破坏形态、抗弯承载力、位移延性以及变形特性等进行了研究.试验参数包括预应力度、预应力CFRP筋数量、非预应力筋类型和张拉控制应力.基于静力试验实测结果,对比分析了不同参数下有黏结预应力CFRP筋混凝土梁的受力性能.采用ANSYS有限元分析软件对有黏结预应力CFRP筋混凝土梁受力全过程进行了模拟分析.分离式有限元模型中,分别采用SOLID65和LINK 8单元模拟混凝土和预应力CFRP筋.结果:试验研究与非线性分析结果表明:(1)6根试件的破坏模式分为两种:①受拉破坏:试件Ⅱ-1和Ⅱ-4破坏形态为CFRP筋拉断,混凝土未压碎;②受压破坏:试件Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅱ-5和Ⅱ-6上缘混凝土压碎,受压非预应力筋鼓出,预应力CFRP筋未拉断.(2)对于非预应力配筋为普通钢筋的5根试件,其荷载-挠度曲线有两个明显的转折点,分别对应于混凝土开裂和非预应力钢筋屈服.对于非预应力配筋为GFRP筋的试件Ⅱ-3,其荷载-挠度曲线上仅有一个明显的转折点,这是由于GFRP筋的应力-应变关系呈线弹性.(3)试件屈服荷载与开裂荷载的比值介于2.25~3.34.除试件Ⅱ-5外,其余试件极限荷载与屈服荷载的比值均大于1.3,试件破坏前安全储备较大;随着预应力度降低和配筋率增大,预应力CFRP筋混凝土梁的开裂荷载变化不大,但屈服荷载和极限承载力有明显提高;试件张拉控制应力由0.55 fptk提高至0.65 fptk,试件的开裂荷载、屈服荷载和极限承载力均有所提高.(4)除配筋率最大的试件Ⅱ-5外,配置非预应力钢筋的有黏结预应力CFRP筋混凝土梁的位移延性系数介于3.57~5.27;配置非预应力GFRP筋试件的相对位移延性较低.对比试件Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅱ-6、Ⅱ-5,在预应力筋配筋不变的情况下,提高预应力度和减小配筋率对预应力 CFRP筋混凝土梁的变形能力和位移延性有利.提高张拉控制应力,试件的极限变形能力和位移延性均有所降低.(5)试件荷载—跨中挠度、荷载—预应力CFRP筋应变实测曲线与有限元分析结果吻合良好,误差不超过10%.

结论:有黏结预应力CFRP筋混凝土梁具有较高的承载力和良好的变形能力.与非预应力筋为GFRP筋的试件相比,配置非预应力钢筋的有黏结预应力CFRP筋混凝土梁延性更好.提高张拉控制应力,试件的屈服荷载和极限荷载增加,延性降低.随着预应力度降低和配筋率增大,有黏结预应力CFRP筋混凝土梁的极限承载力有明显地提高,但其承载力安全储备有所降低,位移延性系数减小.

来源出版物:中国公路学报, 2007, 20(4): 41-47入选年份:2012

高速公路隧道进出口视觉震荡与行车安全研究

杜志刚,潘晓东,杨轸,等

摘要:利用EMR-8B眼动仪,以高速公路隧道进出口驾驶员的瞳孔变化为研究对象,在大量行车试验基础上,针对明暗适应中的视觉震荡现象,选取换算视觉震荡持续时间作为驾驶员视觉舒适度评价指标,用于评价隧道进出口驾驶员视觉负荷程度及行车安全性.结果表明:当隧道进出口行车速度控制在85 km·h-1以下时,能保证驾驶员良好的视觉舒适度,并得出高速公路隧道进出口停车视距应比现行规范增加20~30 m.

