首页期刊导航|长安大学学报（自然科学版）
期刊信息/Journal information
长安大学学报（自然科学版）
长安大学学报（自然科学版）

马建

双月刊

1671-8879

xuebao@chd.edu.cn

029-82334383

710064

西安市南二环路中段

长安大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Chang'an University(Natural Science Edition)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊系中华人民共和国教育部主管，长安大学主办的学术性双月刊，她在中国乃至世界范围内的公路交流科技领域具有广泛的影响，她是中国期刊方阵“双效”期刊，国务院学位委员会、国家教育学位与研究生教育中文重要期刊，《中国核心期刊要目总览》（第三版）鉴定的中国公路运输类核心期刊，EI(Page One数据库)固定刊源，国际道路科研信息（IRRD）书目文献数据库固定刊源，中国道路文献服务中心（CRDS）核心报道期刊，自1981年创刊以来多次获国家交通部和陕西省奖励。本刊以繁荣公路交通科技为己任，促进公路交通科技交流和转化。她主要刊载道路工程、桥梁工程、交通工程、隧道工程、汽车工程、筑路机械、交通控制、交通运输管理、国土资源与环境、建筑工程、基础学科等具有国内先进水平的论文、同时刊载公路交通科技动态方面的简要评述和通讯。主要读者对象为大专院校师生、公路交通科研人员、公路交通管理决策人员、公路交通领域的勘测、设计和施工单位的技术人员，国土资源与环境、建筑工程等领域的科研及工程设计人员。
正式出版
收录年代

    用于排水沥青路面的高黏度改性沥青的制备及性能

    张增平陈俐企黄婷班孝义...
    1-9页
    查看更多>>摘要：为制备出适用于排水沥青路面的高黏度改性沥青,并降低使用成本,运用熔融共混工艺,将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、天然增黏树脂(TR)以及少量增塑剂混炼得到新型热塑性高黏度改性剂(N-HVM),用其制备新型高黏度改性沥青(N-HVA),并对其改性效果进行研究.选用传统TPS-HVA、SINOTPS-HVA作为对照组进行对比分析.首先通过针入度、软化点、5℃延度、60℃动力黏度、135℃布氏黏度、弹性恢复试验研究不同N-HVM掺量对沥青常规物理性能的影响,确定出N-HVM的最佳掺量范围;其次通过黏度试验分析高黏度改性沥青的黏流特性,借助傅里叶变换红外光谱(FTIR)试验、差示扫描量热(DSC)试验探析高黏度改性沥青的改性机理;最后利用动态剪切流变(DSR)试验和弯曲梁流变(BBR)试验评价高黏度改性沥青的高低温流变性能.试验结果表明:N-HVM最佳掺量(质量分数,下同)范围为14％～18.5％,制备的高黏度改性沥青常规物理性能满足规范要求.N-HVM的成本仅为市售高黏改性剂TPS、SINOTPS的30.8％、67.1％,能够显著降低高黏度改性沥青的使用成本.基质沥青与N-HVM共混过程中既存在物理改性,同时伴随有化学反应的发生.N-HVA的黏流活化能Eη小于TPS-HVA、SINOTPS-HVA,具有更好的温度稳定性及施工和易性.相比于TPS和SINOTPS,N-HVM对沥青的高低温性能改善效果更为显著,改性后的沥青具有优异的高温抗车辙性能和低温柔韧性.

