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2011年  第11卷  第5期

道路与铁道工程
橡胶颗粒对微表处性能的影响及其降噪效果
凌天清, 李耀楠, 董强, 赵美玲, 郑智能, 赵之杰
摘要: 采用湿轮磨耗试验、负荷轮粘附砂试验和轮辙变形试验方法, 对比分析了添加橡胶颗粒对于稀浆混合料的水稳定性、抗磨耗性等路用性能的影响。通过轮胎/路面振动测试装置, 研究了轮胎在橡胶颗粒微表处上的垂直振动衰减特性。试验结果表明: 添加橡胶颗粒改善了稀浆混合料的成浆性能, 延长了稀浆混合料的可拌和时间, 但混合料的初期强度有较小幅度降低, 达到相同路用性能其油石比需提高约1%;橡胶颗粒的掺量不超过5%时能满足微表处轮辙变形的要求; 与传统微表处相比, 橡胶颗粒掺量为2%~5%的微表处加铺在沥青路面上的振动衰减系数提高3%~13%, 加铺在水泥路面上的振动衰减系数可提高16%~24%。更多>
2011, 11(5): 1-5. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.001
摘要(744) HTML (110) PDF (279KB) (461)
低温下沥青中柔性短纤维桥联应力计算模型
丁智勇, 彭波, 王振军
摘要: 分析了柔性纤维增强脆性材料特点, 建立了单根纤维从沥青中拔出时的受力模型。采用球面坐标系建立空间均匀分布短纤维桥联应力的计算模型, 计算了沥青断裂时短纤维产生的桥联应力。采用大尺寸的纤维沥青试件进行低温拉伸断裂试验, 实测短纤维的桥联应力。通过对桥联应力的计算值和实测值进行试算拟合, 修正了计算模型中的参数。分析结果表明: 桥联应力的实测值和模型计算值的拟合误差最大值为6.67%, 拟合效果比较理想。可见, 采用力学-经验方法可以研究低温下柔性短纤维桥联应力。更多>
2011, 11(5): 6-11. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.002
摘要(643) HTML (108) PDF (776KB) (493)
嵌锁密实水泥混凝土粗集料级配组成设计方法
王磊, 马骉, 寇军平
摘要: 根据水泥混凝土中粗集料的作用, 引入了集料填充比参数来表征粗集料的级配组成结构与集料颗粒之间的关系。以粒子干涉理论和颗粒填充理论为基础, 参考体积法设计思想, 提出了水泥混凝土粗集料嵌锁骨架结构级配组成设计方法, 并编制了设计软件。根据试验工程水泥混凝土设计要求, 应用设计软件确定了粗集料级配组成和嵌锁密实水泥混凝土设计配合比, 并进行了混凝土性能试验验证。试验结果表明: 应用设计软件直接确定的嵌锁骨架结构粗集料级配组成, 比《公路水泥混凝土路面施工技术规范》 (JTG F30—2003) 推荐的级配范围下限偏粗, 整体骨架结构更好; 嵌锁密实水泥混凝土的坍落度为25 mm, 满足10~30 mm的工作性设计要求; 28 d弯拉强度为7.9 MPa, 大于配制弯拉强度7.7 MPa, 满足设计强度要求; 应用快冻法试验得出的混凝土最大抗冻循环次数为250次, 抗冻耐久性指数为49.2%, 满足寒冷地区200次抗冻循环的要求。更多>
2011, 11(5): 12-17. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.003
摘要(743) HTML (53) PDF (549KB) (493)
大跨钢桁架悬索桥有限元模型实用修正方法
韩万水, 王涛, 李永庆, 李彦伟, 黄平明
摘要: 以沪蓉国道四渡河深切峡谷特大钢桁架悬索桥为工程背景, 综合考虑悬索桥结构非线性与重力刚度因素影响, 采用ANSYS的APDL语言编写桥梁模型修正优化程序, 实现了有限元分析和模型修正的同步计算。通过对比不同的优化算法、不同的目标函数与不同的约束条件对模型修正效果的影响程度, 并结合实测吊杆力数据和考虑伸缩缝刚度参数影响, 提出了一种全面反映悬索桥结构特性的桥梁有限元模型实用修正方法。采用频率残差目标函数, 将频率、振型参数与其他静力信息作为约束条件, 进行了模型零阶优化计算。计算结果表明: 修正后模型的结构静动力计算响应与实测响应之间的误差明显减小, 各测点静力变形误差小于8%, 振动频率误差小于5%, 并且有限元模型的参数变化合理, 保证了参数本身的物理意义, 从而利用修正方法获得了四渡河特大桥的基准有限元模型。更多>
2011, 11(5): 18-27. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.004
