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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

    SBS/胶粉复合改性新疆沥青制备及性能评价

    王朝辉邵捷宋亮舒诚...
    1-15页
    查看更多>>摘要：为解决新疆沥青与SBS、胶粉相容性差,SBS对其难以改性等技术问题,提高新疆交通建设中废料利用水平,采用SBS、胶粉对克拉玛依(KLMY)、塔河(TH)调和沥青进行复合改性,制备了SBS/胶粉复合改性新疆调和沥青,优化其制备工艺,确定适用于新疆炎热地区及严寒地区的SBS/胶粉复合改性新疆沥青掺配方案;采用动态剪切流变(DSR)试验、多应力重复蠕变恢复(MSCR)试验、弯曲梁流变(BBR)试验、线性振幅扫描(LAS)试验、布氏旋转黏度试验,对比评价了 SBS/胶粉复合改性新疆沥青、SBS改性沥青和橡胶改性沥青的高温流变性能、低温流变性能、疲劳性能和黏温特性.结果表明:优化后的SBS/胶粉复合改性新疆沥青制备工艺为沥青分2次剪切;适用于新疆严寒地区的复合改性沥青(SBS/CR-N)掺配方案为KLMY90 ∶TH60=2 ∶3、掺量15％胶粉(质量分数,下同)、3％SBS、2％PR-1助剂、4％相容剂SH、0.12％稳定剂SWD;适用于新疆炎热地区的复合改性沥青(SBS/CR-S)掺配方案为 KLMY90 ∶TH60=2 ∶3、15％胶粉、3.5％SBS、2％PR-1助剂、3％相容剂SH、0.12％稳定剂SWD;不同试验温度下,SBS/CR-S的复数剪切模量、车辙因子及改进型车辙因子最高,相位角最低;在-30℃条件下,SBS/CR-S与SBS/CR-N的蠕变劲度与蠕变速率仍满足规范要求,其中SBS/CR-N的阻尼比及耗散能比在不同试验温度下均最大;SBS/CR-N与SBS/CR-S在180℃下黏度分别为1.12、1.66 Pa·s,两者具备良好的施工和易性,且在0％～30％剪切应变范围内未出现疲劳屈服现象,当应变水平低于1％时,两者疲劳寿命均高于SBS改性沥青和橡胶改性沥青;SBS/CR-S与SBS/CR-N的PG分级均为PG82-40,SBS/胶粉复合改性新疆沥青兼具优良高低温性能.

    道路工程SBS/胶粉复合改性沥青新疆沥青制备流变性能疲劳性能

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    橡胶混凝土道面温度场演化特征

    张高望袁捷张家科凌建明...
    16-25页
    查看更多>>摘要：为了明确橡胶混凝土道面的温度场分布与演化特征,基于光纤光栅测试技术,建立了橡胶混凝土道面现场温度信息的连续监测,研究了橡胶混凝土道面早龄期(0～4 d)和长期(9～84 d)的温度场演化特征,并且以普通混凝土道面为参照,对比分析了橡胶颗粒的加入对混凝土道面长期温度场演化特征的影响.基于温度分布统计,研究了橡胶混凝土道面和普通混凝土道面温度场的频率分布特征.结果表明:在早龄期温度演化的第1、第2阶段,水化放热是影响橡胶混凝土道面温度场的主要因素;在橡胶混凝土道面的零应力温度时刻,道面板中的温度高于板顶和板底,温度梯度为-12.0℃/m;在混凝土固化阶段,负温度梯度将导致橡胶混凝土道面产生翘曲固化残余应力.长期监测结果表明橡胶颗粒的加入使混凝土对温度变化的敏感性降低,使混凝土道面在降温阶段的板中温度明显变高;橡胶混凝土道面的最大日平均正温度梯度是普通混凝土的6.85倍,而最大负温度梯度只有普通混凝土道面的51％;在一个温度变化周期(24 h)内,橡胶混凝土道面温度的日变化曲线呈现明显的日不对称性,降温时长是升温时长的2倍.温度分布统计结果表明橡胶颗粒的加入可以有效降低混凝土道面出现负温度梯度的频率,特别是对于小于-10℃/m的温度梯度,橡胶混凝土道面出现的频率比普通混凝土道面低20.4％,即橡胶颗粒可以有效减少混凝土由于负温度梯度引起的翘曲,有利于大尺寸混凝土道面的建造.

