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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

    基于深度卷积神经网络融合模型的路面裂缝识别方法

    孙朝云马志丹李伟郝雪丽...
    1-13页
    查看更多>>摘要：现有的路面裂缝识别方法大多仍局限于基于主动特征提取的处理技术,对路面图像来源有专一性要求,算法不具备泛化能力,现有的基于神经网络识别算法对设备有特定要求,且路面裂缝的定位准确性不高.为此,提出基于深度卷积神经网络融合模型的路面裂缝识别方法.首先,应用多目标SSD卷积神经网络模型对路面裂缝进行分类检测,然后使用深度残差网络对SSD模型的特征提取结构进行改进,并根据损失函数的收敛程度对模型中的超参数进行优化,提高路面裂缝分类和定位的准确率;其次,针对裂缝分类检测模型对路面裂缝定位存在的偏差,提出基于U-Net模型的路面裂缝分割方法,并改进模型的特征提取网络,提高裂缝分割精度,实现精确的裂缝分割;最后,将裂缝分类检测模型与分割模型进行融合,加载2个模型并导入上述训练得到最优权重,根据裂缝分类网络判断路面图像有无裂缝,若存在裂缝则给出具体类别和置信度,并将这些信息和原始裂缝图像输入U-Net分割网络,根据分割结果计算线性裂缝的长度、宽度及网状裂缝的面积.试验结果表明:给出的路面裂缝识别方法对于横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝的识别精度分别为86.6％、87.2％和85.3％;该方法不仅能够给出路面裂缝的类别信息,还可以给出路面裂缝的精确定位和几何参数信息,可直接用于路面状况评价.

    道路工程路面裂缝识别深度卷积神经网络多目标检测模型裂缝分割模型融合

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    粉胶比对沥青胶浆高低温性能的影响

    许新权唐胜刚杨军
    14-26页
    查看更多>>摘要：为了研究粉胶比对沥青胶浆高低温性能的影响,以及采用水泥、消石灰替代部分矿粉后沥青胶浆的高低温性能变化,采用布氏黏度(RTV)试验研究了不同温度、粉胶比条件下沥青胶浆布氏黏度变化情况.通过动态剪切流变(DSR)试验测试复数剪切模量G*、相位角δ、车辙因子G*/sin(δ)等指标,分析沥青胶浆的高温流变特性;采用弯曲梁流变(BBR)试验测试不同温度、粉胶比和水泥、消石灰替换量的沥青胶浆的劲度模量S和蠕变速率m,分析不同沥青胶浆的低温流变特性,并且通过引入低温系数(λ=S/m)进一步评价沥青胶浆的低温性能,从而全面分析不同粉胶比以及不同水泥、消石灰替换量对沥青胶浆的高温性能和低温性能的影响.研究结果表明:增大粉胶比能提高沥青胶浆的高温稳定性,降低感温性,但同时也会降低其低温抗裂性,建议合理的粉胶比范围为1.0～1.3;用消石灰或水泥替代部分矿粉具有同样的效果,均可提升沥青胶浆的高温稳定性,但低温性能也会有所降低;当采用水泥替代时,建议水泥用量为矿粉质量的20％以获得较好的经济性和改善效果;采用消石灰替代时,建议消石灰用量为矿粉质量的20％,以免对沥青胶浆的低温性能产生较大不利影响,必要时应根据实际工程情况加以确定.