关键词:交通工程;行车安全;试验研究;视觉震荡;隧道进出口

来源出版物:中国公路学报, 2007, 20(5): 101-105入选年份:2012

实测沥青路面温度场分布规律的回归分析

康海贵,郑元勋,蔡迎春,等

摘要:以实际运营中的沥青混凝土道路结构为试验对象,提出了一套完整的道路结构温度场实测方案.根据大量的实测沥青路面温度数据研究了沥青路面温度场的分布规律,并利用回归分析对沥青路面温度场与气温之间的相关关系进行了探讨.考虑到升温阶段和降温阶段气温对沥青路面温度场影响的差异,分别研究了基于升温阶段和降温阶段沥青路面温度与气温的相关关系,并给出了不同温变阶段下任意深度处沥青温度的预估模型.对实测数据与预估数据的比较表明:该模型具有较好的精确性与实用性.

关键词:道路工程;沥青路面;回归分析;温度场;预估模型;温变阶段

来源出版物:中国公路学报, 2007, 20(6): 13-18入选年份:2012

温拌沥青混合料的路用性能

郭平,祁峰,弥海晨

摘要:为了研究温拌沥青混合料合理的成型方法、最佳拌合温度及路用性能,采用马歇尔法和旋转压实法(SGC)成型试件,并对不同温度下温拌沥青混合料的体积参数和路用性能进行了分析.结果表明:旋转压实法更适合于温拌沥青混合料的配合比设计;旋转压实法成型试件的毛体积密度峰值对应的温度即为温拌混合料的最佳拌合温度;在最佳拌合温度下,温拌沥青混合料的各项路用性能均能满足<公路沥青路面施工技术规范>对热拌沥青混合料的要求.

关键词:道路工程;温拌沥青混合料;压实温度;旋转压实法;路用性能

来源出版物:长安大学学报(自然科学版), 2010, 30(3): 10-13入选年份:2012

考虑初应力的哑铃型钢管混凝土拱肋极限承载力统一解

赵均海,李艳,梁文彪,等

摘要:为了研究钢管初应力对钢管混凝土拱肋极限承载力的影响,针对实际工程中普遍采用的哑铃型钢管混凝土拱肋,考虑中间主应力、材料拉压比、初应力、初始缺陷、矢跨比和长细比等因素的影响,采用统一强度理论和修正的等效梁柱法,推导出一个新的初应力影响系数的计算公式,并建立其极限承载力的统一解.应用提出的计算公式分别对有、无初应力的哑铃型钢管混凝土拱肋的极限承载力进行计算,并将无初应力拱肋的计算结果与相关文献的试验结果及计算结果进行对比.分析结果表明:所提出的计算公式具有较好的精确度,验证了该计算方法的可行性;研究结果可为工程应用提供参考.

关键词:桥梁工程;钢管混凝土拱肋;统一强度理论;极限承载力;初应力

来源出版物:中国公路学报, 2012, 25(5): 58-66入选年份:2012

沥青混合料降温收缩断裂特性

马骉,马晋,周宇鹏

摘要:低温开裂一直是寒冷地区沥青路面的主要病害之一.利用研制的沥青混合料降温收缩断裂试验仪,在不同降温速率和初始温度下,进行了不同沥青及其用量、集料及其级配组成的改性沥青混合料的降温收缩断裂试验,以断裂强度、断裂温度、转折点温度和温度应力曲线斜率的绝对值为指标,对比分析了不同因素的影响.结果表明:改性沥青标号、沥青用量、矿料级配组成、降温速率和初始温度对沥青混合料降温收缩特性的影响较大;采用标号较高的改性沥青,沥青用量为马歇尔方法确定的最佳沥青用量,有利于提高沥青混合料抵抗降温收缩断裂的能力;骨架密实结构的沥青混合料的抗降温收缩断裂性能更好;在初始温度较高的快速降温下,沥青路面的开裂几率较大.

