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2009年  第9卷  第2期

道路与铁道工程
沥青混合料级配类型与离析程度关系
黄琪, 赵昕, 雷宇, 沙爱民
摘要: 调整出具有不同特征的6种级配曲线, 施工中在5个不同位置取样, 检测不同级配类型混合料的级配组成、构造深度和密度, 研究了各种级配混合料在生产及施工过程中发生离析的程度与规律。分析了检测数据的平均组间离差平方和及集料分形维数之间的关系, 建立了二者之间的线性回归模型, 进行了混合料级配的评估与离析程度的预测。分析结果表明: 各种级配混合料离析程度由大到小分别为反S型、间断型、最大密度曲线之上微弓型、S型、最大密度曲线型与最大密度曲线之下微弓型; 对回归方程进行F(1, 5)显著性检验, 其概率值为0.013, 小于显著水平0.05, 说明该线性模型有效。更多>
2009, 9(2): 1-6. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.001
摘要(360) HTML (115) PDF (715KB) (686)
沥青路面灌缝胶性能评价及技术要求
李峰, 黄颂昌, 徐剑, 秦永春
摘要: 为了评价沥青路面裂缝和接缝加热型灌缝胶的性能, 参考了ASTM D5329灌缝胶试验方法, 根据中国灌缝胶产品质量现状和性能要求, 通过室内试验确定了锥入度、软化点、流动、弹性和低温拉伸5个试验方法, 收集国内常用的11种灌缝胶样品进行了试验, 并提出了中国沥青路面灌缝胶锥入度、软化点、流动值、弹性恢复、低温拉伸5个性能评价指标及相应的技术要求。结果发现: 10个样品的软化点超过了80℃, 9个样品的流动值低于5mm, 3个样品通过了50%拉伸量3个循环的低温拉伸试验, 这表明中国常用的灌缝胶高温性能比较理想, 而低温性能普遍较差。更多>
2009, 9(2): 7-11. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.002
摘要(308) HTML (83) PDF (662KB) (214)
非均质沥青混合料劈裂试验全过程数值模拟
邱延峻, 闫常赫, 艾长发
摘要: 为了分析非均质特性对沥青混合料劈裂试验的影响, 应用真实破裂过程分析系统, 全过程模拟了考虑均质度影响的沥青混合料劈裂试验, 并假定沥青混合料强度参数符合Weibull分布, 分析了劈裂过程中应力分布状态和裂纹分布状态, 同时对AC-10沥青混凝土马歇尔试件进行了劈裂试验, 模拟了劈裂破坏过程。结果表明: 裂纹状态随均质度的减小趋向离散, 高均质度的试件劈裂裂纹状态更具有规则; 受非均质基元体随机分布的影响, 试件劈裂过程中的应力分布呈现出多峰值现象; 马歇尔试件的数值试验和物理试验具有相同的劈裂过程。更多>
2009, 9(2): 12-16. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.003
摘要(354) HTML (147) PDF (628KB) (329)
考虑旧路剩余寿命的加铺层结构设计
陈俊, 黄晓明
摘要: 通过沥青混合料小梁的室内二级荷载疲劳试验, 模拟旧路沥青面层材料加铺前和加铺后的疲劳损伤特性。运用混凝土材料等效损伤理论, 进行了半刚性基层荷载作用次数在加铺前后的换算, 系统地提出了包括旧路面层和基层的剩余寿命预估、加铺层设计和验算在内的沥青加铺层设计方法, 并采用此方法对山东省东港高速公路加铺结构进行设计。分析结果表明: 初拟结构一、二的疲劳寿命都能满足交通量的要求, 但是考虑到经济因素以及各结构层疲劳寿命与交通量的协调性, 建议采用12cm LSPM-25的结构二作为东港高速公路的加铺结构。更多>
2009, 9(2): 17-21. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.004
摘要(436) HTML (197) PDF (616KB) (238)
不同层位格栅加筋的沥青混凝土力学性能
刘建兰, 王朝辉, 王选仓
摘要: 为了分析格栅层位对加筋沥青混凝土力学性能影响的内在规律, 分别制作不同层位格栅加筋的沥青混凝土轮碾成型试件和马歇尔成型试件, 进行了混凝土层间剪切与层间拉拔试验, 同时研究了格栅层位对加筋沥青混凝土强度性能的影响, 并引入无量纲的韧性指数对劈裂强度试验进行评价。结果表明: 设格栅的沥青混凝土试件的力学性能都优于不设格栅的试件; 在25℃和60℃的不同层位格栅加筋的沥青混凝土的层间抗剪能力相似; 当格栅设于混凝土试件中间时, 加筋沥青混凝土层间粘结能力最好, 其抗压强度、抗压回弹模量及韧性最大; 当格栅远离混凝土中间时, 加筋混凝土的劈裂强度最大。更多>
2009, 9(2): 22-27. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.005
摘要(352) HTML (105) PDF (723KB) (221)
循环荷载下压实粉土的动态特性
关彦斌, 肖军华, 陈建国
摘要: 为了研究交通循环荷载下黄河冲积粉土的动态特性, 基于室内应力控制式动三轴试验, 并考虑动应力、含水率两个因素的变化, 研究了压实粉土的累积塑性变形、回弹模量及临界动应力的变化规律。试验结果表明: 循环荷载下压实粉土的累积变形与动应力、含水率的高低均有关, 动应力越大, 累积变形随含水率增加而增长较快; 压实粉土的回弹模量随动应力增加而缓慢降低, 随含水率增加线性减小; 压实粉土的临界动应力随含水率增加线性降低。更多>
