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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

    基于SCB试验的既有高速公路半刚性基层疲劳寿命预估

    张磊张定一程龙庄园...
    1-10页
    查看更多>>摘要：为了利用现行路面设计规范中基层结构疲劳寿命计算方法对既有高速公路半刚性基层进行疲劳寿命预估,首先对所取基层芯样进行半圆弯曲(SCB)疲劳试验,得到基层疲劳寿命方程;然后根据力学试验数据以及理论模拟,建立了无侧限抗压强度和弯拉(劈裂)强度,及落锤式弯沉仪(FWD)弯沉差与基层层底拉应力之间的回归方程;最后借助SCB疲劳试验方程和建立的回归关系,构建了以无侧限抗压强度和FWD弯沉差为指标的基层疲劳模型,并进行模型验证.结果表明:SCB试验中半圆试件在底部切口上方及两端区域内受拉应力作用,这与利用BISAR计算的基层内部实际受力状态一致.半刚性基层材料的无侧限抗压强度和半圆劈裂强度具有较好的线性正相关性,即抗压强度较高的材料其抗裂性能也较高.利用建立的疲劳模型可以得到路段A、B、C、D二灰稳定碎石基层在99％保证率下的疲劳寿命分别为6.496×1010、2.541×1010、6.569×1010和5.378×1010次.经验证,其相对误差在8％以内,满足精度要求,可以为既有半刚性基层利用策略提供决策依据.

    道路工程SCB试验FWD弯沉差半刚性基层疲劳寿命评价

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    青藏高寒区基于真实环境冻融作用的沥青混合料冻融疲劳破坏表征

    司伟张博文杨若聪李政雄...
    11-21页
    查看更多>>摘要：为了定量表征真实环境冻融作用对沥青混合料疲劳性能影响,通过对青藏高寒区6个典型区域历年冻融作用统计分析,借鉴"积温"相关概念,提出冻融强度量化方法;结合室内冻融循环试验,利用Logistic模型对沥青混合料抗压性能随冻融作用损失率进行回归;提出沥青混合料冻融疲劳破坏概念,量化了青藏高寒区真实环境冻融作用下沥青混合料冻融疲劳破坏寿命.研究结果表明:青藏高寒区平均每年发生冻融作用超过140次,强冻融超过80次;利用冻融温度曲线积分面积可以较好地量化真实环境冻融作用强度;损失率模型与Logistic模型分别可以用来评价沥青混合料抗压性能衰减趋势与损失率变化趋势;利用冻融疲劳破坏可以将室内冻融试验下冻融疲劳破坏作用次数转换为真实环境中不同冻融强度下冻融作用次数,并得到了青藏高寒区6个典型区域不同冻融强度下的冻融疲劳破坏寿命;在自然冻融作用下沥青路面运营不超过5年(只考虑强冻融)将发生冻融疲劳破坏.

    道路工程青藏高寒区沥青混合料冻融作用疲劳破坏真实环境

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    路用单组分湿固化聚氨酯冷补液的制备与性能

    况栋梁李佩佳吴永畅李凌云...
    22-33页
    查看更多>>摘要：为了制备一种新型的、有望代替沥青的单组分湿固化路用聚氨酯胶结料,优选聚氨酯冷补液反应单体异氰酸酯衍生物(液化MDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、聚氧化丙烯二醇、三羟基聚氧化丙烯醚,采用二月桂酸二丁基锡为催化剂、三羟甲基丙烷为扩链剂,通过设计不同材料组成、合成工艺,制备得到不同类型的单组分湿固化聚氨酯冷补液.通过聚氨酯的黏度、拉伸强度、断裂伸长率、邵氏硬度和拉拔强度测试,研究了原材料组成和合成工艺对聚氨酯路用性能的影响;通过红外光谱表征了聚氨酯的微观结构;通过测试聚氨酯混合料的马歇尔稳定度和膨胀率,确定了聚氨酯的最佳用量,以此作为基础制备了聚氨酯混合料研究其力学强度发展规律固化特性,并评价其路用性能.研究结果表明:异氰酸酯基/羟基物质的量比为7/2～9/2,聚氧化丙烯二醇/三羟基聚氧化丙烯醚的物质的量比为5/5～7/3,二月桂酸二丁基锡掺量(质量分数,下同)为0.1％、三羟甲基丙烷掺量为0.5％～1％、反应温度和搅拌速率分别为80 ℃～90 ℃和400～500 r/min时,异氰酸酯基与羟基成功的发生了反应,所合成的聚氨酯具有良好的力学强度和流动性.聚氨酯的掺量为集料用量的5.5％时,养护1.7 h马歇尔稳定度可达到3 kN,养护3 d后动稳定度达7 853次/mm、低温破坏应变达6 743×10-6、浸水马歇尔残留稳定度达85％,聚氨酯混合料超过热拌沥青混合料规范要求值,具有良好的路用性能.

