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期刊信息/Journal information
公路交通科技
公路交通科技

陈国靖

月刊

1002-0268

gljtkj@vip.sina.com

010-62077751/9198转1031 62031106转813、

100088

北京市西土城路8号

公路交通科技/Journal Journal of Highway and Transportation Research and DevelopmentCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是中央一级学术性期刊，由中华人民共和国交通部主管，交通部公路科学研究所主办，国内外公开发行。刊物主要刊登道路工程、桥梁工程、汽车运用与维修工程、汽车节能、筑路机械、交通工程、公路运输经济与管理、环境污染与防治等方面的科技成果与学术论文，以及设计施工、产品开发、科技信息等内容。
正式出版
收录年代

    纤维增韧水性环氧乳化沥青混合料性能研究

    刘曙光周铭钰戴勇柳丹...
    1-11页
    查看更多>>摘要：为提升水性环氧乳化沥青混合料的韧性,采用3种不同类型的纤维材料,分别为木质素纤维、聚酯纤维和玄武岩纤维,并探究它们在不同掺量(0.2％,0.4％,0.6％)下对水性环氧乳化沥青混合料路用性能的影响规律,对9组纤维改性后的水性环氧乳化沥青混合料进行了马歇尔稳定度试验、单轴压缩蠕变试验、低温劈裂试验、冻融劈裂试验、动态模量试验和间接拉伸疲劳试验,得到了马歇尔稳定度、蠕变变形量、破坏拉伸应变、冻融劈裂抗拉强度比、动态模量和疲劳寿命等评价指标结果,并与空白样的各项性能进行了对比分析.研究结果显示:纤维的掺加增加了混合料的最佳乳液含量,并显著增强了集料间的黏结力,从而有效改善了混合料的抗水损害能力.同时,纤维改性对水性环氧乳化沥青混合料的韧性和扩张力也有显著影响,经过纤维增韧处理的混合料在低温劈裂试验中的破坏拉伸应变最大可提升33.6％.基于纤维在提升水性环氧乳化沥青混合料性能方面的效果进行排序,玄武岩纤维表现最佳,其次为聚酯纤维,而木质素纤维排在第3.综合考虑路用性能和经济性,木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维的推荐掺量分别为0.2％,0.2％,0.4％.值得注意的是,高掺量的纤维可能导致其在混合料中分散性差,形成力学薄弱点,因此在选择纤维掺量时应对其予以谨慎考虑.

    道路工程改性沥青混合料试验研究路用性能水性环氧树脂纤维增韧

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    沥青路面冷再生试验路车辙变形的时空分布

    徐光霁赛志毅柳久伟马涛...
    12-21,41页
    查看更多>>摘要：为了揭示冷再生沥青混合料在结构中的力学行为,为道路维修养护中的结构设计提供依据,研究依托山东省某高速公路试验路的冷再生沥青路面结构及其中传感器监测数据,分析冷再生结构层在行车荷载作用下的动态响应特点及规律.依托实测温度场数据,构建黏弹性有限元仿真模型,分析了冷再生沥青路面结构车辙的分布规律.结果表明:对于试验路结构的冷再生沥青混合料层,行车速度与结构内部应变响应持续时间呈幂函数关系,在60～80 km/h的速度下,其结构层内部的力学响应频率接近10 Hz;在路面设计时,冷再生层可取其在20℃、10 Hz下的动态模量作为结构模量;对于冷再生沥青试验路结构,其一天中逐小时车辙量的分布主要与交通量相关,一年中的月车辙量的分布主要与温度相关,其中,一年之内的车辙累积主要发生在5-10月,冬季期内发生的车辙量几乎可以忽略不计;为避免由于结构层厚度增加导致过高的车辙预估量,需在计算沥青混合料层永久变形等效温度时对沥青层的厚度进行限制;此外,在高温条件下,相较于动态模量的改变,控制上、中面层沥青混合料在40～45 ℃左右的塑性变形发展速率对于减小路面永久变形的累积具有更为显著的作用.