关键词:道路工程;沥青混合料;降温收缩;断裂特性;温度

来源出版物:长安大学学报(自然科学版), 2012, 32(3): 1-5入选年份:2012

正交异性钢桥面板横隔板挖孔型式研究

王春生,付炳宁,张芹,等

摘要:为提高正交异性钢桥面板的抗疲劳性能,建立了4种常用横隔板挖孔型式的精细化数值分析模型,并通过足尺钢桥面板静力试验,校准了隔板挖孔细节的有限元模型.通过有限元参数分析,讨论了横隔板挖孔型式和几何尺寸对挖孔处应力分布的影响.数值分析结果表明,Haibach孔和圆形孔的分析点应力分布较合理,挖孔自由边的半径是影响其应力分布的主要因素.基于数值分析结果提出了改善钢桥面板挖孔应力的有效措施,为钢桥面板抗疲劳设计提供了技术依据.

关键词:桥梁工程;正交异性钢桥面板;横隔板挖孔;参数分析;应力分布;疲劳

来源出版物:长安大学学报(自然科学版), 2012, 32(2): 58-64入选年份:2012

分布式驱动电动汽车驱动转矩协调控制

褚文博,罗禹贡,赵峰,等

摘要:针对现有分布式驱动电动汽车驱动力控制系统在进入驱动防滑工况时纵向驱动转矩和加速度降低以及产生非期望的横摆力矩和横摆角速度等问题,提出了两种多轮驱动转矩协调控制策略.其中,基于动力性的驱动转矩协调控制策略的目标是改善纵向驱动转矩和加速度,而基于稳定性的驱动转矩协调控制策略的目标则是增加车辆的横向稳定性.实车实验结果表明,所提出协调控制方法有效实现了设计目标,改善了车辆性能.

关键词:分布式驱动电动汽车;驱动转矩;协调控制

来源出版物:汽车工程, 2012, 34(3): 185-189,196入选年份:2012

仿人小脑神经网络结构的驾驶员方向控制行为建模

高振海,段立飞

摘要:在分析驾驶员的运动控制行为特性基础上,仿照人小脑神经网络结构,建立了驾驶员对汽车方向控制行为的小脑神经网络控制模型,以此对传统的微分校正模型进行控制误差修正.在不同车速、路形和路面附着系数下的仿真结果表明,所提出的控制算法有高的路径跟踪精度,且对车速和道路状况等汽车行驶过程中的动态不确定性因素具有较强的适应性和鲁棒性.

关键词:驾驶员模型;方向控制;微分校正;小脑神经网络

来源出版物:汽车工程, 2012, 34(4): 288-291入选年份:2012

基于遗传算法的交通信号控制多目标优化

李瑞敏

摘要:目的:交通信号控制在改善交通秩序、提高道路安全水平、减少阻塞等方面发挥着重要的作用.因此人们在进行城市交通信号控制时往往也不是仅仅追求单一的控制目标,而是希望通过对交通信号相位方案及配时的调整来实现对城市交通流的综合控制功能,获得综合优化的控制目标.本文针对城市交通信号控制的多目标优化问题,对建立的交通信号多层模糊控制模型进行多目标优化,并且建立了相应的遗传算法模型来求解该多目标优化问题.

方法:首先建立一个三层的交通信号模糊控制模型,第一层模糊控制器的主要功能是完成交通流状况的模糊判断推理过程,即根据检测到的交通流参数来确定各个相位或各个车道所对应的交通需求强度.第二层模糊控制器主要完成根据交通流状况进行相位优化的功能,称为相位优化模糊控制器,其核心是一个基本相序不变的相位优化模糊控制模型.第三层模糊控制器的主要功能是完成各个相位阶段绿灯时间是否延长及延长多少的判断功能,称为绿灯时长模糊控制器.第三层配时优化层的优化目标选择平均延误和停车次数作为目标函数,并采用遗传算法中的随机权重方法进行权重的自适应调整.在遗传算法模型中种群迭代中提出了应用精华保留策略(elite preserving strategy),将个解(包括极限点与一些随机选择的Pareto解)直接放入下一代种群.