2009, 9(2): 28-31. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.006
摘要(328) HTML (119) PDF (513KB) (241)
公路隧道衬砌厚度不足对衬砌安全性影响
王华牢, 李宁, 褚方平
摘要: 针对Ⅲ级和Ⅳ级围岩两种不同的支护形式, 建立衬砌厚度不足计算模型。在有无病害条件下, 比较隧道衬砌各位置的内力和安全系数, 并根据衬砌厚度不足病害程度和宽度, 采用数值计算的方法, 分析公路隧道衬砌厚度不足对衬砌安全性的影响。分析结果表明: 隧道衬砌边墙、拱腰和拱顶的弯矩、剪力和轴力都比较大, 属于病害发生的敏感部位; 隧道衬砌出现厚度不足病害时, 安全系数显著减小; 衬砌安全系数随着病害程度的加剧, 左边墙呈线性减小, 而拱腰和拱顶呈曲线形减小; 衬砌安全系数随着病害宽度的增加, 先是显著减小, 最后又有小幅增长, 但整体呈减小趋势; 随着病害区域从边墙向拱顶转移, 衬砌受影响的范围逐渐增大。更多>
2009, 9(2): 32-38. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.007
摘要(359) HTML (135) PDF (1053KB) (535)
大跨径简支转连续箱梁桥收缩徐变效应
周绪红, 乔朋, 狄谨, 吕忠达, 崔婷
摘要: 利用杆系有限元模型计算了大跨径简支转连续箱梁预制和施工过程中的应力分布和线形变化, 研究了预应力束二次张拉对收缩徐变的作用。以6×70m连续箱梁为例, 按照老化理论原始算法、老化理论修正算法、JTJ023—85规范附录算法与JTG D62—2004规范附录算法, 进行了收缩徐变效应对简支状态和连续状态下箱梁结构应力和变形影响的对比分析。分析结果表明: 不同算法的收缩徐变效应对各跨跨中或支点应力影响的最大差值均在15%以内, 对边跨、次边跨、中跨跨中挠度影响的最大差值分别为36%、79%、54%, 其中JTJ023—85规范附录算法计算的挠度最小, JTGD62—2004规范附录算法计算的挠度最大, 也最接近实测挠度, 因此, 收缩徐变理论的计算分析结果可靠。更多>
2009, 9(2): 39-44. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.008
摘要(281) HTML (94) PDF (660KB) (991)
既有钢筋混凝土梁时变可靠度计算模型
郑怡, 刘明, 沈小俊, 张延年
摘要: 分析了目前既有结构时变可靠度计算理论和现行规范计算公式, 考虑混凝土损伤和钢筋锈蚀以及材料强度随时间劣化的情况, 建立了既有钢筋混凝土梁(单筋矩形截面、双筋矩形截面和T形截面)的时变抗力计算模型, 给出了既有钢筋混凝土梁的时变可靠度指标, 并通过工程实例对既有钢筋混凝土梁进行了加固前计算分析。结果表明: 实例结构动态可靠度指标为1.56, 承载能力属于d级, 这与现行可靠性鉴定标准的评级相吻合, 因此, 计算模型合理可靠。更多>
2009, 9(2): 45-49. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.009
摘要(276) HTML (67) PDF (482KB) (219)
载运工具运用工程
Review of auxiliary braking technologies of commercial automobile
HE Ren, SHEN Hai-jun, YANG Xiao-jun
摘要: In order to improve the service life and braking ability of main brake for commercial automobile during frequent or prolonged braking, engine brake, exhaust brake applied to diesel engine automobile and eddy current retarder, permanent magnet retarder, hydraulic retarder applied to general automobile were introduced based on the analysis of their structures and working principles. The key technologies on improving braking torque and heat dissipation performance, reducing hysteresis drag torque and matching optimization with whole automobile were studied. The ability evaluation indexes about rated braking torque, average braking torque, thermal decay coefficient