    道路工程橡胶混凝土光纤光栅温度传感器温度场频率分布

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    煤气化渣与粉煤灰影响其水泥胶凝硬化产物的强度机理

    谢海巍潘福元刘尊青李祖仲...
    26-34页
    查看更多>>摘要：为了探索煤气化渣作为掺和料的可行性,开展煤气化渣对水泥胶凝硬化产物强度的影响机理研究.通过对比分析煤气化渣、粉煤灰形成过程的差异,以扫描电镜、能谱仪、X射线衍射试验,研究煤气化渣、粉煤灰及两者水泥胶凝产物的微观结构与物相组成,并制备不同掺量的粉煤灰、煤气化渣的水泥胶砂试件,测试其不同龄期的力学强度.结果表明:粉煤灰和煤气化渣形成过程的不同导致两者微观形貌和物质构成存在较大差异,其烧失量由大到小排序为煤气化细渣、煤气化粗渣、粉煤灰,且细渣残碳含量远高于粗渣和粉煤灰.煤气化粗渣以层片状、块状结构居多,细渣多呈蜂窝形絮状体并夹杂少量的球状颗粒,粉煤灰多呈球状体,三者元素组成相似,均含有火山灰活性的铝硅酸盐矿物质.粗渣浆体中形成的钙矾石呈粗针棒状并交织成网,粉煤灰浆体中形成的钙矾石呈细针状并均布于C-S-H凝胶周围,细渣浆体中未发现明显的钙矾石相,粗渣消耗水泥水化产物Ca(OH)2的能力强于粉煤灰,细渣中活性矿物相被残碳包围,火山灰活性得不到发挥,残碳也影响水泥水化进程.掺粉煤灰、煤气化渣的水泥胶砂7 d强度均低于基准水泥胶砂,在28 d时,掺粉煤灰胶砂的抗压强度高于基准胶砂,掺粗渣胶砂则与基准胶砂持平,掺细渣胶砂远低于基准胶砂.粗渣可替代5％(质量分数,下同)的水泥作为胶凝材料使用,而细渣不宜直接用于水泥掺和料,研究结果可为煤气化渣综合开发利用提供重要参考.

    道路工程胶凝机理微观结构与物相组成煤气化渣与粉煤灰胶砂强度

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    间断级配土石混合料力学特性试验和本构模型

    宋杨孙宏渊王清洲孙文君...
    35-44页
    查看更多>>摘要：为研究山区筑路填料中常见的间断级配土石混合料的力学特性,采用SZ30-40DA大型三轴试验仪对间断级配土石混合料进行三轴剪切试验,分析了不同含石量和围压对间断级配土石混合料的应力-应变关系、抗剪强度参数、刚度、孔压、内摩擦角以及黏聚力的影响,并结合邓肯-张模型和幂律模型对间断级配土石混合料的适用性进行分析.结果表明:不同含石量下土石混合料的应力-应变曲线均呈现出应变硬化特征,无应变软化特征;当含石量较低时,应力-应变呈现出一条平滑的曲线,随着含石量增加,应力-应变曲线呈现出明显的"跳跃"现象;土石混合料的抗剪强度随含石量和围压的增加而增大;不同含石量混和料在剪切过程中,粗颗粒表现出不同的破碎程度,含石量增加破碎率增大;内摩擦角随含石量的增加而增大,而黏聚力随含石量的增加而减小,含石量(质量分数,下同)为70％时,内摩擦角达到最大,黏聚力最小;刚度在前期软化现象明显,随着含石量的增加,土体表现出一定的骨架作用,抵抗变形的能力增强;孔压受轴向应变和围压影响较大,随轴向应变的增大先增大后减小,随围压的增大而增大;邓肯-张模型在应用于间断级配土石混合料时存在一定的差距,而幂律模型的拟合度较邓肯-张模型更优,能更好反映间断级配下土石混合料的应变硬化特征.

    道路工程土石混合料大型三轴试验含石量抗剪强度本构模型

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    动载作用下波纹钢涵洞力学响应特征

    许江波祁玉骆永震余洋林...
    45-53页
    查看更多>>摘要：为研究柔性波纹钢管、拱形涵洞的动力学特性,选用YZD10D型振动压路机为振动源、941B型多功能振动传感器采集信号,将传感器连接至DEWE-43A型动态数据采集仪,并通过Dewesoft X软件转换采集到的电压信号实时获取数据,对如下4个部位进行振动试验,振动源位于涵洞中心正交于涵洞轴线方向(平行于行车方向)、振动源位于距涵洞中心 3 m处(正交于轴线方向)、振动源位于距涵洞中心 5 m处(正交于轴线方向)、振动源位于涵洞中心平行于涵洞轴线方向(正交于行车方向),对其横向、轴向、竖向速度及加速度的时程特征和快速傅里叶变换(FFT)频谱特征展开研究,探究涵洞随振源水平距离变化的动力学响应规律,并对比分析管、拱形波纹钢涵洞(下文简称为管涵、拱涵)截面的动力响应特征.研究结果表明:涵洞横向、轴向、竖向的速度及加速度的衰减速率均随距振源水平距离的增大而逐渐减小;振动作用下波纹钢涵洞一阶振动频率与动力源频率相近,其横向、轴向、竖向速度及加速度最大主频域分布均在100 Hz内;动载作用下拱涵的抵抗变形能力相比管涵较差,相同加载方案下拱涵横向、轴向加速度及速度幅值均大于管涵,故在涵洞选型时可优先选取管涵.