结果:本文选用有四个进口道方向的十字交叉路口作为研究对象,每个进口道都包括左、直、右三个通行方向,共有四个基本相位:东西直行、东西左转、南北直行、南北左转.在不同的交通流量的情况下进行对比仿真,共对十种不同交通流量下的结果进行了对比分析,流量范围为:直行车道:350PCU~430PCU,左转车道:280PCU~350PCU.即直行与左转交通流量组合分别为:[430,350]、[421,342]……[359,288]、 [350,280],约为等差数列.对比的两种配时方法分别是:普通多目标加权优化和遗传算法多目标优化模型.普通多目标加权优化是指将停车次数进行转换,将每次停车折算为一定数量的车辆延误,来寻求折算后的平均延误最小.遗传算法多目标优化即利用本文提出的遗传算法来进行多目标优化.从实际仿真结果可以看到,在绝大多数交通流状况下,与普通多目标加权优化的结果相比,利用遗传算法对传统的交通信号控制模型进行多目标优化可以得到更好的效果,改进比例在2%至18%不等,平均改进比例为9.6%.

结论:本文研究了城市交通信号控制中的多目标优化问题,并在信号控制中引入遗传算法进行多目标优化的求解,给出了具体的参数模型及算法.通过对遗传算法及传统算法的优化模型进行仿真比较分析,仿真结果表明,利用遗传算法对交通信号控制多目标优化进行求解,可以获得更好的效果.

来源出版物:长安大学学报(自然科学版), 2009, 29(3): 85-88入选年份:2013

基于沥青加铺层结构疲劳寿命的夹层位置确定

王朝辉,王选仓

摘要:为探索格栅夹层在沥青加铺层结构中的最佳位置,用有限元软件分析夹层位置对夹层上下沥青加铺层结构应力、应变影响的规律,计算不同情况下的加铺层结构疲劳寿命;考虑加铺层厚度、加铺层模量、旧路当量回弹模量、格栅模量对格栅最佳位置的影响,进行正交试验分析;通过轮载模拟疲劳对比试验及铺筑试验路验证了所得结果的科学性和合理性,并提出夹层最佳位置设置建议.结果表明:当格栅夹层设置在距旧路表面1/6~1/3沥青加铺层厚度时,按不同方法预估的加铺层结构疲劳寿命远大于格栅设置于旧路表面;而且结构参数的变化基本不影响夹层的最佳位置.

关键词:道路工程;沥青加铺层;有限元方法;疲劳寿命;夹层

来源出版物:中国公路学报, 2008, 21(1): 29-34, 58入选年份:2013

孔壁粗糙度对深嵌岩桩承载特性的影响

龚成中,龚维明,何春林,等

摘要:为了明确孔壁粗糙度对深嵌岩桩承载特性的影响,采用室内模型试验方法,通过室内5组嵌岩桩的试验结果,分析了深嵌岩桩在桩端存在沉渣和密实2种情况下孔壁粗糙度因子对桩顶极限承载力、桩侧摩阻力和桩端阻力的影响.结果表明:粗糙孔壁对提高桩基的极限承载力是非常有利的,且桩端存在沉渣时,提高效果更为明显;在软岩地区,孔壁粗糙度对极限承载力的贡献并不是无限增长的,特别是在桩端存在沉渣的情况下,随着孔壁粗糙度的增大,极限承载力还有可能出现下降的趋势;孔壁粗糙度对桩端阻力也有一定影响,孔壁粗糙度大的桩,其桩端阻力发挥作用所需要的位移相对较小.

