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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

    ATH/MMT阻燃剂对沥青混合料性能的影响

    申爱琴苏宇轩杨小龙王涵...
    1-9页
    查看更多>>摘要：为降低公路隧道沥青路面存在的火灾隐患,提升公路隧道沥青路面阻燃性能,采用金属氢氧化铝(ATH)和蒙脱土(MMT)复掺制备SBS改性阻燃沥青混合料,通过氧指数试验、直接燃烧试验、车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验等方法,分析ATH/MMT复掺阻燃剂对沥青混合料的阻燃抑烟性能和路用性能影响.研究结果表明:ATH/MMT复掺阻燃剂可以将沥青材料的极限氧指数从21.2％提升至25％以上,使沥青材料燃烧级别达到难燃级别,基本可达到自熄材料的标准;掺加ATH/MMT复掺阻燃剂可以减少沥青混合料的燃烧持续时间,MMT和ATH的掺量(质量分数,下同)分别为3％、10％的复掺阻燃剂,其混合料的燃烧时间可以缩短近1倍;能降低沥青混合料的燃烧质量损失率,保证燃烧后的马歇尔试件结构的完整,并可提升沥青混合料的燃烧残留马歇尔稳定度,使沥青混合料燃烧后仍具有较好的力学性能;同时还可降低沥青混合料燃烧过程中挥发性有机化合物(VOC)的挥发量和峰值浓度,加快VOC产物的扩散速度;ATH/MMT阻燃剂可以显著改善沥青混合料的阻燃抑烟性能,且其可有效改善沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,但是会在一定程度上降低混合料的低温抗裂性,虽仍能满足较高的路面性能要求,但其阻燃剂掺量不宜过大.

    道路工程复掺阻燃剂试验研究沥青混合料金属氢氧化铝蒙脱土

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    基于核密度估计的沥青路面状况动态分段方法

    许哲谱杨群
    10-20页
    查看更多>>摘要：针对现有路面静态分段方法不能充分利用基础检测数据以指导实际养护工作等问题,提出了一种基于核密度估计的沥青路面状况动态分段新方法.基于快速检测设备获取精细的路况数据,利用线要素核密度估计对路面破损率、国际平整度指数和车辙深度进行分析,得到以核密度值为指标的连续变化路况地图;在现有路况评价标准的基础上,建立以核密度值为指标的路况评价新标准,实现对沥青路面的动态分段和评价;通过重分类和组合,将基于核密度值的路面破损、平整度和车辙深度3个指标进行组合,进一步得到可以同时反映多个指标的组合分段方案.以晋江市和平南路为例,演示该方法在实践中的应用.最后,将该方法、静态路段划分方法、基于累积差异法的动态路段划分方法进行对照分析.研究结果表明:提出的方法可以考虑路况数据的空间自相关特性,可得到精细的路段划分结果,将道路划分成若干路段,使得路段内部的路况尽可能相似,而路段间路况差异尽可能大;能够从基于核密度值的路面破损、车辙深度、平整度3个单指标或者组合指标的不同角度评价路况,将路面状况的整体分布情况以及不同路段需要维修的紧急程度呈现出来,同时保留了基础检测数据的细节;能够与现有的路面管理系统紧密衔接,有利于动态分段方法的推广应用.

    道路工程沥青路面动态分段核密度估计路面状况

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    温度、粗糙度对混凝土桥面沥青铺装层层间拉拔强度的耦合作用

    孔令云黄麟钬代笠余苗...
    21-29页
    查看更多>>摘要：为研究温度与粗糙度对混凝土桥面沥青铺装层层间拉拔强度的耦合作用,首先制备了不同粗糙度的混凝土试件,测定其摩擦因数、构造深度与灰度值;然后在混凝土试件表面涂刷SBS改性沥青作为黏结层,同沥青混合料制成车辙板,并进行钻芯取样,将车辙板芯样在不同温度下进行保温后,进行拉拔试验得到其拉拔强度;最后利用主成分分析法将摩擦因数、构造深度、灰度值转化为粗糙度综合指数,对层间拉拔强度与粗糙度综合指数进行线性拟合.研究结果表明:当温度为[20℃,28℃]时,温度每升高1℃引起的层间拉拔强度变化,相当于温度保持不变,下降一个粗糙度当量值引起的拉拔强度变化;同时在这一温度范围内,温度对层间拉拔强度的影响程度明显大于粗糙度,当温度为20℃、23℃、25℃、28℃时,层间拉拔强度与粗糙度之间的相关系数以及粗糙度对层间拉拔强度的影响程度总体高于其他试验温度;当温度升高至30℃时,层间拉拔强度与粗糙度的相关系数比28℃时下降了62.2％,拟合方程的斜率比28℃时下降了58.2％,二者线性相关性明显减弱,粗糙度对拉拔强度的影响程度显著降低;当温度超过30℃时,层间拉拔强度与粗糙度之间的线性相关性极弱,拟合方程斜率接近于0,粗糙度的改变几乎不影响层间拉拔强度.