摘要(581) HTML (79) PDF (1387KB) (385)
高速铁路综合接地效果评价系统
王波, 吴广宁, 周利军, 董安平, 高国强, 范建斌
摘要: 以钢轨电位的降低程度为评价综合接地效果的指标, 分析了钢轨电位与综合地线接地阻抗和分流系数的关系, 开发了综合接地效果评价系统, 研究了影响综合地线接地阻抗和分流系数的主要因素, 对比了综合接地效果评价系统的理论结果与现场测试结果。分析结果表明: 钢轨电位随着综合地线接地阻抗的增大而增大, 随着分流系数的增大而减小; 综合地线的选材、土壤电阻率及横向连接距离对接地阻抗和分流系数有较大影响, 而埋设深度对其影响较小; 接地电阻、分流系数的理论值和测试结果差异分别为18%、5.62%。可见, 系统的计算误差较小, 可用于高速铁路综合接地系统的设计与施工。更多>
2011, 11(5): 28-34. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.005
摘要(763) HTML (98) PDF (817KB) (551)
载运工具运用工程
Operating properties of preinjection NC air-powered engine
CHEN Shi-an, ZHANG Shi-jin, HE Ren
摘要: To settle the seal matters in valve train system, a new preinjection NC air-powered engine was designed, its thermo-dynamics model was proposed.The model was made up of the thermo-flow rate equations of preinjection cylinder & working cylinder and the dynamics equations of the engine.The operating process and efficiency factors of the engine were quantitatively researched by varying parameter dynamic simulation.Simulation result shows that the temperature of preinjection cylinder is close to 383.5 K when air intake ends, so the key control parameter of the engine is the expected control pressure.Under comparative operating conditions, when the effective flowing area of exhaust pipe solenoid valve changes only, its values are 7.854 0×10-5, 1.570 8×10-4, 3.141 6×10-4 m2 respectively, the corresponding efficiencies of the engine are 0.575 8, 0.777 7 and 0.902 2 respectively, so the effective flowing area of exhaust pipe solenoid valve is the key efficiency factor of the engine.更多>
2011, 11(5): 35-41. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.006
摘要(564) HTML (21) PDF (667KB) (339)
高速列车侧风安全域计算方法
崔涛, 张卫华
摘要: 使用参数传递、求解控制以及动态网格技术, 建立了侧风流体动力学模型和高速列车多体动力学模型, 通过对列车外流场和系统响应进行协同仿真, 获得不同侧风环境下列车的稳定姿态和气动载荷, 研究了列车运行的安全性指标, 分析了不同侧风环境下列车安全运行的临界速度, 确定了列车的侧风作用安全域。计算结果表明: 随着列车运行速度和侧风强度的增大, 轮重减载率、脱轨系数和轮轴横向力依次出现超限现象; 当列车运行速度小于300 km·h-1时, 列车头车所有轮对均逆风向偏移; 当列车运行速度为300 km·h-1且侧风风速为30 m·s-1以及列车运行速度为350 km·h-1且侧风风速不小于25 m·s-1时, 一、二位轮对顺风偏移, 三、四位轮对逆风偏移; 列车运行速度越高, 抵抗侧风能力越低, 且列车临界速度对侧风强度的敏感性增大。更多>