关键词:桥梁工程;深嵌岩桩;模型试验;承载特性;孔壁粗糙度;桩侧摩阻力

来源出版物:中国公路学报, 2011, 24(2): 56-61入选年份:2013

城市混合交通网络系统优化模型及其算法

四兵锋,赵小梅,孙壮志

摘要:针对中国城市混合交通网络的特点,考虑影响出行者交通选择的主要因素,分析了城市混合交通网络中出行者的交通选择行为(包括交通方式选择和路径选择);从交通需求的角度出发,基于BPR公式构造了城市混合交通网络的路段阻抗函数,提出了城市混合交通网络流量分离及分配的变分不等式模型.在此基础上,以城市交通网络系统总阻抗最小为目标,以城市交通管理的政策为手段,采用双层规划方法构造了城市混合交通网络的系统优化模型,并设计了其求解算法.最后通过数值算例,分析了不同交通需求条件下,各种出行方式的流量变化情况以及应采取的系统优化策略.计算结果表明:无论在拥挤条件下还是在非拥挤条件下,优先发展公共交通都是降低网络总费用的有效手段.

关键词:交通工程;混合交通;双层规划模型;流量分配;优化模型;变分不等式

来源出版物:中国公路学报, 2008, 21(1): 77-82入选年份:2013

重载沥青路面车辙预估的温度-轴载-轴次模型

郑南翔

摘要:目的:车辙极大地影响了道路使用寿命和行车安全,已成为沥青路面最主要的病害类型之一,如何有效预测、治理车辙问题已成为国际道路界的研究热点与难点,而车辙预估模型则其中最主要的研究方向之一.为了弥补现有车辙预估模型的缺陷,本文开展了基于ALF足尺加速加载车辙试验的温度-轴载-轴次车辙预估模型的研究.

方法:本文采用的直线式加速加载设备ALF(Accelerated Loading Facility)为单轴双轮模式加载,加载速度20 km·h-1,半轴荷载40~100 kN,相当于轴载80~200 kN,加载长度12 m.ALF足尺加速加载车辙试验能够在短期内加载路面设计周期内的轴次,以快速验证及预测道路结构和材料的长期性能,是解决室内模拟与观测的不足的有效方法.基于此,结合甘肃省高等级公路沥青路面结构使用性能调查和理论研究的成果,在甘肃武威修建了足尺加速加载试验场,设计了3种路面结构:结构一为甘肃省现阶段常用的沥青面层厚15 cm典型半刚性基层沥青路面结构;结构二为沥青面层厚25 cm且基层采用级配碎石的柔性基层沥青路面结构;结构三为课题组自主研发沥青面层厚12 cm的高性能基层的薄沥青层路面结构.在此基础上,对不同三种结构开展车辙预估研究,参考甘肃省武威地区的气候及交通特点,并充分考虑轴载对车辙的影响,给出了车辙预估的具体方法;最后对车辙预估模型的可靠性进行验证.

结果:①车辙深度与累计轴次满足幂指数关系.②充分考虑温度和轴载对路面车辙的影响,提出了温度-轴载-轴次的车辙预估模型,进而根据ALF足尺加速加载车辙试验结果确定了模型参数,回归出不同路面结构的车辙预估模型:(结构1);(结构2);(结构3).③通过对3种路面结构车辙预估模型的对比:轴次系数越大,在相同轴次作用下车辙越大,结构3具有更长的使用寿命;温度系数越大,车辙越大,结构3具有更小的温度敏感性;轴载系数越大说明该种结构的车辙对轴载越敏感,结构3具有更小的轴载敏感性.④温度是影响车辙的重要因素,ALF加速加载试验车辙深度随温度的升高而增大,温度每升高5℃,车辙深度大约增加1.8倍.⑤提出了公式中代表温度和高温轴次的计算办法.车辙临界空气温度为20℃,取距路表深度4 cm处的温度作为路面的代表温度,通过计算确定空气高温代表温度、代表气温的作用时间、路面代表温度以及年高温作用时间百分率,最终计算出设计年限高温时间内的累计当量轴次-高温轴次.⑥本文中以试验场所在地甘肃省武威过境段312国道的气象和交通情况为例,对预估公式进行了验证.计算确定了全年的空气高温代表温度Tair=25.3℃,得到路面代表温度Td=43.2℃.同时,经过计算得到高温时间内的累计当量轴次为51.3×104.最终得到3种路面结构的预估车辙深度:结构1为23.6 mm,结构2为21.2 mm,结构3为20.1 mm.随着轴次的增加,车辙预估值的精确程度逐渐提高,当加载次数为7.0×104时,平均误差仅为1.35%,证明本文提出的基于ALF足尺加速加载车辙试验的温度-轴载-轴次车辙预估模型具有较高准确性.