    道路工程沥青胶浆粉胶比高温稳定性低温抗裂水泥消石灰

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    基于温度域的水泥土稳定RAP混合料配合比设计

    彭波陈思燚吴士园杜冰洁...
    27-38页
    查看更多>>摘要：为解决掺入灰土的水泥土稳定回收沥青路面材料(RAP)混合料基层强度不适用中国《公路沥青路面再生技术规范》(JTG/T 5521-2019)的问题,通过7d无侧限抗压强度试验,研究不同温度下RAP掺量对水泥土稳定RAP混合料抗压强度的影响规律,提出基于温度域的水泥土稳定RAP基层强度标准值;分析温度对不同灰土掺量、水泥掺量、养生龄期下冷再生混合料性能的影响规律,提出基于温度域的水泥土稳定RAP混合料的强度标准及其配合比设计建议值.研究结果表明:对中、轻交通荷载等级公路,水泥土稳定RAP冷再生混合料无侧限抗压强度应不小于3.2MPa;不同温度下水泥土稳定RAP混合料的无侧限抗压强度变化规律相近,即随RAP掺量增大而降低,RAP最佳掺量(质量分数,下同)为70％,水泥土稳定RAP混合料的无侧限抗压强度随灰土掺量增大而降低,且灰土的合理掺量范围为0％～40％;水泥的加入能够显著提高冷再生混合料的力学强度,且其前期强度增长较大,但随着水泥掺量的增加,其对混合料力学性能的增强效果逐渐减弱,水泥的掺量应控制在4.5％～5.5％;灰土的加入对冷再生混合料有不利影响,其冷再生混合料的力学强度逐渐降低,且灰土掺量在20％以下时,混合料的强度降低率较小,随着灰土掺量的增大,其力学强度的降低率增大,灰土的最佳掺量为10％～20％;水泥土稳定冷再生混合料的强度形成主要在初期,且灰土的加入对冷再生混合料的早期强度不利.

    道路工程回收沥青路面材料温度域灰土掺量强度标准配合比建议值

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    铣刨料掺量及掺配方式对再生水稳碎石路用性能的影响

    田源牛冬瑜
    39-49页
    查看更多>>摘要：为了研究铣刨料掺配方式、铣刨料粒径对再生水稳碎石路用性能的影响,基于铣刨料的物理力学性能和筛分试验结果,采用整体掺配和分档掺配的级配设计方法,设计了13组不同铣刨料掺量和掺配方式的级配方案,开展击实试验和路用性能试验,分析7d抗压强度、28 d劈裂强度、28 d干缩性能、28d抗冲刷性能,研究铣刨料掺量及掺配方式对再生水稳碎石路用性能的影响.试验结果表明:铣刨料掺量越高,其最佳含水率越大,最大干密度越小,再生水稳碎石的空隙率大于普通水稳碎石;随着铣刨料掺量的增加,再生水稳碎石的7d抗压强度、28 d劈裂强度降低,28d干缩系数、冲刷质量损失率均增大.采用整体掺配时,全再生水稳碎石(铣刨料掺量为100％,质量分数,下同)的7d抗压强度比普通水稳碎石(铣刨料掺量为0％)降低了16.3％,28 d劈裂强度降低了25％,28 d干缩系数增大了16.4％,冲刷质量损失率增大了62.3％.铣刨料的掺配方式对再生水稳碎石的路用性能影响较大,用天然碎石取代铣刨料时,取代粒径越小,其抗压强度、劈裂强度、干缩系数越小,冲刷质量损失率越大.铣刨料掺量为75％时,用天然碎石替代20～30 mm的铣刨料后,分档掺配的再生水稳碎石(F75-30)的7d抗压强度比整体掺配的再生水稳碎石(XT-75)增大了4.8％、28 d劈裂强度增大了4.4％、冲刷质量损失率降低了4.6％,干缩系数增大了3％;用天然碎石替代0～5mm的铣刨料后,则分别降低了4.1％、3％、-2.3％、2.5％.

    道路工程再生水稳碎石铣刨料级配设计路用性能

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    基于箱梁模型试验的Kelvin碰撞刚度

    李义强张钦宇王新敏
    50-59页
    查看更多>>摘要：选取非同种材料的典型钢箱梁截面和混凝土箱梁截面为原型箱梁截面,基于等效刚度的原则,根据结构模型试验的相似理论,将扁平钢箱梁原型简化为矩形钢箱梁,将单箱双室混凝土箱梁原型简化为实体矩形混凝土梁;设计并制作了4根与原型梁同材料的1/30混凝土梁及钢箱梁模型的缩尺模型,在缩尺模型上布设压力测点和位移测点,设计悬吊式的试验装置,研究混凝土与混凝土、钢材与钢材、混凝土与钢材3种不同材料梁模型的碰撞问题,分析不同模型下的碰撞刚度比,以及碰撞刚度随碰撞速度的变化关系;开展了Kelvin碰撞刚度影响因素的研究,提出了求解Kelvin碰撞刚度的经验模型,得出了试验原型简支混凝土梁桥的Kelvin碰撞刚度的取值范围.研究结果表明:基于试验实测力和位移的关系求解的Kelvin碰撞模型碰撞刚度明显小于较短梁的轴向刚度值,其与较短梁的刚度比最大值仅为0.012 680;Kelvin碰撞刚度值与碰撞刚度系数、较短梁轴向刚度、碰撞速度、邻梁长度比及长梁长度相关;Kelvin碰撞模型下同种材料碰撞刚度系数的上、下限值均大于非同种材料的,而混凝土或钢材同种材料的碰撞刚度系数相差较小;32 m简支梁桥Kelvin碰撞刚度kk的取值在4×105～6×105 kN/m之间.