    道路工程车辙变形有限元模型试验路冷再生

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    基于响应曲面法的PCB/WCF改性沥青混合料优化设计

    甘有为李闯民邓覃浩甘新众...
    22-30页
    查看更多>>摘要：为改善废轮胎热解炭黑(PCB)改性沥青混合料的水稳定性,利用废弃鸡羽毛(WCF)的羊毛状纤维有益于沥青混合料水稳定性提升的特点,制备了 AC-13 PCB/WCF改性沥青混合料.首先通过激光粒度仪,扫描电子显微镜与能谱仪分析了 PCB与WCF的微观形貌与表面化学元素分布.然后基于响应曲面法(RSM)设计了 PCB掺量、WCF掺量以及油石比对沥青混合料AC-13的空隙率、马歇尔稳定度以及冻融劈裂抗拉强度比影响的试验方案.最后通过方差分析(ANOVA)方法研究了 3个自变量及其交互作用对沥青混合料的空隙率、马歇尔稳定度以及冻融劈裂抗拉强度比的影响,并建立了 PCB/WCF改性沥青混合料AC-13性能预测模型.结果表明:PCB的粒径分布集中在197～358 nm,表面灰分会降低PCB与沥青的相容性;WCF羽轴两侧的羽片呈扇状分布,主要化学元素为碳、氮、氧、硫.由优化模型获得的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13最佳优化参数为,PCB掺量0.52％,WCF掺量0.36％以及油石比5.5％;对应预测值为空隙率3.85％,马歇尔稳定度11.79 kN以及冻融劈裂抗拉强度比84.56％;基于最优参数配合比制备的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13验证试验结果为空隙率3.69％,马歇尔稳定度11.6kN以及冻融劈裂抗拉强度比84.9％,且都在95％置信区间内,表明模型具有较好的预测能力;优化设计的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13的预测值和试验验证值均满足中国改性沥青混合料的性能要求.

    道路工程试验设计与优化响应曲面法PCB/WCF改性沥青混合料性能预测模型

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    荒漠区沥青路面拱胀病害机理及影响因素分析

    林宇坤宋玲刘杰闫晓亮...
    31-41页
    查看更多>>摘要：针对阿勒泰荒漠区S21阿乌高速出现的沥青路面拱胀病害问题,对其机理及影响因素进行分析.经现场调查与室内试验,分析沥青路面拱胀病害成因.以调查结果为基础,运用Kirchhoff薄板理论与有限积分变换法理论推导基层拱胀临界应力计算公式,分析沥青路面拱胀病害力学机制,确定基层拱胀临界应力值.应用Abaqus建立道路有限元模型,分析基层施工温度、膨胀系数、回弹模量及路表最高温度等因素对基层纵向最大应力与路面最大拱起高度的影响,并基于基层拱胀临界应力值给出相应建议.研究认为:S21阿乌高速沥青路面拱胀病害是水泥稳定砾石基层在过大的温度应力作用下发生拱起破坏的结果.考虑实际道路情况,S21阿乌高速水泥稳定砾石基层拱胀临界应力值为3.49 MPa.当基层纵向最大应力大于基层拱胀临界应力值时,基层将会发生拱起失稳破坏.基层施工温度、膨胀系数及路表最高温度均为基层纵向最大应力与路面最大拱起高度的敏感因素,而基层回弹模量对路面最大拱起高度无明显影响.建议将基层膨胀系数控制在2.8×10-5 ℃-1以内,基层回弹模量控制在1 400～2 200 MPa以内.

    道路工程沥青路面拱胀病害薄板理论水泥稳定砾石基层有限元分析

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    纳米二氧化硅-石灰固化黄土路基力学性能及微观机理

    贾亮张玮玮凤翔连勇...
    42-50页
    查看更多>>摘要：黄土固化方法一直是黄土地区路基工程中的研究热点,纳米二氧化硅是具有小尺寸效应、表面能效应及火山灰效应的无机絮状硅化物,其在土体固化方面受到了广泛关注.为研究纳米二氧化硅对石灰固化黄土力学性能的提升效果和力学性能的改善机理,设计了 3％石灰固化黄土、3％石灰+纳米二氧化硅综合固化黄土、8％石灰固化黄土 3类试样,开展了 3类试样的无侧限抗压强度试验、回弹模量试验、加州承载比(CBR)试验及SEM试验,研究了固化材料掺量、养护龄期对黄土路基力学性能和微观结构的影响.结果表明,纳米二氧化硅的掺入快速提高了黄土的无侧限抗压强度、回弹模量和CBR值;掺入0.2％纳米二氧化硅+3％石灰与掺入8％石灰相比两类固化黄土具有相同的力学性能;随着纳米二氧化硅掺量和养护龄期的增加,固化黄土路基的强度逐渐提高;通过试验数据的回归拟合建立了无侧限抗压强度与回弹模量、CBR值之间的关系;SEM结果显示,纳米二氧化硅的掺入改善了土颗粒的团聚方式、填塞了土颗粒间的孔隙,从而提高了黄土路基的力学性能;综合考虑无侧限抗压强度、回弹模量、CBR值及经济性,推荐综合固化黄土的配合比为3％石灰+0.2％纳米二氧化硅.纳米二氧化硅-石灰固化技术为黄土路基提供了一种环境友好、成本较低的固化方法.