结论:①提出的基于ALF足尺加速加载车辙试验的温度-轴载-轴次车辙预估模型具有较高可靠性,可用于预估同类沥青路面的车辙,为沥青路面设计提供了依据.②提出了高温代表温度和高温轴载次数的确定方法,规范了车辙预估的计算过程,该计算过程所需的参数简单,可推广性强.③本课题组研发的强土基薄面层的路面结构具有更低的轴次系数、温度敏感性及轴载敏感性,具有更优越的抗车辙性能.

来源出版物:中国公路学报, 2009, 22(3): 7-13入选年份:2013

半刚性基层的材料特性

沙爱民

摘要:从强度、温度收缩和干燥收缩、抗冲刷以及疲劳4个方面论述了半刚性基层材料的特性,指出:半刚性基层材料的强度可以根据路面结构要求在一个很宽的值域内设计;半刚性基层材料的强度获得不仅要靠一定剂量的结合料,更要靠良好级配的集料;及时的保湿养生可以避免半刚性基层材料的干燥收缩裂缝;控制细料含量可以显著减小半刚性基层材料的温度收缩裂缝;通过减少细料含量、增加结合强度以及增大空隙率等合适的材料组成设计,可以显著地提高半刚性基层材料的抗冲刷性能;半刚性基层材料是应力敏感性材料,将半刚性基层放在路面中合适的层位,可以使其具有更长的疲劳寿命.

关键词:道路工程;半刚性基层;试验研究;材料性能;强度;收缩;冲刷;疲劳

来源出版物:中国公路学报, 2008, 21(1): 1-5入选年份:2013

刚性悬索加劲钢桁梁桥特殊节点模型试验

谭明鹤,王荣辉,黄永辉,等

摘要:为研究刚性悬索加劲钢桁梁桥刚性悬索与桁梁上弦杆的连接处特殊节点的力学行为,结合东莞市东江大桥,采用1∶2的几何缩尺比例,对其特殊节点S25进行了模型试验研究,并进行了详细的空间有限元分析.模型试验结果表明:节点区域最大应力在材料的设计容许应力范围内,从而验证了节点设计的安全性与可靠性.试验结果对东莞市东江大桥的建设有重要的指导作用,也为工程节点设计提供了重要依据.

关键词:桥梁工程;加劲钢桁梁桥;模型试验;特殊节点;有限元分析;刚性悬索

来源出版物:中国公路学报, 2008, 21(1): 47-52入选年份:2013

基于Cruise/Simulink的车用燃料电池/蓄电池混合动力的能量管理策略仿真

谢星,周苏,王延宏,等

摘要:基于AVL-Cruise和Simulink建立了联合仿真平台,引入了基于规则的功率跟随能量管理控制策略,对车用燃料电池/蓄电池混合动力(FCHEV)进行了初步仿真,在选定的循环工况下的仿真结果表明,该仿真平台能够真实反映燃料电池汽车的工作过程,蓄电池SOC始终保持在合理范围内.

关键词:燃料电池;混合动力系统;联合仿真;能量管理

来源出版物:汽车工程, 2010, 32(5): 373-378入选年份:2013

长寿命路面沥青混合料疲劳极限研究

平树江,申爱琴,李鹏

摘要:在分析常规应变条件下沥青混合料疲劳破坏发展的基础上,改进了AASHTO T321中所推荐的疲劳寿命计算方法,根据混合料劲度模量的变化规律,将疲劳破坏过程分为3个阶段,以第2个阶段的试验数据推算低应变条件下试件的疲劳寿命,并通过测试不同低应变水平下沥青混合料的疲劳性能,得出了山东省滨州地区长寿命路面沥青混合料的疲劳极限.结果表明:在低应变条件下,沥青混合料疲劳极限和应变水平仍符合幂函数疲劳方程.