    道路工程高黏度改性剂改性机理流变性能高黏度改性沥青

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 维普
    • 万方数据

    材料设计参数对双层多孔路面吸声性能影响

    李明亮华夏肖月李俊...
    10-17页
    查看更多>>摘要：为提升双层多孔路面吸声性能,增强对轮胎与路面接触源头噪声的消减效果,给路面降噪功能优化设计提供依据,分析层间结合材料用量、底面层空隙率对双层多孔路面吸声性能的影响规律.采用表面声学阻抗试验获取混合料吸声系数曲线,对比不同层间结合材料用量、底面层空隙率对双层多孔路面吸声系数峰值和峰值频率的影响,并采用层间剪切、拉拔强度试验分析层间黏结性能.基于层间材料用量和底面层空隙率优化,提出一种采用聚氨酯表面层与改性沥青混合料底面层复合的双层多孔路面结构,通过室内试验分析复合路面材料的基本力学特性和吸声性能.研究结果表明:增加层间改性乳化沥青材料用量能够提升层间黏结强度,但会损失双层多孔路面的吸声效果,主要吸声频谱也会受到影响;提高底面层空隙率能够提升双层多孔路面的吸声性能,特别是对于高频噪声的吸收;而当底面层空隙率小于20％时,吸声系数峰值衰减较快.在聚氨酯材料提供足够黏结强度和表面层力学性能的条件下,复合型路面未采用层间结合材料,并提高了底面层空隙率,因此呈现出显著的高、低频吸声效果.为保持双层多孔沥青路面吸声性能和黏结强度的均衡,底面层空隙率不宜低于20％,在保障足够有效吸声功能基础上,宜使用较高的层间结合材料用量.采用复合式双层多孔路面可以同步提高表面层和底面层的空隙率,从而增强吸声性能,具有更为突出的材料力学特性.

    道路工程双层多孔沥青路面复合型双层多孔路面吸声系数聚氨酯层间结合材料空隙率

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 维普
    • 万方数据

    沥青路面施工工艺数字化信息特征

    司伟王锐张博文李宁...
    18-29页
    查看更多>>摘要：沥青路面施工工艺数字化是沥青路面智慧施工的基础,其数字化信息特征对提供准确高效的施工方案与控制决策具有决定性作用.采用大样本数据统计方法分析沥青混合料拌和、运输、摊铺、碾压四阶段的工艺参数,并进行相关性和降维分析,获取不同施工阶段工艺参数特征,明确参数相关性.结果表明:拌和参数变异性较低,而材料用量偏低出现的情况较多;摊铺温度的分布值偏低,而复压温度和终压温度偏高;摊铺速度和碾压速度偏高的情况较多,异常值主要集中在分布值上限;不同参数的最佳拟合分布函数存在差异,Lognorm函数对施工参数的拟合优度较高,可用于构建施工温度预测模型;拌和参数间的相关性较高,但其与摊铺和碾压参数的相关性低,且摊铺参数和碾压参数间的相关性也低;将十维拌和参数降至二维能够有效保留原十维参数的特征,降维后参数和摊铺碾压参数均具有更高的独立性,但在构建施工控制模型时仍需要慎重选择这些独立参数,以提高模型的精度和泛化能力.

    道路工程沥青路面施工工艺参数特征降维分析相关性数字化信息

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 维普
    • 万方数据

    预制混凝土路面板水平通孔吊装力学行为及验证

    柯文汇周然方明镜陈一鸣...
    30-38页
    查看更多>>摘要：针对预埋件吊装预制构件不能很好满足装配式混凝土路面的几何连续及可重复使用问题,设计采用一种新型通孔吊装方式,即水平外伸钢筋网架法吊装路面板.通过测试不同配筋混凝土路面板通孔吊装应变响应,验证通孔吊装方式的可行性.采用有限元软件ABAQUS和测试数据,分别建立和验证路面板三维数值模型,并分析不同尺寸的预制混凝土路面板水平通孔吊装力学行为.研究结果表明:当混凝土路面板(长、宽、高分别为3.5、3、0.22 m)采用平面四点通孔吊装时,吊装方向和垂直吊装方向的配筋率分别从0.409％和0.292％降到0.221％和0.189％(极限配筋)下,自重和常规吊速使得板底、板顶分别产生约30×10-6的拉、压应变.吊装全过程路面板混凝土均处于弹性变形阶段,未开裂破坏.路面板通孔吊装结构受力大小与通孔吊距及路面板尺寸呈正相关,且混凝土与钢筋在吊点处应力集中现象明显.为防止集中应力引起混凝土开裂,建议在应力集中区域对钢筋网做局部加密,并选用较粗钢筋(如钢筋直径Φ28)作为吊装主筋,以降低钢筋与混凝土咬合部位集中应力.同时,通孔吊装宜优先选择长边起吊,且吊距不宜大于4.0 m.当路面板采用通孔吊装方式需要减配钢筋时,宜先减配垂直吊装方向钢筋.研究结果可为预制混凝土路面板或类似构件采用通孔平吊的结构尺寸设计、配筋布置以及吊点布设等提供参考.