    道路工程波纹钢管涵拱涵动力学试验动载力学响应

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    新型内填材料在钢管混凝土结构中的应用研究综述

    吕晶姚少楠赵欢周天华...
    54-68页
    查看更多>>摘要：新型内填材料应用于钢管混凝土(CFST)结构在改善传统CFST结构浇筑质量、提升承载能力、推动可持续发展等方面起到了积极作用.为了推广新型材料在CFST结构中的应用,围绕高性能混凝土、绿色混凝土、轻质混凝土等新型材料在CFST结构中的应用研究进行了综述,并对新型内填材料在CFST结构中应用存在的问题和今后研究方向进行了展望.结果表明:自密实混凝土可显著改善传统CFST结构浇筑质量,自应力混凝土可减小核心混凝土收缩,提升钢管与核心混凝土协同工作能力,高强混凝土有利于充分发挥CFST承载高的特点,将自密实混凝土、自应力混凝土和高强混凝土相互组合所制备的新型混凝土可以系统解决传统CFST结构存在的诸多不足;绿色混凝土的应用可助推CFST结构绿色低碳化发展,是实现CFST结构可持续发展的有效手段之一;轻质混凝土应用可以显著降低CFST结构自重,同时改善轻骨料混凝土脆性大、强度低等不足.尽管围绕新型内填材料在CFST结构的应用开展了大量研究工作,然而尚缺乏对内填新型材料的CFST结构性能的系统总结,需开展深入的总结分析.此外,针对新型内填材料性能的持续优化以及应用于CFST结构时的受力性能、变形特征、耐久性能和经济性综合评价是今后的研究重点.

    结构工程钢管混凝土结构新型内填材料高性能混凝土绿色混凝土轻质混凝土力学性能文献综述

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    清水条件下淹没式透水桩群减少圆柱桥墩局部冲刷试验

    齐洪亮袁天刚陈贵山田伟平...
    69-79页
    查看更多>>摘要：针对圆柱桥墩局部冲刷的防护问题,提出了碎石填充式透水桩群作为牺牲桩的新型防护形式.采用室内模型试验的方法,在透水桩孔隙率及淹没深度不变的条件下,研究了透水桩群布设形式(顶角60°等边三角形、顶角120°等腰三角形和180°横向排列)和布设位置(与桥墩的距离)对其自身局部冲刷特征及其减冲效果的影响规律.试验结果表明:与实体桩相比,透水桩群自身最大局部冲刷深度显著减小,透水桩群自身局部冲刷深度减小率随顶角角度增大而减小,最大可减小约23.5％;当透水桩群布设位置与被防护桥墩的距离为4D(D为桥墩的直径)左右时,透水桩群的减冲效果最好,最大减冲率可达65％;随着透水桩群顶角角度的增大,透水桩群自身局部冲刷减小率逐渐降低,而桥墩局部冲刷减小率逐渐增大;在相同的布设条件下,透水桩群的减冲效果与实体桩群防护效果接近.研究成果可为桥墩局部冲刷防护提供参考.

    桥梁工程局部冲刷透水桩群冲刷防护清水冲刷

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    混杂纤维混凝土组合梁桥桥面板力学性能

    何余良刘镓萌曹鑫雨应森源...
    80-88页
    查看更多>>摘要：针对目前钢筋混凝土桥面板在车辆荷载作用下易开裂加速了桥面板破坏的问题,提出了一种新型的提高桥面板安全性和耐久性的混杂纤维混凝土(HFRC)组合梁桥桥面板.首先,设计4个试件(2个HFRC试件,2个普通混凝土试件)分别进行单调和循环加载试验,从试件的破坏模式、裂缝发展、荷载-挠度、荷载-应变等方面分析桥面板的力学性能.然后引入HFRC本构关系,应用ABAQUS建立了 HFRC桥面板基准有限元模型,研究了不同掺量(体积分数,下同)下钢纤维(0％、0.5％、1％和1.5％)和聚丙烯纤维(0％、0.05％、0.1％和0.15％)对桥面板静力性能的影响.最后根据试验和数值模拟结果,在钢筋混凝土板抗冲切承载力公式现有规范基础上,引入纤维特征值.研究结果表明:纤维的桥接作用不仅能提高桥面板的开裂荷载和极限承载力,在单调和循环加载下的承载力分别提升了 9％和6％,能够起到有效的增强、增韧和阻裂作用.随着钢纤维掺量增加,桥面板的承载能力和抗裂性能得到改善,而聚丙烯纤维对桥面板的开裂荷载和极限承载力的改善效果不大,但可以改善桥面板的韧性,聚丙烯纤维和钢纤维两者混合时更能提高桥面板承载力、刚度和屈曲后的韧性.提出的HFRC桥面板承载力计算方法,可为HFRC桥面板设计提供参考.