    桥梁工程碰撞模拟模型试验Kelvin碰撞刚度

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    敏感水体公路桥梁桥面径流排水系统设计方法

    杨文娟陈莹吴沛赵剑强...
    60-67页
    查看更多>>摘要：为减轻公路运输事故中危险化学品产生的径流对敏感水体的影响,并净化桥面降雨径流,探索了跨越敏感水体公路桥梁桥面径流排水系统的设计方法,包含了桥梁纵向排水管槽设计和径流收集池设计2个部分内容.根据城市雨水管道设计原理,结合桥面径流排水特征,提出采用半开放结构的明槽作为排水管槽,并依据暴雨重现期为1年的径流量计算桥梁纵向排水管槽尺寸.基于暴雨强度的概念,探讨初期降雨历时及桥面初期雨水径流量的估算方法,并在此基础上提出了径流收集池池容的设计方法.基于桥面雨水径流细小颗粒物的污染特性和桥面事故径流危险化学品的物理特性,提出径流收集池结构的设计方法.并采用Stokes公式并结合沉淀要求的表面水力负荷,通过实例验证了提出的收集池与传统的事故径流收集池容积对初期雨水危险化学品沉淀的效果.研究结果表明:提出的径流收集池包含初期雨水收集池(池1)和危险化学品事故径流收集池(池2),降雨初期桥面径流先进入池1,初期雨水中细小颗粒物在池1中经过充分沉淀去除;当径流超过初期雨水量时,将超量径流引入池2,池2采用廊道式设计且第3道隔墙底部过水,轻密度危险化学品借助密度差被隔离在前3区上部空间,以达到降雨期间危险化学品事故径流收集而减轻对敏感水体污染的目的.该双池结构不仅可保障初期雨水中细小颗粒物在沉淀池中充分沉淀去除,同时,也可有效收集降雨期间危险化学品事故径流,减轻对地表水体的污染.

    桥梁工程危险化学品桥面径流排水管槽初期雨水径流量收集池

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    基于大型桥梁的最优交通流量控制策略选择

    周兵王传生刘芳亮
    68-77页
    查看更多>>摘要：为了获取大型桥梁的最优经济收益,以南京市某大桥为例,借助海量实时采集荷载数据,在保证桥梁结构安全的前提下,寻求最优交通流量控制策略.首先,通过大桥结构健康监测系统获取海量实时数据,统计梳理车辆荷载的变化规律,选取一段时间的车辆荷载数据进行统计分析并建立概率分布模型,定量分析交通荷载下的交通设施的结构状况,从而挖掘交通荷载量与结构变化的关联特性,并建立模型得到最优控制策略.然后,重点考虑与桥梁结构及经济效益相关度最高的若干指标:交通荷载对结构的损伤、桥梁性能退化速率、桥梁损伤养护所需资金、对环境污染的影响和日交通收费值,建立5个目标函数和1个拥堵指数的约束条件,通过熵值法计算各项指标的权重,并利用线性加权求和法将多目标问题转化为单目标问题,利用贪心算法找到最优解,制定既要保证充足的交通流量及交通收费,又要考虑桥梁的安全状态和维修费用,最终寻求大桥日常运行收益最大化的交通流量最优控制策略.研究结果表明:经过实时数据模拟实例验证指出,在交通荷载严重饱和的前提下,不加控制的交通收费并非最佳管理决策方案;将交通荷载控制在一定范围内,不但能保证桥梁的可持续运营,降低过量荷载对桥梁结构的不可逆损伤风险,减少年度养护维修费用支出,还能有效提高桥梁运营效率,追求投资回报的最大收益.