and so on were presented. It is pointed that self-excited retarder, integrated retarder and retarder united control will become the development trend of auxiliary braking technologies for commercial automobile, and policy formulation and the protection of intellectual property rights will effectively promoted the development of Chinese auxiliary braking technologies. 10 figs, 17 refs.更多>
2009, 9(2): 50-59. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.010
摘要(247) HTML (62) PDF (751KB) (334)
Influence of velocity change on handling and stability of vehicle
CHEN Shi-an, GU Bin-bin, QIU Feng, HE Ren, LI Chun
摘要: To improve the handling and stability of vehicle while velocity changing, a dynamic steering model was established, and all of the coefficients of differential equations describing the model changed with velocity change. The influence of velocity change on the handling and stability was quantitatively researched by varying parameter dynamic simulations. Study result shows that when vehicle decelerates, part load is transferred from rear axle to front axle caused by the positive longitudinal inertial force of vehicle, the corner stiffness of front axle increases, the corner stiffness of rear axle decreases, and vehicle steering gain increases, so the handling and stability of vehicle deteriorate. Vehicle steering gain increases more rapidly and obviously with higher early velocity and/or bigger deceleration. When vehicle accelerates, part load is transferred from front axle to rear axle caused by the negative longitudinal inertial force of vehicle, the corner stiffness of front axle decreases, the corner stiffness of rear axle increases, and vehicle steering gain decreases. Obviously, avoiding big deceleration, lowing vehicle mass center and enlarging wheelbase as far as possible during vehicle design and manufacture are effective methods to lessen the degree that the handling and stability become worse rapidly in slowing vehicle down.更多>
2009, 9(2): 60-65. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.011
摘要(191) HTML (44) PDF (582KB) (280)
强风中高速列车空气动力学性能
李雪冰, 杨征, 张继业, 张卫华