    道路工程桥面铺装层主成分分析耦合作用层间拉拔强度粗糙度温度

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    高原复杂气候环境对混凝土气孔结构与力学性能的影响

    陈华鑫王铜何锐ZHANG Jian-song...
    30-37页
    查看更多>>摘要：为探究高原复杂气候环境对混凝土气孔结构与力学性能的影响,分别以高原地区和平原地区成型养护的引气混凝土为研究对象,对混凝土试块进行切割以及表面处理,利用硬化混凝土气孔分析仪,对不同成型养护环境下混凝土的气孔特征参数进行分析,并对不同成型养护环境下混凝土的28 d抗压强度进行测试,研究不同环境对混凝土气孔结构以及28 d抗压强度的影响;通过对比分析得出高原地区低压、干燥、低温的气候环境下,混凝土含气量、气孔平均孔径、孔径分布、气孔间距系数以及28 d抗压强度的变化规律,建立混凝土内部气孔结构与混凝土抗压强度之间的关联,揭示高原复杂环境下混凝土气孔结构劣化以及力学性能下降的原因.研究结果表明:与常压标准养护的混凝土相比,低压标准养护的硬化混凝土含气量降低了5％～22％,平均孔径减小了2％～5％,气孔间距系数增加了4％～11％,强度增加了5％～10％;与低气压标准养护的混凝土相比,高原养护环境下硬化混凝土含气量增加了20％～30％,平均孔径增大了8％～12％,气孔间距系数降低了15％～20％,强度下降了15％～36％.高原地区干燥、低温环境会影响水泥水化反应,导致混凝土结构疏松,气孔结构劣化,同时低温环境下混凝土内部产生冻胀应力,对其结构造成破坏,并导致后期强度下降.掺入引气剂会使混凝土内气孔变多,混凝土强度降低,但高原环境下引入气泡可有效缓冲冻胀应力,减少混凝土内部结构的破坏以及强度的损失.

    道路工程混凝土低气压干燥低温气孔结构抗压强度

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    紫外老化下温拌沥青黏附性能的微观表征方法

    张兴军冯辉霞
    38-46页
    查看更多>>摘要：为探究紫外线老化(UV)条件下温拌沥青黏附性能的表征方法,采用增力电动搅拌器,以基质沥青、Evotherm温拌剂为原材料制备Evotherm温拌改性沥青,根据表面自由能理论计算UV老化条件下Evotherm温拌改性沥青的宏观黏附性能指标(黏附功、剥落功),通过原子力显微镜(AFM)试验获取紫外老化条件下Evotherm温拌改性沥青的微观参数(纳观黏附力、蜂面积比、表面粗糙度),分析UV老化时间(0、50、100、150、200 h)和老化方式(隔氧、光氧耦合)对其微观参数、宏观黏附性能指标的影响规律,并对其进行线性回归分析.结果 表明:Evotherm温拌改性沥青UV老化之后与石灰岩的黏附功逐渐减小,剥落功逐渐增大,在150 h UV老化后Evotherm温拌改性沥青的黏附功和剥落功都趋于稳定,且在有氧条件下黏附性能较隔氧条件下更差;UV老化时间在0～150 h时,温拌沥青纳观黏附力、蜂面积比和表面粗糙度降低幅度明显,延长老化时间至200 h时则逐渐趋于平衡,失去沥青的属性.经表面能理论得到的温拌沥青UV老化后的黏附功和剥落功与AFM试验得到的纳观黏附力、蜂面积比、表面粗糙度之间具有良好的相关性;且在隔氧和光氧耦合2种UV老化下,其微观参数与黏附性能指标的相关性基本一致.建议采用纳观黏附力、蜂面积比和表面粗糙度表征温拌沥青UV老化过程中黏附性能.