关键词:道路工程;长寿命路面;疲劳性能试验;沥青混合料;劲度模量;应变控制

来源出版物:中国公路学报, 2009, 22(1): 34-38入选年份:2013

三类沥青路面结构力学响应的对比分析

申爱琴,张艳红,郭寅川,等

摘要:针对半刚性基层、柔性基层及复合式基层沥青路面的不同力学分布特征,以京津塘高速公路改扩建工程为依托,采用壳牌设计软件BISAR3.0为计算工具,并用MATHLAB7.0软件将三类沥青路面结构、各主要力学响应量进行三维化处理,并对力学响应分布进行了比较分析.结果表明:从路面整体受力的角度看,复合式基层沥青路面的各项力学响应均介于柔性基层沥青路面及半刚性基层沥青路面之间;复合式基层沥青路面较柔性基层沥青路面及半刚性基层沥青路面有较大的力学优势.

关键词:道路工程;沥青路面;半刚性基层;柔性基层;复合式基层;力学响应

来源出版物:长安大学学报(自然科学版), 2009, 29(4): 1-7入选年份:2013

矩形钢管混凝土T、Y型节点受压性能试验

刘永健,周绪红,刘君平

摘要:为研究矩形钢管混凝土T、Y型节点受力性能,进行了7个矩形钢管混凝土T、Y型节点和1个矩形钢管Y型节点的受压试验,对节点的破坏模式及支主管宽度比 β、内填混凝土对节点受压性能的影响进行了分析.试验结果表明:主管内填混凝土对矩形钢管混凝土T、Y型节点受压性能的影响明显,主管内填混凝土后,主管侧壁局部鼓曲这一破坏模式得到了避免,随支主管宽度比的减小,节点区域局部变形越明显,节点刚度越小;矩形钢管混凝土T、Y型受压节点承载力根据相应的破坏模式进行计算,当弦杆长度很短、支主管宽度比很小时,采用局部承压破坏模式进行计算;当弦杆长度较长时,往往发生弦杆弯曲破坏.

关键词:桥梁工程;矩形钢管混凝土节点;T型节点;Y型节点;破坏模式;弦杆抗弯承载力

来源出版物:长安大学学报(自然科学版), 2008, 28(5): 48-52入选年份:2013

斜拉桥风致响应的雷诺数效应

李加武

摘要:目的:雷诺数对桥梁抗风设计和分析的影响是多方面的,由于现有桥梁断面理论框架中所用的气动参数无一例外均来自低雷诺数风洞模型试验,而所有的常规风洞试验结果都无法满足雷诺数相等,因此,在抗风分析中产生误差也是在所难免的.Scanlan等认为,随着桥梁断面的流线化、桥梁结构分析的精细化,雷诺数效应在将来的抗风研究中不能再回避或粗糙处理,应对雷诺数效应作出正面回答.本文以苏通长江公路大桥为背景,通过考虑三分力系数,计算斜拉桥风致响应,从而分析得到雷诺数效应对桥梁风致响应的影响.

方法:为研究主梁三分力系数雷诺数效应对斜拉桥的静风响应及抖振响应的影响,分别采用大、小2种比例主梁节段模型的风洞试验测得主梁三分力系数;并用结构有限元方法,以苏通大桥为背景,分析了高雷诺数和低雷诺数时斜拉桥的静风响应和抖振响应.通过104和106两个不同雷诺数量级下的风洞试验,获取了用于对比计算的0°攻角下的三分力系数.借助ANSYS和自编程序,实现了桥梁多种风场、多种受力状态下的静风响应和抖振响应计算.