2011, 11(5): 42-48. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.007
摘要(806) HTML (132) PDF (1174KB) (401)
重载列车制动管路对制动性能的影响
魏伟, 杜念博
摘要: 应用流体动力学理论, 建立了重载列车制动管路模型与分配阀模型, 求解了制动管路和边界点的动力学方程, 仿真计算了制动过程中的制动系统性能, 分析了列车主管和支管长度对制动系统性能的影响。分析结果表明: 当列车主管长度由13.24 m增大为17.24 m时, 在常用制动下, 列车管路减压时间增大了30.75%, 制动缸升压时间增大了20.45%, 主管长度对常用制动的影响要强于对紧急制动的影响; 当列车支管长度由0.50 m增大到5.00 m时, 在常用制动下, 列车管路减压时间增大了6.63%, 制动缸升压时间增大了5.22%, 支管长度对常用制动和紧急制动影响程度差别不大。列车制动管路长度增大降低了列车制动管路减压速度与制动缸升压速度; 列车主管长度对制动性能的影响要明显大于列车支管长度的影响, 车辆位置距机车越远影响越明显。更多>
2011, 11(5): 49-54. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.008
摘要(764) HTML (97) PDF (712KB) (865)
横风下车辆-轨道耦合动力学性能
李田, 张继业, 张卫华
摘要: 应用多体系统动力学理论, 建立了车辆-轨道耦合动力学模型, 利用新型显式积分法求解动力学方程组, 利用赫兹非线性弹性接触理论计算轮轨法向力, 利用沈氏理论计算轮轨蠕滑力, 编写了车辆-轨道耦合动力学计算程序, 研究了轨道结构对高速列车动力学性能的影响, 分析了不同横风环境下高速列车动力学性能和列车姿态。研究结果表明: 当列车运行速度为350 km·h-1, 横风速度为15 m·s-1时, 车体最大横向加速度为0.45 m·s-2, 车体最大垂向位移为24.5 mm, 车体向背风侧横移80.0 mm, 车体最大侧滚角为2.23°; 一位轮对的最大轮重减载率接近0.80, 二、四位轮对均向背风侧横移, 背风侧车轮易发生爬轨现象, 二位轮对的横向位移最大, 为7.4 mm。在横风下, 高速列车的运行安全性指标变差, 车体振动加速度变化不明显, 车体向背风侧横移。在所有轮对中, 二位轮对最危险。更多>
2011, 11(5): 55-60. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.009
摘要(849) HTML (142) PDF (967KB) (376)
汽车液压ABS压力梯度试验与影响因素分析
徐国民, 马明星, 黄锦川, 管延才
摘要: 利用防抱死系统液压试验台, 采用PCMCIA-DAQ1200数据采集卡和LabVIEW软件, 编写了ABS压力梯度试验测试程序, 实现了全自动数据采样, 进行了包括普通制动、长加长减制动和阶梯制动等工况的ABS压力梯度试验测试。试验结果表明: 在普通制动时, 最大和最小减压梯度分别为-90.5-、94.8 MPa·s-1, 最大和最小增压梯度分别为4.1、2.7 MPa·s-1; 在长加长减制动时, 最大和最小减压梯度分别为-12.1-、23.0 MPa·s-1, 最大和最小增压梯度分别为21.0、4.9 MPa·s-1; 在阶梯制动时, 最大和最小减压梯度分别为-1.2-、3.2 MPa·s-1, 最大和最小增压梯度分别为3.21、.2 MPa·s-1; 普通制动、长加长减制动和阶梯制动的主缸压力分别达到8、121、5 MPa。更多>
2011, 11(5): 61-68. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.010
摘要(648) HTML (54) PDF (984KB) (462)
一种新型汽车ABS整车检测系统
郝茹茹, 赵祥模, 马建, 徐志刚