    道路工程装配式路面预制混凝土板吊装力学行为数值分析试验验证

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 维普
    • 万方数据

    微胶囊沥青混合料自愈性能

    纪小平方向征李加胡永林...
    39-48页
    查看更多>>摘要：为揭示微胶囊沥青混合料自愈性能的影响因素,为微胶囊沥青混合料设计与性能提升提供依据,采用原位聚合法合成了以三聚氰胺-尿素-甲醛树脂(MUF)为囊壁、低品质植物油为囊芯的微胶囊,制备微胶囊沥青混合料并评价其自愈性能.针对不同沥青类型、不同微胶囊掺量、不同愈合温度、不同愈合环境以及不同愈合时间的微胶囊沥青混合料,基于三点弯曲的断裂-愈合-断裂试验,以愈合前后的断裂强度恢复率(HS)作为评价指标,研究了微胶囊沥青混合料的自愈合效果,揭示了微胶囊掺量、服役条件(愈合温度、愈合时间、水分和氯盐侵蚀)、材料属性(沥青种类)对其自愈性能的影响规律.结果表明:微胶囊基质沥青混合料的自愈合能力优于微胶囊SBS改性沥青混合料,随着愈合时间的延长、愈合温度的升高和微胶囊掺量的增加,微胶囊沥青混合料的愈合效果均越来越好;对于普通沥青混合料,浸水和盐溶液均会降低其自愈性能,并且SBS改性沥青混合料的耐盐性较高.微胶囊基质沥青混合料的HS随氯盐浓度的增加先降低后增加,SBS改性沥青混合料的HS则一直增加,这是由高浓度氯盐环境加速微胶囊破裂所致.该研究在揭示浸水及氯盐环境下微胶囊沥青混合料自愈合性能影响规律的同时,也为微胶囊拓展应用于多雪和盐碱地区提供了一定的理论基础.

    道路工程沥青微胶囊自愈性能断裂强度恢复率

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 维普
    • 万方数据

    射流风机位置对隧道火灾烟气蔓延特性的影响

    王亚琼杨少鹏任锐李培军...
    49-61页
    查看更多>>摘要：为探明隧道火灾临界风速时的火区通风阻力,并明确射流风机局部风流场对隧道烟气蔓延的影响规律,采用计算流体动力学软件ANSYS Fluent,建立了考虑20 MW火灾长度800 m的1∶1隧道数值模型.通过开展5 MW隧道火灾数值计算和1 ∶10物理模型试验,以临界风速和温度为指标,验证所建数值模型的合理性和适用性.确定隧道火灾临界风速及火区通风阻力,并在临界风速条件下,进行火源与射流风机不同相对位置时隧道火灾场景的数值计算.研究结果表明:300 m隧道内5 MW火灾,临界风速约为2.0 m/s,火区通风阻力约为3.0 Pa;800 m隧道内20 MW火灾,临界风速约为2.8 m/s,火区通风阻力约为7.0 Pa.在20 MW火灾临界风速条件下,当火源位于风机下游40 m范围内,烟气分层完全被破坏,火源下游区域不利于人员疏散,当火源位于风机下游80及120 m处,烟气状态分别为分层较好和分层良好,相应的火灾危险区域分别为火源下游300 m范围内和火源下游100 m范围内;当火源位于风机的上游,烟气蔓延至风机位置前分层良好,蔓延至风机位置后,随高速射流迅速向下部扩散并充满隧道断面,风机下游区域均为火灾危险区域.因此,为保证火源下游人员疏散安全,火源上游80 m范围内和下游人员逃生区域内的射流风机不宜开启,火源上游80～120 m范围内的射流风机应谨慎开启.