摘要: 基于三维定常不可压缩Navier-Stokes方程、k-ε两方程湍流模型, 采用有限体积法对速度为200 km·h-1的CRH-2动车组在强风环境下运行的空气动力学行为进行了数值模拟, 分析了偏航角对列车整车及其各部分的流场结构和气动力的影响, 研究了气动力的组成。研究发现: 列车的流场结构非常复杂, 侧风情况下列车的背风面区域和尾部区域都会产生漩涡, 漩涡的产生与从列车表面的脱离的位置随偏航角的变化而变化; 整车、头车、中间车和尾车的气动力大小以及组成均不相同; 压力场与侧力、升力沿列车纵向的变化情况基本相同, 且都比较复杂。分析结果表明: 压力主要对侧力和升力影响较大, 由于采用了流线型设计, 阻力主要来自空气的粘性力, 即摩擦力; 侧风情况下头车的侧力和倾覆力矩要明显大于其他部分, 此时头车的安全性降低。更多>
2009, 9(2): 66-73. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.012
摘要(318) HTML (65) PDF (1357KB) (327)
高速列车横向半主动悬挂系统模糊控制
丁建明, 陈春俊, 林建辉, 陈哲明, 刘海泉
摘要: 为了抑制由高速车体摇头引起的车体横向振动, 构造了高速列车横向半主动悬挂系统模糊控制结构, 采用模糊控制策略, 以减振器的实际阻尼力和车体、构架的横向振动加速度为反馈输入, 对车体前后横向悬挂系统的可调减振器进行双闭环反馈独立控制。以美国六级轨道谱为输入, 在列车运行速度为270km.h-1时, 结合表征列车悬挂系统横向振动特征的17自由度动力学模型, 对半主动悬挂机车和被动悬挂机车的横向振动、摇头振动进行计算。计算结果表明: 采用半主动悬挂的高速车体平稳性改善了12.54%, 摇头振动幅值减少了35.00%, 横向振动幅值减少了48.45%, 在车体固有频率(1~6Hz)附近, 车体横向振动、摇头振动抑制达到50%。可见, 该控制结构和控制策略能够明显抑制车体横向振动。更多>
2009, 9(2): 74-78. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.013
摘要(345) HTML (102) PDF (555KB) (276)
基于虚拟试验场技术的越野车辆地形通过性评价系统
庞罕, 张为公, 王霞, 郭占军
摘要: 为了评价越野车辆的地形通过性, 建立了基于虚拟试验场技术的评价系统。基于轮胎内压和轮胎刚度与有效接地面积基本成线性的关系, 用试验系数对建立的轮胎粘弹性有限元模型进行了修正。研究了悬架的刚度-阻尼模型, 并以多体动力学理论建立了车辆的6自由度动力学模型。以车轮六分力传感器和机器视觉测量方法建立了评价仿真模型的标定和验证硬件平台, 并对实车试验与评价系统的仿真结果进行对比。对比结果表明: 仿真与试验结果的干涉误差在5%以内, 因此, 评价系统可信。更多>
2009, 9(2): 79-82. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.014
摘要(308) HTML (68) PDF (666KB) (235)
交通运输规划与管理
2007年中国高速公路网运输分析
陈荫三, 肖润谋, 秦华容
摘要: 以高速公路收费系统数据库为主, 收费站抽样调查为补充, 分析了中国高速公路网运输状态。分析结果表明: 与2006年相比, 2007年度高速公路网货运密度同比提升了12.30%;小型客车(小于等于7座)客运密度同比提升了18.90%;汽车列车完成货物周转量的66.20%, 货运车辆空车走行率为18.97%, 超限30%以上的货车比重为6.81%;小型客车完成旅客周转量的38.12%, 轿车平均每车乘坐2.50人; 中国高速公路网运输的特点是货车比重大, 货车行驶量占总行驶量的37.52%, 这种情况加重了道路负载, 也容易出现事故, 尤其在山区高速公路上; 高速公路网大中型客车运输市场已经受到来自铁路的挤压, 在今后几年中, 这种现象还将持续。更多>
2009, 9(2): 83-88. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.015
摘要(295) HTML (87) PDF (978KB) (459)
交通流时间序列的复杂度测量
张勇, 关伟
摘要: 为了定量分析交通流系统的复杂性, 引入算法复杂度和近似熵, 通过速度时间序列的算法复杂度估计系统周期性成分的比率, 在重构序列时通过取多个划分区间来提高算法复杂度的估计能力。计算近似熵时, 先由速度序列得到速度变化率序列以去除趋势, 然后通过速度变化率序列的近似熵估计系统在结构变化上的复杂性。对实测交通流数据序列的计算表明: 在序列长度超过600时可以得到算法复杂度, 序列长超过300时可以得到近似熵; 交通流的算法复杂度和近似熵在同步状态时较低, 拥挤状态时增大, 在自由状态时最大。因此, 不同的算法复杂度和近似熵对应不同状态下的交通流, 算法复杂度能分析较长的交通流序列, 近似熵可以分析较短的交通流序列。更多>
2009, 9(2): 89-92. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.016
摘要(308) HTML (124) PDF (550KB) (481)
拥挤交通流当量排队长度变化率模型
姚荣涵, 王殿海
摘要: 为了描述拥挤交通流中车辆排队的演化规律, 以基于二流理论建立的当量排队长度模型为依据, 运用微积分方法, 针对单车道路段和多车道路段分别推导出当量排队长度变化率模型, 并利用VISSIM模拟数据对模型进行了验证。结果表明: 当交通流处于拥挤状态时, 当量排队长度变化率近似等于交通波波速; 采样间隔内当量排队长度变化率与实际排队长度变化率接近, 误差法和熵方法证明, 采样间隔越大, 两者越接近, 因此, 提出的模型可以定量描述拥挤交通流中车辆排队的演化速率。更多>