    道路工程聚氨酯胶结料湿固化黏度力学特性

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    基于YOLOv5 DeepSORT和虚拟检测区的车轴时空定位方法

    乔朋袁彪申迎港段长江...
    34-44页
    查看更多>>摘要：为获得道路桥梁上汽车车轴的分布状况,基于YOLOv5 DeepSORT机器视觉技术对监控视频中车轴时空定位的方法进行研究.首先,根据监控视频中车轴多尺度、小目标的特点,提出基于Faster R-CNN算法的图像半自动标注方法,快速构建车轴目标检测数据集;利用YOLOv5算法检测视频中的车轴目标,并对YOLOv5系列算法性能进行评估;然后,提出在视频监测区域中设置虚拟检测区,先利用卡尔曼滤波算法对车轴目标的位置和状态进行预测,再分别利用重识别算法、匈牙利算法和级联匹配方法实现前后2帧车轴目标的匹配,完成基于DeepSORT算法的车轴多 目标跟踪,生成车轴轨迹;最后,利用多目标跟踪结果,结合直接线性转换和基于匀速假定的位置推定,实现了对桥上所有车轴的时空定位.结果表明:在目标检测方面,YOLOv5s6模型表现最优,准确率达到96.42％,检测时间19.2 ms/帧,对车轴具有高准确率和更快的检测速度;在多 目标跟踪方面,基于虚拟检测区和YOLOv5 DeepSORT的多目标跟踪方法具有更好的检测和跟踪效果,与不设置虚拟检测区对比,多目标跟踪精度(MOTA)和识别精确率与识别召回率的调和平均数(IDF1)分别提升了 14.7％和10.1％,被跟踪目标身份发生改变的次数(IDS)减少了 108次.基于YOLOv5 DeepSORT和虚拟检测区的车轴定位方法能在车轴发生遮挡、目标较小和驶出检测区域等情况下准确检测和定位车轴,可为移动荷载识别提供准确的位置信息,同时也为桥梁动态称重方法的车轴信息检测提供了 一种新思路.

    桥梁工程车轴定位多目标跟踪荷载识别虚拟检测区半自动标注

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    西藏高原地区混凝土单箱双室模型横向温度分布

    徐向锋马禄爱张峰王大伟...
    45-55页
    查看更多>>摘要：为研究高原地区混凝土单箱双室箱梁横向温度分布规律,在西藏自治区山南市建立了混凝土箱梁试验模型,布置了 180个结构温度传感器并安装了太阳辐射、大气温度及风速传感器,开展了长达1年的现场观测,基于实测数据研究了混凝土箱梁横向温度分布规律,运用极值理论计算了山南地区重现期为50年的横向温差代表值.提出了考虑背阳侧的横向温度梯度指数分布模型,并基于现场实测规律得到了有效性验证.基于气象参数代表值和已验证的预测公式,得到50年一遇顶板和底板横向温差取值,并对比了《铁路桥涵混凝土结构设计规范》(TB 10092-2017).研究结果表明:顶板和底板都存在不可忽略的横向温差,10月～次年2月横向温差高于6月～8月,横向温差最值出现在冬季2月,顶板温差最大为23.14 ℃,底板温差最大为16.96 ℃,沿板宽方向呈U形分布.将任一时刻下太阳辐射、大气温度及风速气象参数取代以往研究中每日最大气温温差、每日辐射总量及每日平均风速环境因素,提出了横向温差与任一时刻的大气温度Ta呈一次性、太阳辐射Ia呈一次性及风速wa 呈二次性经验关系式,通过实测温差与预测温差两者拟合验证了公式准确性,混凝土箱梁未进行铺设沥青之前该公式可准确计算顶板和底板横向温差.铁路桥规给出的温差取值低于重现期为50年的横向温差代表值,其中顶板比铁路桥规高9.4℃,因此,需要结合当地的气候特征进行合理的取值.