    桥梁工程HFRC桥面板试验数值模拟承载力

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    玄武岩纤维桥梁混凝土韧性特征及衰减规律

    郭寅川刘洪昌申爱琴王文真...
    89-99页
    查看更多>>摘要：为研究玄武岩纤维对桥梁混凝土的增韧阻裂效果,设计了弯曲韧性试验、断裂韧性试验,分析不同玄武岩纤维掺量(体积分数,0％、0.07％、0.08％、0.09％,下同)对桥梁混凝土抗裂性能的影响规律,从中选出最优纤维掺量.利用动态疲劳加载试验,研究普通混凝土和最优纤维掺量组在不同荷载应力水平下(0.5、0.7)弯曲韧性系数和断裂能的劣化衰减规律,并基于扫描电镜(SEM)试验,从微观角度剖析玄武岩纤维对桥梁混凝土的增韧阻裂机理.试验结果表明:玄武岩纤维能够增加混凝土的弯曲韧性,起到增韧阻裂作用,有利于避免在荷载作用下混凝土过早开裂,玄武岩纤维掺量为0.08％时,改善效果最明显,28 d弯曲韧性系数较普通混凝土提高了 235％;玄武岩纤维显著提升了桥梁混凝土的断裂能,当纤维掺量为0.08％时,提升效果最明显,较普通混凝土提高了247％;在不同荷载应力水平下,桥梁混凝土的弯曲韧性系数和断裂能都随着疲劳加载次数的增加而逐渐衰退,且初期降低幅度小,后期降低幅度较大.但掺入玄武岩纤维可以减缓桥梁混凝土衰减速率,提高其抵抗疲劳开裂的能力,进而延长桥梁混凝土疲劳寿命;纤维与水泥基体之间良好的黏结性能,使得玄武岩纤维在混凝土内部形成稳定的乱向三维网状结构,起到"二次微加筋"作用,并且通过玄武岩纤维与水泥基体的摩擦和纤维的拉拔作用,消耗了桥梁混凝土裂缝扩展所需要的能量,起到增韧阻裂的作用.

    桥梁工程玄武岩纤维桥梁混凝土韧性特征微观结构阻裂

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    单目视觉下道路场景车辆空间形态估算

    王伟唐心瑶赵春辉李颖...
    100-110页
    查看更多>>摘要：针对受射影几何学的限制,单目相机无法直接获得准确的三维点云数据及目标尺度信息,难以获取目标的三维结构问题,提出了一种基于单目交通相机的车辆空间形态估算方法.首先建立道路场景的自动标定模型以获取3D-2D的投影映射及尺度信息,并基于"钻石空间"方法,利用统计轨迹直线及车辆边缘精确求取场景中的地平线,根据标定信息及灭点约束共同构建车辆空间形态的几何约束模型;然后在图像中提取车辆的实际投影约束,包括基于获得的车辆序列轮廓约束,及车辆自身边缘约束,并据此构建误差约束函数,估计车辆空间形态的投影误差;最后根据车辆的初始识别结果及先验信息,优化参数约束空间,并利用误差约束函数在约束空间中迭代求最优,得到精确的车辆空间形态信息.利用公开数据集BrnoCompSpeed及实际道路采集的视频数据共同验证该算法,并与现有类似算法进行比较.结果表明:该算法对于道路场景的适应性强,所需先验条件少,对于多种类型车辆在三维尺寸的估计精度高达94％以上.同时,该算法还可估算车辆实时的空间位置及相对于路面的偏转角度,综合空间形态估算的精度达到92％以上,且实时性较好,单帧多车的估算时间小于0.5 s.与现有算法相比,该方法更适合在道路场景中利用固有的监控相机识别车辆空间形态.

    交通工程车辆空间形态估算单目三维道路场景车辆三维信息自动标定3D-2D投影约束

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