    道路工程力学性能试验研究固化黄土微观机理

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    风荷载对车桥耦合振动及行车舒适性影响

    王少钦马仕杰郭明浩林婧姝...
    51-64页
    查看更多>>摘要：为保证大跨度桥梁结构的安全性及桥上运行车辆的稳定性和舒适性,建立了风一车一桥耦合分析模型对系统的振动响应进行研究.通过三角级数法模拟了不同等级下的桥面不平整度,以探究车辆振动激励源的影响规律.采用快速谱分析法生成了桥梁不同节点处的横向和竖向脉动风速时程.建立了双轴四轮13自由度的汽车模型.以跨度为(180+216+180)m公铁两用的九江长江大桥为工程背景,建立桥梁有限元模型计算其自振频率及振型.采用模态综合法推导了风一车一桥系统动力平衡微分方程,采用Newmark-β积分对具有时变特性的动力平衡微分方程进行求解,并编写相应计算程序,研究不同工况下车辆及桥梁的振动响应.并根据ISO2631-1997标准计算车体的计权加速度均方根,对行车舒适性进行评价.针对不同风速、不同桥面等级、不同行驶速度等条件下,车辆匀速行驶通过桥梁时车辆的动力响应和行车舒适性进行评价,并计算了风及车辆对桥梁的动力加载作用.结果表明:车辆的动力响应会随着风速的增大、桥面状况的变差和车辆行驶速度的增加而增大,行车舒适性也相应变差;风速的增大会使桥梁的竖向位移减小,而竖向加速度和横向振动响应会显著增大.大跨度桥梁对风及车辆的动力加载均比较敏感,在桥梁的设计和运营阶段均应给予足够的重视.

    桥梁工程行车舒适性数值模拟耦合振动风荷载

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    Y型沟谷桥址区风特性的数值模拟研究

    朱佩章胡博刘智
    65-72页
    查看更多>>摘要：复杂山区的风场特性不同于平原地区,风场十分复杂,没有较为统一的规律,对大跨度桥梁的结构振动影响较大.为了研究复杂山区地形对桥址区风场特性的影响规律,以某座位于多条沟谷交汇谷口的斜拉桥桥址区为工程背景,基于ALOS数字高程地形模型,通过CFD数值模拟的方法,计算了不同风向来流下桥位处的风场特性.分析了桥址区主要的几条沟谷和桥位处局部地形对沿主梁横桥向平均风速、风攻角、风偏角及桥梁跨中竖向风剖面等风特性的影响.研究了横桥向平均风速大小和风攻角之间的关系,定性讨论了存在风速放大效应的来流工况和桥址区地形特点之间的关系.结果表明:Y型沟谷桥址区风特性不同于一般的山区桥址区,当来流沿着几条比较顺直的沟谷时桥位处平均风速较大,其他风向桥位处风速较小;沟谷的弯曲致使沿着沟谷的来流产生回流和改向,这时桥位处的风攻角较大,沿着主梁的风偏角变化范围较大,水平风速较小,不存在风速峡谷放大效应;桥位处交汇的沟谷局部地形对桥梁跨中竖向风剖面影响较大.研究结果为桥梁设计风速的确定提供了依据,可为定性判断Y型沟谷口桥位处风特性提供指导.