    桥梁工程横向温度分布模型试验单箱双室西藏高原

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    C60混凝土低黏化调控及性能

    张丰白银吕乐乐陈波...
    56-66页
    查看更多>>摘要：为解决高强度、低流态混凝土的高扬程泵送问题,研究了掺入5～10 mm粒径碎石、Ⅰ级粉煤灰、引气剂、触变剂、降黏剂等低黏化措施对C60混凝土工作性能、流变性能的影响规律,并基于CFD数值模拟研究不同调控措施对混凝土泵送压力损失的影响;在此基础上,优选低流态高性能C60预应力混凝土配合比.结果表明:5种低黏化措施均可使拌和物坍落度、扩展度增大,黏度、屈服剪切应力降低;其中掺量(质量分数,下同)为15％Ⅰ级粉煤灰、0.001％降黏剂可降低拌和物黏度21％～25％;掺量为0.005％引气剂(含气量4.8％)可使屈服剪切应力下降70％.低流态混凝土在泵管中以"柱塞流"的形式流动,拌和物黏度、屈服剪切应力的增大均会引起泵送压力损失的增大,且黏度对泵压损失影响更明显.5种低黏化措施均可降低混凝土在管道中流动时的压力损失,其中掺量为0.001％降黏剂可使压力损失降低50％～53％.优化后的C60预应力混凝土拌和物黏度为120～135 Pa·s、屈服剪切应力为235～252 Pa,7 d抗压强度可达72.1～75.3 MPa,120 d干缩率约为-0.04％.

    桥梁工程泵送混凝土黏度屈服剪切应力泵压损失CFD模拟

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    基于EWM-TOPSIS的城市卡口地点车速数据诊断

    王建军李冬怡王赛李鹏...
    67-75页
    查看更多>>摘要：为解决因交通信息监控设备年久失修导致时空数据不完备,对交通时空数据质量状况进行综合诊断,为后续数据质量恢复与应用研究奠定数据基底.首先利用地点车速数据的时序特性和箱线图判别准则(Boxplot)客观判别了问题数据类型,其次针对不同问题数据类型特点构建了多属性综合评价指标图谱,采用熵权法(EWM)为各评价指标赋予信息熵权值,利用逼近理想解(TOP-SIS)评价法得到了各条路段地点车速数据的贴近度并给予排序,最后综合道路属性及贴近度排序结果评价了区域路网地点车速数据质量状况.以2021年乌鲁木齐市1周的原始卡口交通数据为例,对应不同问题数据类型提出了多个数据质量评价指标,利用多属性评价指标图谱及道路属性对EWM-TOPSIS综合评价方法进行验证.研究结果表明:问题数据判别算法能够精确判别出冗余数据、缺失数据及异常数据3类问题数据,对应的评价指标均值分别为5.66％、10.04％、5.04％,综合可用性指标均值为84.66％,各路段数据质量整体良好;利用EWM-TOPSIS综合评价方法得到的路段地点车速数据贴近度均值为0.25,区域路网地点车速数据质量指数均值为0.19,道路属性是影响区域路网数据质量的关键因素之一.所提数据质量诊断方法能够辨识原始卡口交通问题数据类型,综合道路属性客观评价区域路网的整体数据质量,为交通数据质量诊断及未来应用服务提供了新的解决思路.

