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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。
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    基于熵权-TOPSIS模型下瓯江北口大桥聚氨酯铺装体系碎石优化

    钱振东谢宇欣南航王晗...
    1-11页
    查看更多>>摘要：为保证瓯江北口大桥下层桥钢桥面铺装具备良好的服役性能,依托瓯江北口大桥下层桥钢桥面铺装项目,以碎石撒布量和碎石粒径为变量设计正交试验,对多种碎石方案下的组合试件进行层间拉拔试验、高温车辙试验与低温弯曲试验,研究性能指标分别与碎石撒布量、碎石粒径间的变化趋势,并以试验指标为基础建立模型数据集;综合熵权法与TOPSIS优化法,建立以层间黏结性能、高温稳定性与低温抗裂性为评价指标的熵权-TOPSIS碎石优化模型;将数据集导入优化模型进行计算.研究结果表明:碎石撒布量与碎石粒径对聚氨酯铺装体系3种性能的影响趋势存在差异性;当碎石撒布量为6.5 kg/m2且碎石粒径处于(2,3]mm时,聚氨酯铺装体系兼具较好的黏结性能、高温稳定性与低温抗裂性;并将该方案应用于实际工程中,证明按提出方案施工成型的铺装层服役效果优良,印证了该碎石方案的优异性与熵权-TOPSIS碎石优化模型良好的现实适用性,可为聚氨酯铺装体系的发展提供理论依据,同时也可为其他铺装体系的碎石优化提供解决方案.

    道路工程聚氨酯铺装体系熵权法TOPSIS优化法碎石粒径碎石撒布量

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    温度对沥青混合料导热系数的影响及预估模型验证

    顾海荣叶敏樊晓旭欧谊...
    12-21页
    查看更多>>摘要：为提高就地热再生加热过程中沥青路面温度场的计算精度,采用理论分析和试验相结合的方法,对温度影响沥青混合料导热系数的规律、沥青混合料导热系数预估模型及沥青路面传热模型进行研究.研发基于一维稳态传热原理的单防护平板法沥青混合料导热系数测试装置,测试不同温度下集料、沥青胶浆和沥青混合料的导热系数以及沥青形态随温度变化的规律,分析温度影响沥青混合料导热系数的机理,对比不同模型预估沥青混合料导热系数的精度;将沥青混合料导热系数随温度变化的函数引入沥青路面传热模型,对沥青路面传热模型进行优化,并通过模拟加热试验,对优化前后沥青路面传热模型的精度进行对比.研究结果表明:随着温度的升高,沥青逐渐由固态转化为液态,SBS沥青的软化点在50 ℃附近,导致沥青混合料导热系数在低于50 ℃时,随温度的升高而增大,在高于50 ℃时,随温度的升高而减小;Williamson模型、并联模型、串联模型和陈则韶模型中,Williamson模型预估的沥青混合料导热系数与试验结果吻合度最好;考虑沥青混合料导热系数随温度变化规律的沥青路面传热模型更精确,预估的沥青路面加热功率曲线与试验结果重合度好,为沥青路面就地热再生加热过程中加热功率的控制奠定了一定的基础.

    道路工程沥青混合料试验导热系数温度预估模型

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    废旧油毡在沥青混合料中再利用的性能提升

    胡小弟李远豪李镕西潘攀...
    22-28页
    查看更多>>摘要：为实现废弃油毡(RPAF)在沥青路面工程中的资源化再利用,采用马歇尔设计方法确定了4种不同掺量(0％、10％、20％、30％,质量分数,下同)废弃油毡沥青混合料的最佳油石比,并在此基础上对比研究了其高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、老化性能、疲劳性能及黏弹特性.研究结果表明:废弃油毡可作为一种新型改性剂,用于制备改性沥青和沥青混合料.与基质沥青混合料相比,废弃油毡改性沥青混合料的最佳油石比随废弃油毡掺量的增加逐渐增大.当废弃油毡掺量由0％增至30％,废弃油毡改性沥青混合料的高温性能持续提升,混合料的抗水损性能、低温性能、抗老化性能和耐久性能均呈现先增强后减弱的变化趋势.同时,废弃油毡的掺入会影响混合料的温度敏感性.