    桥梁工程风场特性数值模拟Y型沟谷桥址区

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    基于车桥耦合振动的连续梁桥动力特性研究

    王俊霞左新黛申林李华腾...
    73-79页
    查看更多>>摘要：为获取连续梁桥在行车荷载作用下的动力特性规律,基于虚功原理,建立了 24自由度典型四轴拖挂车动力学模型.采用模态叠加法建立三跨连续梁桥动力特性模型,通过模态综合法建立了车轮一桥面间的力学和位移耦合关系.组建了四轴拖挂车和连续梁桥动力耦合分析模型,通过逐步迭代法建立了车桥耦合时变矩阵方程.以某三跨连续梁桥为工程示例,进行车桥耦合动力特性的敏感性分析,重点分析了车辆行车速度、桥面不平度和车辆载重变化对桥梁关键位置处的动力响应影响.结果表明:随着行车速度的增大,桥梁竖向位移时程响应曲线整体呈增大趋势,其中边跨跨中竖向位移幅值增幅相对较小,为3.40％,中跨跨中竖向位移幅值呈先减小后增大的变化趋势,最大增幅为7.10％;随着桥面状况的恶化,桥梁边跨跨中和中跨跨中截面的竖向位移响应增幅相对较大,分别为38.60％和54.95％,为桥梁动力响应的主要敏感参数;当车辆载重相对较小时(从空载至40％满载),桥梁位移动力响应变化较为敏感,但随着车辆载重增长率的逐步增大,桥梁动力响应结果对车辆载重的敏感性逐步降低.

    桥梁工程车桥耦合模态综合法连续梁桥四轴拖挂车动力特性桥面不平度

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    考虑不确定性公路CFST拱桥抗倒塌安全储备分析

    文乾鑫张童李冬羡丽娜...
    80-89页
    查看更多>>摘要：为研究在不确定性影响下桥梁结构抗倒塌安全储备能力和地震损失,提出基于构件破坏安全储备系数DMR求取桥梁抗倒塌安全储备系数CMR的分析方法,并以此方法评估结构遭遇地震时的损失情况.以某公路CFST拱桥为例,首先充分考虑了模型信息相关不确性,利用拉丁超立方抽样,对模型信息参数进行随机组合,采用OpenSees程序对随机组合参数建立算例拱桥弹塑性动力分析模型,进行非线性时程分析,再利用概率地震需求分析(PSDA)方法建立构件概率地震需求模型,确定连续地震作用下构件易损性曲线,通过分析不同主要承重构件在遭遇地震时的破坏情况来最终确定桥梁的易损性曲线,探究DMR、CMR、地震损失、不确定性4者之间关系.通过对比两种不确定性工况分析,结果表明:不确定性对CMR、DMR和地震损失评估有着重要影响.在给定地震动强度作用下,DMR随着不确定性增大而变小,造成构件地震损失的增大.在同等地震下,DMR较小的构件比DMR较大的构件更易发生破坏.因桥梁结构的CMR是由DMR求得,所以在不确定性影响下变化趋势与DMR一致.通过构件的破坏安全储备进行评估,在评估过程中充分考虑不确定性的影响有助于更加精准了解结构的抗倒塌安全储备能力以及在遭遇地震时的损失情况.

    桥梁工程破坏安全储备系数概率地震需求分析公路CFST拱桥不确定性

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    波纹钢半圆拱加固钢筋混凝土盖板涵数值分析

    李百建付文强符锌砂贺玉婷...
    90-98页
    查看更多>>摘要：为了探索波纹钢半圆拱加固钢筋混凝土盖板涵的力学性能,采用室内试验与数值分析相互验证的方法,提出了基于填充混凝土弹塑性等效的波纹钢加固盖板涵的数值分析方法并进行了验证,在此基础上分析了影响加固体系承载力的主要因素.研究表明:钢筋混凝土盖板涵在加固之后发生了体系转换,板件由加固前的受弯构件转变为加固后存在拱效应的复合构件,破坏形式由加固前的受弯破坏转变为加固之后的剪切破坏,加固体系的极限承载力取决于钢筋混凝土板、填充混凝土的抗剪承载力和波纹钢的抗弯承载力,钢筋混凝土板的抗弯承载力对加固体系的作用有限,主要发挥了它的抗剪承载力;加固体系的极限承载能力较未加固前的板件理论极限承载能力提升了 13.23倍,加固效果明显;加固体系在室内试验和数值分析中的最大位移及极限承载力相对误差分别为16.27％,0.191 7％,采用填充混凝土弹塑性等效方法建立的数值模型能很好地模拟加固体系在极限状态时的承载力和变形;盖板厚度、填充混凝土强度和波纹钢波形是影响加固体系承载能力的关键参数,其中填充混凝土强度对加固体系承载力的影响幅度最大,其次是盖板厚度,而波纹钢波形的选取则需要兼顾波纹钢抗弯承载力与填充混凝土抗剪承载力之间的平衡.

    桥梁工程波纹钢加固数值分析钢筋混凝土盖板涵弹塑性等效

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