    道路工程温拌沥青紫外老化AFM黏附性能表征方法

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    DBDPE复合阻燃剂对SBS沥青性能的影响

    金雷魏建国付其林张青江...
    47-55,65页
    查看更多>>摘要：为了研究十溴二苯乙烷(DBDPE)复合阻燃剂对SBS改性沥青性能的影响,采用极限氧指数试验、烟密度试验、针入度试验、延度试验、软化点试验、动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验等方法,分析不同阻燃剂掺量下SBS改性沥青阻燃抑烟性能、物理性能和流变性能.研究结果表明:DBDPE复合阻燃剂对SBS改性沥青性能具有显著影响,其阻燃抑烟性能显著提高;随着DBDPE复合阻燃剂掺量的增大,SBS改性阻燃沥青极限氧指数逐渐提高,其烟密度等级逐渐降低,当阻燃剂掺量(质量分数,下同)大于8％时,其极限氧指数大于24％且烟密度等级降幅较小,阻燃抑烟性能提升有限,SBS改性阻燃沥青针入度和延度逐渐降低,软化点逐渐提高,当阻燃剂掺量小于12％时其延度大于20 cm,当阻燃剂掺量大于12％时其软化点提高的幅度较小;DBDPE复合阻燃沥青高温抗变形能力显著提高,随着阻燃剂掺量的增大,SBS改性阻燃沥青抗车辙因子、蠕变恢复率逐渐增大,但当阻燃剂掺量大于8％时其提高的幅度较小;DBDPE复合阻燃沥青低温抗裂性能逐渐降低,随着阻燃剂掺量的增大,SBS改性阻燃沥青的低温蠕变劲度模量逐渐提高,低温蠕变速率逐渐降低,但当阻燃剂掺量大于12％时二者变幅较小.综合考虑BDDPE复合阻燃剂对SBS改性沥青阻燃性能、抑烟性能及高低温流变性能的影响可知,当其掺量为8％～12％时的技术性能较好.

    道路工程DBDPE复合阻燃剂阻燃沥青流变性能合理掺量

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    连续梁桥冲击系数与频率的对应关系

    冯威朱伟庆胡强
    56-65页
    查看更多>>摘要：为明确在计算连续梁桥主梁不同荷载效应(位移、正负弯矩和剪力)的冲击系数时,采用哪一阶频率计算更加合理,以分联长度为r×30 m(跨数r=3,4,5,6)的预应力混凝土连续梁桥为研究对象,运用理论分析与有限元数值模拟相结合的手段,研究了位移冲击系数、正负弯矩冲击系数和剪力冲击系数与前3阶频率的对应关系.首先运用动力学和曲率模态理论得到了位移冲击系数、正负弯矩冲击系数和剪力冲击系数与各阶振型的关系式;接着运用梁格法分别建立r×30 m预应力混凝土连续梁桥的MIDAS Civil有限元数值模型,然后利用傅里叶级数分别对有限元分析中得到的前3阶竖弯振型进行拟合,最后将拟合得到的振型函数代入不同效应的冲击系数与各阶振型的关系式,从而分别得到前3阶竖弯模态对不同效应冲击系数的贡献百分比,并与已有研究成果进行对比,对该理论分析正确性进行了验证.研究结果表明:位移冲击系数、正弯矩冲击系数和剪力冲击系数根据第1阶竖弯频率来计算更加合理,在前3阶竖弯模态中,第1阶模态贡献了跨中最大动位移的84.4％～99.5％、跨中截面最大正动弯矩的77.2％～98.7％、支座截面最大动剪力的84.1％～99.1％;负弯矩冲击系数则根据第2阶竖弯频率来计算更加合理,在前3阶竖弯模态中,第2阶模态贡献了支座截面最大负动弯矩的70.0％～98.2％.