2009, 9(2): 93-99. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.017
摘要(320) HTML (61) PDF (479KB) (237)
驾驶员行车紧张度评价试验
吴华金, 郭海龙, 袁望方, 魏朗
摘要: 为了研究道路条件对驾驶紧张程度的影响, 选择了33名驾驶员, 选用驾驶员心率、眼球移动角速度和注视点分布范围3项测试指标, 进行了多车型多工况实车试验。采用心电测试仪和眼动仪采集了3项测试指标试验数据, 并进行回归分析, 建立了不同车型的驾驶员测试指标隶属于不紧张区域、较紧张区域和很紧张区域的隶属度函数。在车速为80km.h-1, 侧向余宽为1.2m的行车工况下, 计算了各车型测试指标的隶属度。试验结果表明: 大型车驾驶员3项测试指标的隶属度均属于较紧张区域, 中型车驾驶员3项测试指标的隶属度均属于不紧张区域, 与实车试验的驾驶员感受评价相符合。更多>
2009, 9(2): 100-104. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.018
摘要(315) HTML (68) PDF (402KB) (274)
驾驶员昼间动态环境暖色调障碍物空间距离判识规律
刘浩学, 赵炜华, 刘凯峥, 张娟, 周晶
摘要: 随机选取32名驾驶员, 获得绝对距离和相对距离判识数据。通过数据统计和回归分析, 分析了驾驶员在地面动态环境下, 对暖色调障碍物空间距离判识变化的定量规律。建立了障碍物在25、75、125 m 3种距离状态下, 空间绝对距离与相对距离判识变化的6种数学模型。分析结果表明: 在车辆行驶深度方向, 驾驶员对暖色调障碍物空间绝对距离判识的准确性随距离增加而下降, 相对距离判识准确性高于绝对距离; 随车辆运行速度的增加, 空间距离判识的准确性不断下降, 且两者之间呈负指数变化关系; 6种数学模型的相关系数不小于0.941, 拟合度良好。更多>
2009, 9(2): 105-109. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.019
摘要(266) HTML (52) PDF (580KB) (220)
交通信息工程及控制
城市快速路出口匝道与衔接交叉口整合控制模型
杨晓芳, 韩印, 付强
摘要: 在出口匝道接地点离交叉口距离过近时, 为避免衔接交叉口的拥堵易回溢至快速路主线, 提出一种基于CTM的出口匝道与衔接交叉口的整合控制模型。在出口匝道存在超长排队时, 实行相位绿灯延长或绿灯提前激活策略; 在出口匝道不存在超长排队时, 以出口匝道及衔接信号控制交叉口车均延误最小化为目标, 实时动态优化衔接交叉口的周期和绿信比。仿真结果表明: 采用控制模型, 衔接交叉口的车均延误虽然增加了1.74s, 但可以将排队长度从大于200m降低至160m以内, 从而可以保证出口匝道衔接区域和快速路主线的畅通, 因此, 控制策略及模型合理有效。更多>
2009, 9(2): 110-115. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.020
摘要(244) HTML (69) PDF (668KB) (251)
基于SAS与IEEE1451的交通监控系统设计与实现
李子青, 巩大力
摘要: 为了解决公路交通监控系统中大量使用的不同种类传感器和执行器的接口兼容问题, 基于传感器代理服务器思想和IEEE1451智能传感器接口标准, 设计了开放式的、即插即用的交通信息智能监控系统, 并结合IEEE1451.2和IEEE1451.4接口标准, 完成了系统智能前端, 包括数据采集器、智能传感器模块、网络接口电路及TEDS方案的设计与实现, 并开发了相应的应用程序, 通过标准USB2.0端口实现PC与数据采集器信息的实时通信。试验结果表明, 系统运行稳定, 实时性良好。更多>
2009, 9(2): 116-120. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.021
摘要(292) HTML (84) PDF (817KB) (339)
基于梯形白化权函数的信号交叉口服务水平评价
刘俊娟, 王炜, 程琳
摘要: 对信号交叉口服务水平的内涵和外延做了分析, 借鉴灰色聚类的思想, 用灰数表示评价指标和聚类阈值, 构建了基于梯形白化权函数的灰数表达公式和聚类模型, 利用道路信号交叉口的交通特性和可比较原则, 提出一种基于正态分布3σ原则和1.23σ原则的灰数取值方法, 并用所建模型对3个信息号交叉口服务水平进行聚类评价。结果表明: 交叉口A1、A2、A3的最大聚类值分别为[0.416, 0.839]、[0.202, 0.728]、[0.413, 0.645], 服务水平从优到劣排序为A1、A3、A2, 实例说明所建模型和灰数取值方法合理有效。更多>
2009, 9(2): 121-126. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.02.022
摘要(261) HTML (92) PDF (547KB) (255)