    道路工程废弃油毡改性沥青混合料路用性能耐久性动态模量

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    排水条件下吹填软土蠕变特性

    杨爱武杨少朋张兆杰
    29-39页
    查看更多>>摘要：为深入了解排水条件下吹填软土的蠕变变形和黏滞特性变化规律,对沿海地区软土地基的长期沉降进行合理预测.以天津滨海吹填软土为研究对象,利用三轴流变仪开展一系列的蠕变试验,分析不同排水条件、围压、固结比和初始静偏应力对其蠕变变形的影响,并在此基础上探讨排水条件下黏滞系数的变化规律,构建相应预测模型,同时,利用试验数据对计算结果进行验证.最后给出排水条件下考虑围压和时间等因素吹填软土蠕变变形的预测公式,构建不同蠕变变形阶段黏滞系数的预测模型,并验证模型的可行性.研究结果表明:排水和增大围压、固结比均可有效弱化吹填软土的蠕变效应,初始静偏应力的影响则存在临界值,小于该值时,蠕变变形减小,反之,蠕变变形明显;排水蠕变过程中黏滞系数随围压和固结比的增大而增大,且在小偏应力作用时,呈指数增长趋势,大偏应力作用时,增长幅度近乎线性且速率缓慢,而随初始静偏应力的增大而近乎线性减小;不同蠕变变形阶段,黏滞系数的表现存在差异性,其中线性黏弹与线性黏塑阶段,黏滞系数仅为时间函数,而非线性黏塑阶段,黏滞系数同时为时间和应力函数.研究成果可为吹填软土场地施工提供参考.

    道路工程吹填软土排水条件固结比蠕变变形黏滞系数

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    ECC板-薄壁钢管组合防护装置抗撞性能分析及优化

    张景峰冀豪豪冯亮孔令云...
    40-49页
    查看更多>>摘要：为降低桥梁上部结构在超高车辆撞击下的损伤程度,提出一种水泥基复合材料(ECC)板-薄壁钢管组合防护装置,该防护装置分为3个模块:扩散模块、吸能模块、固定模块.扩散模块由ECC板和钢筋网组成,直接承受超高车辆的撞击,吸能模块由薄壁钢管和填充聚氨酯泡沫组成,通过自身变形储存车辆撞击能量;固定模块由钢板组成,由钢板实现防护装置与主梁之间的可靠连接.建立防护装置精细化有限元模型,建模过程中重点考虑混凝土、ECC材料的弹塑性损伤以及防护装置与桥梁之间的非线性接触关系,采用显式动力分析软件Ls-Dyna对其防撞性能进行深入分析,同时对防护装置的参数敏感性进行探讨.以标准双轴卡车撞击预应力混凝土空心板桥上部结构为研究对象,以车辆速度80 km/h、车辆质量25 t以及碰撞超高250 mm为典型代表工况,分析防护装置的防撞性能.研究结果表明:在超高车辆撞击下,预应力混凝土空心板桥主要发生混凝土剥落、普通钢筋断裂等局部型损伤;组合防撞装置中ECC板可以有效扩散碰撞荷载,避免桥梁发生损伤;钢管内填充聚氨酯泡沫和增加ECC板厚可以减小防护装置变形,钢管高度增大可以增加防护装置吸能效果;从工程应用角度出发,应从防撞装置吸能和其自身抗冲击能力2个方面综合确定组合防撞结构设计参数,保证其防护 效果.