    桥梁工程冲击系数理论分析连续梁桥振型频率

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    基于破损分区理论和CT数重建混凝土数值模型

    方建银李娜党发宁潘优...
    66-73页
    查看更多>>摘要：为了建立能真实反映混凝土试样内部细观结构的数值模型,分析大体积混凝土的损伤演化特性,利用便携式动力加载设备结合医用Marconi M8000螺旋CT扫描仪进行混凝土单轴压缩CT扫描试验,获得单轴压缩条件下混凝土试样的CT扫描图像.基于破损分区理论,提出了确定闽值的概率统计法,并将混凝土CT扫描图像分为骨料区、硬化水泥石区和孔洞裂纹区.进而基于CT扫描图中每个分辨单元的坐标,建立结构随机型数值混凝土模型,并对单轴静力压缩和拉伸条件下混凝土的损伤演化特性进行数值模拟.研究结果表明:结构随机型数值混凝土模型的细观结构与混凝土试样非常接近,该模型中骨料与砂浆的黏结界面厚度仅为0.04 mm左右,与真实混凝土试样的界面厚度(10～50 μm)非常接近;在单轴拉、压应力状态下,混凝土细观裂纹均在强度相对薄弱的初始缺陷处开始萌生,随着应力的增加,裂纹绕着骨料并随强度较弱的界面扩展贯通,界面的强弱在很大程度上决定了混凝土的强度;在单轴压应力状态下,混凝土试样中裂纹较多且大多呈剪切裂纹,而在单轴拉应力状态下初始试样的起裂点较多,有多条裂纹同时发展,但随着应力水平的提高,试样中最终只产生1条与加载方向近乎垂直的主裂纹;无论是在单轴压缩还是单轴拉伸应力状态下,由于加载速度较慢,试样中裂纹扩展均不穿越骨料.

    桥梁工程混凝土CT试验模型重建损伤裂纹

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    基于稳健回归法的自锚式悬索桥荷载效率系数优化

    武芳文罗建飞郑伟戴君...
    74-82页
    查看更多>>摘要：为解决自锚式悬索桥荷载效率系数取值不合理问题,以珠海白石桥为研究对象,通过稳健回归法对自锚式悬索桥的荷载效率系数进行优化研究.研究了主梁、主塔的结构响应与荷载效率系数之间的关系,并确定合理的荷载效率系数取值.首先,基于白石桥的现场试验得到该桥主梁和主塔在分级加载下的响应值.其次,采用MATLAB软件建立荷载效率系数与结构响应的线性稳健回归模型,并对该数学模型进行可靠性分析.然后,利用该稳健回归模型对规范要求荷载效率系数下的结构响应(主梁挠度、应力以及索塔偏位)进行预测和误差分析,并以误差值最小时的荷载效率系数值作为最终优化值.最后,基于另外2座结构形式相同的自锚式悬索桥的现场试验数据对以上研究结果进行验证.研究结果表明:提出的稳健回归分析法得到的结构响应预测值与试验测试值具有较好的一致性,可对自锚式悬索桥主要构件的荷载效率系数进行有效优化;当自锚式悬索桥主梁的荷载效率系数小于0.68、主塔偏位荷载效率系数小于0.82时,其结构响应均为线性变化;当主梁荷载效率系数取0.68时,其结构响应的预测值与实测值的相对误差可控制在3％以内;索塔偏位荷载效率系数取0.82时,其预测值与实测值的相对误差也可控制在容许范围内,即自锚式悬索桥的主梁和索塔偏位荷载效率系数应分别优化至0.68和0.82.该方法可为自锚式悬索桥的快速评定提供有力理论支撑,并为后续相关规范的完善提供一定的参考依据.

    桥梁工程荷载效率系数稳健回归自锚式悬索桥荷载试验

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    在役多梁式RC简支梁桥的体系时变可靠度评估方法

    王晓明段瑞芳白云腾田建辉...
    83-89页
    查看更多>>摘要：为科学评价在役多梁式简支梁、板桥的结构性能,针对其体系承载的冗余性、体系失效的随机性与时变性、及体系时变的随机性,对多梁式钢筋混凝土(RC)简支桥开展体系时变可靠度评估模型研究.通过事故调查与概念分析,系统研究其失效模式和失效机制的特点和属性;针对多梁弯曲失效模式,提出一套定量分析方法和指标,建立在役多梁式钢筋混凝土简支桥的失效模式.根据简支桥的承载特点,建立考虑多重失效机制的失效模式分析模型;根据多梁式体系的承载传力特点,推导横向联系不同状态时,体系的失效概率表达;基于全概率公式,建立多重失效机制条件下,在役多梁式RC简支桥的体系时变可靠度评估模型;提出不同失效模式的贡献率指标,并提出多梁弯曲失效模式的定量分析指标与方法,分析其主要影响因素.以标准通用板梁桥为例,通过算例分析对提出的方法进行验证.研究结果表明:最不利构件评估和传统的体系评估模型未能全面考察结构的传力机制和各构件相互的作用及其变化,可能对结构安全性做出保守或危险的误判;提出的模型可从体系层次准确地反映结构承载性能可靠性退化规律,既可考虑体系失效的随机性和时变性,又可表现出横向连接的退化对结构体系改变的随机性,更加合理地反映了寿命周期内梁桥体系的安全可靠性.

    桥梁工程在役梁桥多梁式简支桥钢筋混凝土体系时变可靠度评估

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