结果:通过对中高、低雷诺数下进行风洞试验所得到的三分力系数,以及不同雷诺数下桥梁的静风响应和抖振响应进行分析,可得以下结论:①高雷诺数下的阻力系数小于低雷诺数下的阻力系数,这与既有研究所得出的宽高比为10的流线型断面在雷诺数量级超过2.0×105后,阻力系数随雷诺数变化曲线的下降趋势一致,因为苏通大桥桥梁断面宽高比接近于10.②高雷诺数下的升力系数大于低雷诺数下的升力系数.这与既有研究所得出的结论基本一致.③高雷诺数下的升力矩系数大于低雷诺数下的升力矩系数,这与既有研究中的变化规律相同.④横向风作用下,雷诺数效应对主梁竖向位移及塔顶横、顺桥向位移的影响不大.而主梁侧向位移与扭转位移响应受雷诺数效应的影响均较为显著.受雷诺数效应的影响,低雷诺数下得到的侧向位移偏于保守,主梁跨中处低雷诺数下得到的位移1.61 m比高雷诺下得到的位移1.47 m大8.7%;低雷诺数下得到的扭转位移偏于危险,主梁跨中处低雷诺数下得到的转角0.141° 比高雷诺下得到的转角0.211° 小 49.6%.⑤在横向风作用下,顺桥向各项响应的雷诺数效应偏于保守且影响不显著,而横桥向各项响应的雷诺数效应大多偏于危险且影响显著.⑥在各个风速下,雷诺数效应对主梁侧向位移脉动响应的影响不显著,对主梁竖向位移和扭转脉动响应,以及塔顶位移脉动响应的影响显著,且偏于危险;随着风速的增加,雷诺数效应的影响也更加显著.⑦雷诺数效应对塔根弯矩脉动响应的影响显著,且偏于危险;随着风速的增加,雷诺数效应的影响也更加显著.

结论:综合考虑各种因素,在进行桥梁静风响应计算和桥梁抖振响应计算时,将低雷诺数风洞试验得到的三分力系数应用于计算得到的结果中,会使得到的结果偏于危险.因此在进行静风响应和桥梁抖振响应计算时,忽略雷诺数效应可能会使桥梁抗风设计偏于危险.

来源出版物:中国公路学报, 2009, 22(02): 42-47入选年份:2013

微型纯电动汽车的系统构型与关键参数设计

谷靖,欧阳明高,卢兰光,等

摘要:本文中为微型纯电动汽车选定了轮毂电机驱动方式,并研究其构型和参数设计.首先构建了由整车控制器、电机控制器和电池管理系统组成的分布式控制系统以及能量回馈制动与液压制动协调配合的并联复合制动系统.然后进行关键部件的参数设计,先确定整车目标性能参数,再根据车辆动力学计算与 Matlab/Simulink仿真结果,确定轮毂电机和动力电池的性能参数并进行选型.最后通过仿真与整车试验验证整车性能满足设计指标.

关键词:微型电动汽车;轮毂电机;系统构型;分布式控制系统;参数设计

来源出版物:汽车工程, 2013, 35(1): 7-12入选年份:2013

车辆主动油气悬架系统分层控制策略的研究

冯金芝,谭辉,郑松林,等

摘要:基于虚拟样机技术构建了工程车主动油气悬架控制系统的数字开发平台.针对工程车行驶路况的不确定性、部分参数的时变性和油气悬架系统的强非线性,提出了有限带宽主动油气悬架系统分层控制策略,并设计了基于遗传算法的模糊PID上层力控制器和基于模型的下层电压控制器.将该控制算法集成到悬架控制系统数字开发平台中进行联合仿真.结果表明,所研制的有限带宽主动悬架分层控制器可显著改善车辆的行驶平顺性.

关键词:主动油气悬架;联合仿真;分层控制

来源出版物:汽车工程, 2013, 35(7): 599-603入选年份:2013

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