    隧道工程隧道火灾数值模拟烟气蔓延火区通风阻力

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 维普
    • 万方数据

    深埋隧洞爆破开挖围岩振动能量分布特征与预测

    涂颖晏育松杨建华章伟鹏...
    62-71页
    查看更多>>摘要：深埋隧洞爆破开挖引起的开挖面上地应力快速释放是诱发围岩振动的重要因素,为掌握深埋隧洞爆破开挖爆破荷载与地应力快速释放共同扰动下的围岩振动特性,针对锦屏地下实验室上层中导洞爆破开挖现场围岩振动监测,采用变分模态分解(VMD)方法对爆破荷载产生的围岩振动和地应力快速释放诱发的围岩振动进行了分离,利用小波包分解方法研究了爆破振动和诱发振动的能量分布特征及其影响因素,构建了深埋隧洞爆破开挖爆破荷载与地应力快速释放共同作用激发围岩振动的预测模型.研究结果表明:爆破荷载产生振动的能量主要分布在200～300 Hz频带范围内,地应力快速释放诱发振动的能量主要分布在0～150 Hz频带范围内,诱发振动的频率明显低于爆破振动的频率;随着传播距离的增加,爆破振动和诱发振动低频范围内的能量占比均显著增加;装药量对爆破振动能量分布具有显著的影响,随着装药量的增加,爆破振动低频能量的占比增加;诱发振动的能量分布不受装药量和开挖面上地应力水平的影响,只与地应力释放持续时间和开挖面的大小有关;构建的以单响药量、单孔药量、炮孔个数、炮孔间距、爆心距、开挖面法向地应力、地应力释放持续时间为输入参数的基于遗传算法优化的神经网络模型GA-BP可实现深埋隧洞爆破开挖时,爆破荷载与地应力快速释放共同作用激发围岩振动的预测,预测的质点峰值速度(PPV)相对误差为10.4％,预测的中心频率相对误差为3.2％.

    隧道工程爆破开挖围岩振动小波包能量分布振动预测

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 维普
    • 万方数据

    特长隧道斜井施工段通风优化

    王朋潘红伟程锋贾润枝...
    72-81页
    查看更多>>摘要：为解决特长隧道斜井施工段存在的主洞粉尘浓度高、作业环境差等问题,以中兰(中卫—兰州)铁路香山特长隧道工程为依托,在5#斜井施工段小里程方向开展现场测试,采集主洞内各测试断面的风速、风流方向和不同工况下的粉尘浓度,反映现场实际通风情况;利用Fluent软件建立斜井施工段压入式通风的三维数值模型,研究各作业工况下主洞内风流场特征和粉尘扩散规律;并结合通风数值计算,优化5#斜井施工段通风结构,提出相应改善措施.研究结果表明:原设计通风系统送风量不足,隧道洞身段平均风速较低,仅为0.1～0.2 m/s,且在二衬台车处和主洞与斜井交叉口处存在大量涡流区,出渣作业和喷混作业产生的粉尘大量滞留在隧道主洞内,粉尘聚集现象明显;出渣作业时洞内粉尘浓度最高,可吸入式粉尘浓度和全尘浓度最大值为35.4和39.3 mg/m3,喷混作业次之,立架作业时洞内粉尘浓度较低,可吸入式粉尘浓度和全尘浓度最大值为5.3和7.2 mg/m3,3种工况下洞内粉尘浓度均超过规范允许值且达到人体可呼吸到的高度;二衬台车处和斜井与主洞交汇处风流组织混乱,存在大量涡流区,粉尘颗粒在上述地点聚集,无法顺利排出洞外;针对上述问题,采用增设送风接力风机、射流引导风机和防尘帘等措施,增大风管送风量,提高隧道内回风风速,引导风流排出洞外.