    交通工程城市交通信息监控设备EWM-TOPSIS卡口地点车速多属性综合评价指标

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    基于数据挖掘的公路交通逆反射量值计量技术

    王蕊王琴韩晓坤王露婉...
    76-84页
    查看更多>>摘要：为了探索将数据挖掘技术引入公路交通计量领域的必要性和全面了解标志、标线和突起路标逆反射测量仪的准确性、可靠性以及衰减规律,在分析公路交通逆反射计量技术的发展现状及存在问题的基础上,指出引入数据挖掘的必要性,分析数据挖掘技术在其他领域的应用现状,从数据分析角度探讨了数据挖掘技术在公路交通逆反射计量领域应用的可行性,并进一步总结分析标志、标线和突起路标的计量测试数据结果,并从量化不同因素对逆反射性能的影响、设备寿命预测、设备关键参数优化、计量性能指标优化等方面提出进一步的研究方向.结果表明:标志、标线及突起路标逆反射测量仪的准确性和可靠性随时间呈现衰减趋势,并且二次和三次模型均有较好的拟合效果;标志、标线和突起路标逆反射测量仪的准确性和可靠性在前7年衰减比较缓慢,在第7年之后,其准确性和可靠性衰减加快;根据回归分析结果,预测标志、标线和突起路标逆反射测量仪的寿命分别为13.2、11和11.1年;通过理论、试验分析及简单数学模型拟合分析的传统方法考虑因素少、使用的数据量小、研究结果具有一定的片面性,难以发现大量数据中潜在的知识模式,存在模型预测精度低、量化仪器设备影响因素难、被送检设备时空特征分析难等问题,未来将结合数据挖掘技术,推动公路交通计量领域的发展.

    交通工程公路交通逆反射计量数据挖掘结构化数据

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    基于熵值-秩和比的城市级停车设施动态评价

    李聪颖张洪涛贠开拓吉梦瑶...
    85-94页
    查看更多>>摘要：为全面诊断城市各区县停车设施发展差别及存在问题,构建城市级停车设施动态评价机制,完善停车设施长效管理体系.从城市停车管理角度探究城市停车设施的发展需求,并从城市停车综合治理、停车设施合理性、停车设施供需水平、停车设施信息化水平、停车设施管理水平5个准则,兼顾城市停车管理者、停车场运营者、停车场使用者的需求,选取31个指标构建城市级停车设施动态评价指标体系.针对停车设施动态评价指标的数据特点,提出基于熵值-秩和比的城市级停车设施动态评价方法,使用熵值法确定评价指标的权重,使用秩和比检验评价指标独立性,对各区县停车设施发展水平进行排序分级,并使用算例对该方法进行验证.研究结果表明:城市级停车设施动态评价指标体系的准则层中,停车设施管理水平、停车设施供需水平对评价结果影响较大,权重分别为29.296％和26.556％;指标层中停车综合治理机制、路内停车设施供需比、配建停车社会供需比等指标对评价结果影响较大;对算例中16个区县停车设施发展水平进行评价,并针对Q区、C区、W区的评价结果提出改善对策.研究结果能较好反映各区县的停车设施发展状况,可通过年度动态评价机制将各区停车发展水平进行对比反馈,为城市管理决策者提供方法参考.

    交通工程停车设施动态评价评价指标体系熵值法秩和比

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    航拍图像车辆检测的数据增强

    柴艳娜宋焕生朱婧
    95-104页
    查看更多>>摘要：为快速增加车辆航拍图像的训练数据以提高检测模型的精度,从而提高车辆检测的准确度,提出了一种新的数据增强方法,将数据增强技术应用于提高无人机航拍图像中的车辆检测性能,并提出一套通用工作流和一种新的生成数据增强方法.工作流由Pluralistic Image Comple-tion生成器网络和Tiny YOLOv3检测器网络组成,分别用于新训练数据的生成和边框标注,同时也要均衡考虑相关的性能指标.生成数据增强方法包括训练阶段和增强阶段.训练阶段涉及对生成器网络和检测器网络的分别训练.增强阶段使用生成网络生成新样本,并使用检测器评估这些样本进行增强的可行性.评估后确定可行的样本组成增强训练数据集,用于之后的检测器训练.该方法只需要在训练数据集中对车辆对象加上边界框标注,并不需要任何额外的监督;且允许用更多数量的实例来训练检测器,尤其是在训练实例数量有限的情况下,以此提高车辆检测性能;同时,该方法可以与不同的生成器集成,具有一定的通用性.试验结果表明:在与Pluralistic和DeepFill集成时,该方法可使其平均精度分别提高25.2％和25.7％.

    交通工程深度学习数据增强车辆检测航拍图像

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