    桥梁工程超高车辆空心板桥组合防护装置抗撞性能参数分析

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    基于CART算法的桥梁损伤动力数据分析方法

    项长生刘海龙赵驰苏天涛...
    50-59页
    查看更多>>摘要：针对传统损伤检测方法难以准确识别桥梁结构损伤程度的不足,利用分类回归树(classfi-cation and regression tree,CART)算法在数据挖掘方面的优势,通过计算基尼系数选取合适的特征对数据样本进行分类,提出一种损伤检测方法对桥梁的损伤动力信息进行学习分类.首先利用附加质量方法构建结构动力响应数据集,计算附加质量的模态应变能指标ξ,对结构损伤进行定位;然后将ξ作为决策树的特征,输入到CART算法中进行训练,对损伤程度进行分类和识别,并对该方法进行抗噪性验证,最后通过简支梁和连续梁算例进行验证分析.研究结果表明:基于附加质量的损伤识别指标能准确定位损伤,且CART算法能够有效识别桥梁结构的损伤程度,在2％、5％噪声水平下,2种算例的损伤程度识别准确率分别达到99％、95％和95％、90％以上,具有较高准确率和较强鲁棒性;该方法为桥梁结构损伤程度识别提供了一种新的参考.

    桥梁工程损伤识别CART算法附加质量法模态应变能

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    大转动对称平面梁单元共旋列式研究

    邓继华陈历强田仲初谭平...
    60-67页
    查看更多>>摘要：针对已有研究中共旋法非线性平面梁单元存在切线刚度矩阵不对称的问题,以合理选择平面梁单元共旋坐标系的原点及坐标轴方向入手开展研究.首先,将单元共旋坐标系原点设在梁单元左右节点坐标的平均值处,轴则始终为单元左节点指向右节点的连线方向,该坐标系随节点的刚体转动和平动而运动,在扣除单元刚体位移的基础上计算出单元节点坐标和位移;其次,基于结构坐标系与共旋坐标系下虚功相等的原理再结合几何一致性原则,建立平面梁单元在大转动、小应变条件下具有对称性的切线刚度矩阵和节点抗力算法,结合能将荷载增量法与位移增量法统一于一体的非线性方程组求解方法开发相应计算程序,并对梁端受弯矩的悬臂梁和William肘式框架算例进行计算和对比.研究结果表明:对于前一个算例,将梁等分成20个单元,采用荷载增量法,分成10级均匀加载,得到的数值解与解析解吻合良好,即使在悬臂梁弯曲为1个圆时,两者的差别不到0.000 1,完全可忽略不计;对于后一个算例,将框架每根杆件均匀划分成10个单元,在非线性方程组求解方法转换为位移增量法以后,不仅能顺利通过荷载-位移曲线的极值点,而且计算结果与William的试验结果基本一致.研究成果为平面梁结构的非线性分析提供了依据.

    桥梁工程平面梁单元共旋法几何非线性对称切线刚度矩阵虚功原理

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    新型角钢连接的钢-叠合板组合梁在负弯矩下的受力性能

    丁克伟房尚京贾高宗张星辰...
    68-81页
    查看更多>>摘要：为研究装配式钢筋桁架叠合板组合梁在负弯矩荷载下的受力性能,同时考虑传统预制底板出筋的形式给运输和现场施工带来的不便和安全隐患,提出一种预埋新型角钢连接件形式的钢-叠合板组合梁,采用反向静力加载试验,对比分析了预埋新型角钢连接件形式和传统预制底板出筋形式钢-叠合板组合梁的裂缝发展、破坏模式、界面滑移规律、加载点沿截面高度的应变以及跨中截面与1/4跨处的荷载-挠度变化,并根据不同计算方法的结果提出计算钢-叠合板组合梁裂前刚度的适用方法,同时采用ABAQUS有限元软件分析了不同叠合板纵向配筋率和新型角钢连接件尺寸对钢-叠合板组合梁受力性能的影响.结果表明:预埋新型角钢连接件的叠合板组合梁与传统预制底板出筋形式的叠合板组合梁的破坏形式基本相似,都发生了弯曲-纵向剪裂的破坏;抗弯承载力两者基本相同,但新型叠合板组合梁抗弯刚度要大于传统预制底板出筋形式的叠合板组合梁,且协同变形能力也更优;叠合板的纵向配筋率和新型角钢连接件的尺寸对钢-叠合板组合梁的受力性能均有影响,提高纵向配筋率以及新型角钢连接件的长度可提升钢-叠合板组合梁的承载力和刚度,而新型角钢连接件的高度对钢-叠合板组合梁无明显影响;通过不同公式对钢-叠合板组合梁的裂前刚度进行计算对比,得出在计算钢-叠合板组合梁的裂前刚度时要考虑混凝土的抗拉作用及钢梁与混凝土间滑移效应的影响,且其与试验结果吻合较好.