    隧道工程施工通风现场测试数值模拟通风优化

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 维普
    • 万方数据

    基于三角模糊理论的沉管隧道结构服役状态评价方法

    王志丰陈龙龙王亚琼李科...
    82-91页
    查看更多>>摘要：为进一步提高在役沉管隧道结构服役状态评价的准确性和可靠性,运用三角模糊理论和层次分析法,提出一种新的运营沉管隧道结构服役状态评价方法.根据运营沉管隧道的结构特征、病害主要影响因素,构建沉管隧道结构服役状态评价指标体系,其中准则层包含6个类别,结构裂缝、渗漏水、结构材质劣化、结构应力、结构变形和水环境;指标层包含14个指标,裂缝长度、裂缝宽度、渗漏速率、渗漏面积、混凝土强度、钢筋横截面损失率、钢筋应力、混凝土应力、水平剪力键应力、竖向剪力键应力、不均匀沉降、接头张开、接头错动和侵蚀水pH.建立了运营沉管隧道结构服役状态等级四级划分标准,并给出了相对应的特征描述以及服役状况评价值.推导了沉管隧道结构服役状态评价指标权重及隶属函数计算过程,得到了沉管隧道结构服役状态评价指标体系中各个指标、元素的绝对权重以及服役状态不同等级对应的隶属度.将提出的评价方法应用于工程实例进行计算分析,并与其他方法进行对比分析.结果表明:该实例中沉管隧道结构监测断面的服役状态综合评价计算值为6.870,隶属度计算值为0.935,隧道结构服役状态评价为等级Ⅰ(结构正常或局部轻微损坏),提出的评价方法在沉管隧道服役状态评估方面具有很好的适用性.

    隧道工程沉管隧道结构服役状态评价方法模糊理论

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 维普
    • 万方数据

    高亮度铺装层对隧道中间段行车安全的影响

    冯学茂覃仲武建民张恒聪...
    92-100页
    查看更多>>摘要：为研究高亮度铺装层对隧道中间段行车安全的影响,以路面反光效果和驾驶人视觉特性为基础设计了对比试验;通过不同光学仪器,测量3种高亮度铺装层的光学参数,研究其高亮度性能;通过照明计算软件和三维建模软件,制作了 3种高亮度铺装层隧道内仿真驾驶视频;通过驾驶模拟器系统,采用眼动试验进行不同铺装层隧道内的模拟驾驶,收集驾驶人在不同铺装层隧道内驾驶的眼动数据,以相对安全距离、驾驶人对障碍物注视持续时间和驾驶人瞳孔直径作为生理和心理指标,研究驾驶人在高亮度铺装层隧道中间段驾驶的眼动特性;通过驾乘体验问卷调查,收集驾驶人在不同铺装层隧道内驾驶的主观感受,综合评价了 3种高亮度铺装层对隧道中间段行车安全的影响.结果表明:高亮度铺装层具有良好的反光效果,钛白粉的掺加对高亮度铺装层的高亮度性能有较好提升作用,钛白粉掺量(质量分数,下同)为70％的高亮度铺装层A反光效果最佳,隧道中段行车安全性与铺装层的反光效果呈正相关,使用反光效果较好的高亮度铺装层有助于驾驶人在驾驶过程中更早发现障碍物、更容易辨别障碍物,有利于提高隧道中间段的行车安全性;隧道中段行车视觉舒适性与铺装层的反光效果呈负相关,使用高亮度铺装层后隧道内路面反射光线强烈,对驾驶人的视觉舒适度有一定影响.

    隧道工程行车安全性高亮度铺装层眼动特性钛白粉反光效果

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 维普
    • 万方数据