    桥梁工程大型桥梁效益分析最优控制策略贪心算法

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    多车道交通流理论与应用研究综述

    雷旭李立李光泽汪贵平...
    78-90页
    查看更多>>摘要：为了深入了解多车道交通流特性对道路设施高效安全稳定运行的影响,从理论研究、技术发展和工程应用等角度回顾了近年来多车道交通流理论和应用研究.介绍衡量多车道交通流纵向通过能力和横向分布状况的量化指标及其影响因素,说明其与宏微观交通流特性的关系;从微观、中观和宏观3个层次阐述了多车道交通流建模方法和代表性研究;按照智能化等级分类,介绍了传统和新型多车道交通流控制技术.基于对现有研究的分析和讨论,从多车道交通流状态监测、模拟和控制等方面提出了此领域的未来发展方向.研究表明:该领域应从以下几方面开展研究,研究多源数据驱动的多车道交通流状态监测技术;提出减少交通分布不均衡的交通设计方法;合理平衡换道模型的通用性和个性化;提升考虑换道车流及个体车辆随机运动的宏观交通流模型性能;开展微观、中观、宏观建模方法的借鉴和融合;加强车道级交通信号控制、动态车道分组等传统多车道交通控制技术的研究和应用;拓展智能网联背景下的多车道交通流控制理论和技术的研究范畴等.

    交通工程多车道交通流综述理论与应用通行能力交通流模型交通控制

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    城市交通信号自组织控制中信号相位建模的优化方法

    钟馥声王安麟姜涛
    91-100页
    查看更多>>摘要：针对城市交通信号自组织控制中信号相位的建模方式下,在交叉口进入拥堵路况后各个信号相位绿灯损失时间不断增加的问题,提出了一种城市交通信号自组织控制中信号相位建模的优化方法.城市交通信号自组织系统以交叉口内各车道交通拥挤程度为决策信息,以其实时交互与协调的相邻交叉口为自组织单元,根据流体力学建立城市交通信号切换的确定规则集合.通过建立流量分配原则与期望的绿灯时间对控制策略进行更新,解决传统城市交通信号自组织控制中滚动步长的信号建模方法在面向系统每个自组织单元由道路组成、交叉口间联结方式以及交通流随机性等带来的复杂性问题.在传统方法的基础上,首先,对交叉口内各信号相位添加状态约束以提高控制规则的合理性,在完成自身参数优化的基础上,为相邻交叉口间通行效率的协调提供基础.其次,利用元胞传输模型模拟微观交通流传递,预测队列在交叉口处连续传递的运行方式,确定该交叉口放行需求的同时,建立了基于信号相位的上下游流量分配规则.最后,综合从上游交叉口驶出的不同车流量大小,依据下游交叉口当前最大允许驶入的车流量,并按计算得到的放行需求进行动态分配,以此放行车辆需求为基础,确定期望绿灯时间,完成信号相位建模的优化方法.仿真结果表明:优化后的建模方法不仅能同时提高自组织控制在拥堵与非拥堵路况下的通行效率,还能有效减少各交叉口处于拥堵状态的整体时间,使得交叉口群间整体通行能力得到提升,实现一种单点控制与小规模区域控制的同步优化.

    交通工程信号控制自组织控制信号相位建模流量分配

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    基于AHP-信息熵决策的城市轨道建设期交通组织方案评价

    马静戴维佳
    101-108页
    查看更多>>摘要：为提高城市轨道建设期地面交通组织的有效性,从“点、线、面”3个角度分析其交通组织方案评价指标并进行筛选,通过主观概率法对评价指标进行分析,构建轨道交通建设期地面的交通组织评价体系.提出基于层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)和信息熵权法的加权平均综合多指标属性决策的方法,并采用该方法对城市轨道建设期交通组织方案进行评价.以西安市地铁4号线建设期间的交通组织为例,用所选取指标体系对该方法进行了验证.研究结果表明:提出的AHP-信息熵决策法中,路网连通度、围挡占用车道面积、大车率、机非(机动车-非机动车)隔离设施合理性、交通交叉口渠化有效性、信号灯配时有效性6个指标所占权重值比较大,且总和占到了总权重值的70％,说明提出的方法从“点、线、面”3个层次分别考虑了影响道路交通的指标重要性,在一定程度上满足了主客观结合评价的科学合理性;选取评价指标体系架构简单,能够综合反映各评价指标的重要性和轨道建设期地面交通组织的实际情况,可为轨道建设交通组织提供理论指导.

    交通工程城市轨道交通组织层次分析法熵权法评价指标

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