    桥梁工程钢-叠合板组合梁静力试验角钢受力性能刚度

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    基于交通仿真的高速公路桥隧结合段交通安全评价方法

    李嘉龚瑞铭李洁范永丰...
    82-94页
    查看更多>>摘要：针对高速公路桥隧结合段特有行车环境,考虑行驶速度、桥面侧风、天气条件、车辆类型、道路线形等影响因素,根据车辆动力学性能确定仿真试验的响应指标,建立安全评价指标体系;采用TruckSim、CarSim车辆动力学仿真软件对车辆驶出隧道进入桥梁这一过程进行模拟分析,获取不同车型在不同天气下的侧向偏移量、偏航角、横摆角速度、侧向加速度、最大偏移量位置等响应指标的变化规律;采用组合赋权法确定各响应指标权重,通过模糊综合评价方法计算多场景下的综合风险值,划分安全风险等级;基于响应面法建立行车安全风险预测模型,并对河南省渑池—洛宁高速公路桥隧结合段进行交通安全性分析.研究结果表明:在桥隧结合段行驶过程中,对小型车行车安全而言,行驶速度影响最大,其次是天气条件,桥面侧风影响最小;对大型车行车安全而言,桥面侧风影响最大,其次是天气条件,行驶速度影响最小.提出的安全车速建议值可为制定动态车速限制策略提供技术支持.

    交通工程交通安全交通仿真桥隧结合段模糊综合评价响应面法

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    基于多源数据融合的公交车辆跟驰模型

    郝新军续宇洁卢永淳吉灿...
    95-105页
    查看更多>>摘要：针对目前缺少公交车辆跟驰模型参数和单一数据采集方式无法获取完整车辆跟驰过程数据的问题,提出一种基于多源数据融合的公交车辆跟驰模型,采用实测数据进行参数标定和模型验证.通过移动GPS数据采集设备随车采集车辆的运动轨迹和无人机空中悬停俯拍采集公交车辆的停车间距,并进行数据融合处理得到完整过程的公交车辆跟驰行驶数据;通过引入均方误差指标来衡量实际测量值与模型仿真值之间的差异,将公交车辆跟驰模型的参数标定问题转化为一般优化求解问题;通过对实测数据进行统计分析,获取公交车辆的平均停车间距参数;采用粒子群优化算法对智能驾驶跟驰模型中的舒适制动减速度和加速度系数2个参数进行求解,得到模型的最优参数;将验证集中的实测数据与模型仿真值进行对比,对模型参数的效果进行验证,并以厦门快速公交走廊的车辆多编组运行控制为例,对跟驰模型的效果进行进一步的验证,其中头车采用速度优化模型进行控制,跟随车辆则采用上述标定的公交车辆跟驰模型进行控制.研究结果表明:公交车辆跟驰模型生成的数据曲线与实测数据曲线基本一致,跟随车辆与头车在路段上行驶和车辆进出站2个阶段的运动轨迹曲线基本一致,符合车辆跟驰模型的跟随性,进一步证明了提出标定模型参数的有效性.

    交通工程智能交通车辆跟驰模型参数标定公交车辆多源数据融合

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