摘要: 为了提高汽车ABS整车检测效率, 开发了一种新型的基于台架的汽车ABS整车检测系统。该系统利用飞轮的转动惯量模拟车辆在道路上运动的平动惯量; 通过扭矩控制器在4个车轮所在滚筒上加载不同的扭矩, 实现不同路面附着系数的动态模拟; 采用基于CAN总线的分布式网络测控技术完成台架的运动控制和车辆速度数据的采集; 利用BP神经网络自学习功能分析台架检测数据, 总结大量模式映射关系, 用训练好的网络实现检测结果自动分类。室内台架检测结果和道路试验结果对比分析表明: 台架检测结果与道路试验结果基本相同, 主要参数误差小于4%, 因此, 台架检测系统能够准确地反映装有ABS的车辆在不同路面工况下的制动性能。更多>
2011, 11(5): 69-75. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.011
摘要(758) HTML (110) PDF (799KB) (399)
交通运输规划与管理
轨道交通线网方案比选的多目标格序决策方法
刘玉增, 钱丙益
摘要: 针对实际中决策者决策理性的有限性缺陷, 将多目标格序决策方法引入到轨道交通线网方案比选中, 构建了轨道交通线网方案多目标格序决策评价指标体系, 依据指标类型对指标进行无量纲化处理, 综合决策者主观权与数据离散度客观权去计算评价指标的相对权重。结合决策矩阵, 通过对各方案综合差异值的计算, 实现备选方案的格序化排序, 应用该决策方法对某市4套备选轨道交通线网方案进行评价。分析结果表明: 4套方案的综合差异值分别为0.66、0.56、0.24、0.83, 相应排序结果与实际情况一致, 该决策方法合理。更多>
2011, 11(5): 76-82. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.012
摘要(574) HTML (69) PDF (970KB) (338)
铁路客运站选址模型
张天伟, 聂磊, 高桂凤
摘要: 将影响因素分为非强制性满足定性因素、强制性满足定性因素和定量因素, 构建了铁路客运站选址模型。给出3类影响因素产生方法和过程, 引入贡献值降低可能由定性因素引起的争议和分歧, 通过改变综合贡献预设值大小, 产生受非强制性满足定性因素和强制性满足定性因素约束的备选地点集合, 建立由定量因素决定的目标函数, 在所有约束下形成选址0-1规划模型。通过算例说明了模型具体应用过程, 并给出相关参数后进行了求解。分析结果表明: 既有站备选地点建设成本分别为另外2个备选地点建设成本的60%和75%, 故成为推荐候选地点, 可见, 建设成本是影响铁路客运站选址的重要因素。更多>
2011, 11(5): 83-87. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.013
摘要(577) HTML (65) PDF (618KB) (449)
高速公路立交入口区域行车风险评价模型
王晓飞, 符锌砂, 葛婷
摘要: 分析了高速公路立交入口区域车辆行车特征, 提出了碰撞危险指数概念, 考虑了碰撞可能性系数、碰撞车辆速度差、目标车道跟驰车辆在碰撞时的速度、加速度、前后车辆间距5个因素, 将入口区域车辆可能发生的碰撞行为分为5种情形, 研究了5种情形的发生条件, 建立了相应的风险评价模型。针对不同的主线车辆运行车速、车头间距和匝道驶入车辆运行车速进行了三维数值模拟, 得到了入口区域行车风险的变化规律。分析结果表明: 主线运行车速越大, 前后车辆间距越小, 车速差越大, 其行车风险也越大。更多>
2011, 11(5): 88-92. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.014
摘要(618) HTML (84) PDF (543KB) (402)
区域公路货物周转量结构分析与推算方法
杨铭, 秦华容, 陈荫三
摘要: 为解决公路货物周转量结构性数据缺失的问题, 将公路货物周转量分为车辆货物周转量和路网货物周转量。依托车辆年检平台, 进行抽样调查获得车辆货物周转量, 根据车辆行驶里程比例将车辆货物周转量分配到不同路网。以高速公路收费系统和普通公路交通量观测站为平台, 获取交通量数据。结合24 h现场抽样调查数据, 推算区域路网货物周转量, 并按车籍比例进行分割。将车辆和路网货物周转量的细分结果对接分析, 得到总的货物周转量的结构和分布, 并以江苏省推广结果作为分析实例。分析结果表明: 从车辆货物周转量角度计算, 江苏货车的本地和外地比例分别为65.39%和34.61%;从路网货物周转量角度计算, 高速公路占43.00%, 普通收费公路占31.61%, 其他公路占25.39%;从车籍角度计算, 江苏货车占40.80%, 外省货车占59.20%, 外省货车在高速公路上的货物周转量是江苏货车的4倍。更多>
2011, 11(5): 93-100. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.015
摘要(620) HTML (76) PDF (961KB) (481)
交通信息工程及控制
面向双向不同带宽需求的绿波协调控制优化模型
卢凯, 郑淑鉴, 徐建闽, 李林
摘要: 通过引入绿波带宽分配影响因子与带宽需求比例系数, 构造了一种新的绿波协调控制模型性能指标函数通式, 针对MAXBAND(MULTIBAND)模型与通用双向绿波协调控制模型, 分别建立了面向双向不同带宽需求的最大绿波协调控制优化模型, 并对是否可以获得双向绿波带宽的两种情况, 比较了控制模型改进前后的设计效果。分析结果表明: 在难以获得双向绿波协调控制效果的情况下, 优化模型将适当选用单向绿波协调控制方式, 以确保单向绿波带宽达到最大, 并优先满足带宽需求较高行驶方向的设计要求; 在可以获得一定双向绿波协调控制效果的情况下, 优化模型将实现双向绿波带宽之和最大, 并尽量根据双向带宽需求比为各个方向合理分配实际带宽。可见, 优化模型合理有效。更多>
2011, 11(5): 101-108. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.016
摘要(587) HTML (223) PDF (814KB) (581)
有限阶段马尔可夫决策的可变限速控制模型
王薇, 杨兆升, 赵丁选
摘要: 分析了高速公路主线可变限速控制的作用, 研究了现有的限速方法, 将高速公路主线可变限速控制过程看作是离散时间的马尔可夫决策过程, 提出基于强化学习与有限阶段马尔可夫决策的可变限速控制模型, 通过与交通环境的交互学习进行模型的动态调整。采用有限阶段向后递归迭代的算法对模型进行求解, 运用Paramics仿真软件对长吉高速公路全程进行仿真。仿真结果表明: 在平均限速值低于设计时速6.25%的情况下, 平均流量不仅没有降低反而增加了3.20%。可见, 该模型可以有效提高交通流量, 改善高速公路主线的交通状况。更多>
2011, 11(5): 109-114. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.017
摘要(734) HTML (84) PDF (552KB) (451)
高精度姿态测量技术静态检验方法
唐君, 王安国, 张磊
摘要: 在观测时间和观测地点确定, 姿态测量系统保持基准姿态情况下, 可预先计算出某颗星体在系统视场中的运功轨迹和时间信息。以此为依据, 调整设备基座, 使星体的实际运动轨迹和计算轨迹重合, 并且时间信息保持一致, 建立系统的基准姿态。通过计算测姿系统输出信息和基准姿态间的偏差, 提出并实现一种高精度姿态测量技术的静态检验方法。对姿态测量设备的系统误差进行了精确检测, 并对系统输出的三轴姿态信息予以订正。计算结果表明: 航向角、横摇角、纵摇角均方差分别为19.98″、11.43″、12.05″, 该方法检验精度可达角秒量级, 精度较高。更多>
2011, 11(5): 115-119. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.018
摘要(507) HTML (100) PDF (721KB) (329)
山区公路交通安全保障措施模拟评价
郭凤香, 熊坚, 秦雅琴, 万华森
摘要: 以云南小磨路K109+600~K122+024路段上的隧道群、陡坡与混行路段为试验样本路段, 应用虚拟视景生成系统建立了路段三维静态与动态模型。在隧道内设置倒伏示警柱、视觉标线与常规标线3种中央隔离设施, 在爬坡路段与混行路段上均设置附加车道, 对比分析了3种路段上的平均车速与车辆平均横向位置, 并评价了3种安全保障措施的效果。分析结果表明: 在隧道内, 3种中央隔离设施下的平均车速标准差分别为9.74、10.01、10.40 km·h-1, 车辆平均横向位置标准差分别为0.54、0.70、0.69 m, 说明设置倒伏示警柱后, 车辆保持较好车速和横向位置; 在爬坡路段上, 当交通流量不超过1 000 pcu·h-1时, 设置附加车道有利于主线路车辆车速的提高; 在混行路段上, 当非机动车流量分别为500、800 pcu·h-1时, 设置附加车道后, 车速增大, 车速标准差减小, 车辆横向位置变大, 说明设置附加车道有利于提高和稳定车速, 并可减少与对向车辆的冲突。更多>
2011, 11(5): 120-126. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.019
摘要(596) HTML (126) PDF (890KB) (344)