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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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    不同抗剥落剂对胶粉改性沥青性能的影响

    张恒龙段海辉唐俊成吴超凡...
    1-14页
    查看更多>>摘要：为探明不同抗剥落剂对胶粉改性沥青性能的影响,分析了3种不同类型的抗剥落剂(M1、T9和LOF-6500)及其掺量(质量分数为0.25％、0.50％和0.75％,下同)对胶粉改性沥青物理、流变、老化和与集料黏附性的影响.采用软化点、针入度、延度以及布氏旋转黏度试验测试胶粉改性沥青的物理性能,利用动态剪切流变仪测试了胶粉改性沥青的流变性能,使用薄膜烘箱老化试验(TFOT)和压力老化箱老化试验(PAV)分别模拟其短期和长期老化,并基于表面能试验测定了加入3种抗剥落剂的胶粉改性沥青与典型集料类型间的黏附功和剥落功.结果 表明:M1、T9和LOF-6500有利于提升胶粉改性沥青的延展性和低温性能,适合于寒冷地区道路建设时使用,且在施工时无需调整拌合与压实温度;抗剥落剂的掺入并未改变胶粉改性沥青的高温性能等级(PG),对其高温性能影响较小,且有利于提升胶粉改性沥青的抗老化性能,其中,M1和LOF-6500对胶粉改性沥青的抗短期老化性能提升效果优于T9,但在抗长期老化性能提升上,T9和LOF-6500的效果明显优于M1.3种抗剥落剂均可增大胶粉改性沥青黏附功和减小剥落功,提升其与集料间的黏附性,有利于混合料的水稳定性提高,掺量0.75％的M1型或LOF-6500型抗剥落剂对胶粉改性沥青与集料黏附性提升效果最佳.综合考虑掺加抗剥落剂对胶粉改性沥青的物理、流变、老化和与集料的黏附性的影响,建议选用LOF-6500型抗剥落剂,且掺量0.5％～0.75％为宜.

    道路工程胶粉改性沥青抗剥落剂老化性能抗水损害表面能试验

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    液压强夯法补强黄土路基压实质量控制方法

    胡江洋徐天宇闫瑞朋韩丹丹...
    15-26页
    查看更多>>摘要：为提出一种黄土路基施工时不同深度处压实质量实时监测方法,依托黄延(黄陵—延安)高速公路扩能工程,首先引入液压加力系数,建立液压强夯法的夯击模型,进行液压强夯法补强黄土路基的室内足尺模型试验研究.考虑液压夯实机的夯锤落距和夯击次数对路基压实度的影响,通过在夯锤顶面中心处布置加速度传感器并在补强结束后分层开挖路基,获取夯锤单击峰值加速度和路基的分层沉降量,分析不同工况下夯锤峰值加速度与表层土体沉降量之间的关系,以土体分层沉降量达到表层土体沉降量5％处的路基深度为研究对象,通过线性内插法和回归分析法,分析不同工况下液压强夯法补强黄土路基的有效加固深度,确定路基分层压实度与夯锤峰值加速度的关系式.研究结果表明:夯锤峰值加速度与表层土体沉降量均随夯击次数和夯锤落距的增加而增加,在夯击次数达到6击和7击以上时,其增长趋势都显著放缓,从定性上说明夯锤峰值加速度可以实时反映路基的压实质量;液压夯实机有效加固深度受夯锤落距的影响较夯击次数大,当夯击次数达到12击时,对应夯锤落距为2.2、1.6、0.7m的有效加固深度分别为1.49、1.18、1.10m;考虑有效加固深度范围,定量说明不同工况下夯锤峰值加速度与路基分层压实度间存在二次函数关系,将路基分层压实度按填筑深度加权平均得到了路基的平均压实度.

    道路工程液压务实机分层压实度有效加固深度峰值加速度

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    聚合物-粉煤灰陶粒多孔降噪声屏障材料制备及影响因素分析

    王建辉李沛沛
    27-37页
    查看更多>>摘要：为了研究具有多孔结构的粉煤灰陶粒(FAC)在公路交通噪声治理声屏障工程领域应用的可行性及其吸声降噪性能,以粉煤灰陶粒为轻骨料、环氧树脂作为黏合剂,混合制备聚合物-粉煤灰陶粒多孔降噪材料,采用声学级配理论推导出适合公路交通噪声集中频率范围内的最佳粉煤灰陶粒粒径范围,并采用阻抗管测试系统进行试件试验验证.采用单因素试验方法研究环氧树脂与粉煤灰陶粒的最佳配合比(水灰比),并考察了试件厚度、复合级配、表面切割、掺加材料、背后空腔、模拟雨淋和冻融循环等因素对聚合物-粉煤灰陶粒声屏障材料的力学性能和吸隔声性能的影响规律.研究结果表明:试验验证与理论推导的最佳陶粒粒径一致,均为1.0～3.0mm,环氧树脂与粉煤灰陶粒的配合比(水灰比)为1∶5时材料吸声系数、力学性能最优;试件厚度的增大可明显改善材料中低频(1 000 Hz以下)的吸声性能,在1 000～1 600 Hz范围内,随着厚度增大,吸声系数呈现降低趋势;复合级配较单一级配第1共振吸声峰值向低频方向移动,500～1 000 Hz时吸声系数有明显降低趋势,400 Hz以内吸声系数有所增大;掺加橡胶粉可改善中高频吸声系数,对隔声性能的影响较小;空腔增大可明显提高材料中低频的吸声系数,但影响有限;表面切割可提升试件高频吸声系数,其影响规律与减小材料厚度相似;模拟雨淋以及冻融循环对材料吸声性能和力学性能影响均不明显.

    道路工程聚合物-粉煤灰陶粒吸声降噪材料声学理论推算公路声屏障影响因素

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    初始弯曲应力对冻融-碳化后钢筋混凝土梁承载力影响分析

    胡大琳徐怀存张航陈峰...
    38-47页
    查看更多>>摘要：为研究弯曲应力对冻融-碳化作用下在役钢筋混凝土梁桥承载力的影响,设计并制作了8片钢筋混凝土梁,采用自行设计的持荷装置对试验梁进行弯曲应力加载,并置于环境实验室中进行冻融-碳化耦合腐蚀,再对腐蚀后的试验梁进行荷载试验.对不同弯曲应力水平下的钢筋混凝土试验梁进行裂缝分析、应变特征分析和承载力的研究,并建立有限元数值模型,将其与试验结果进行对比分析.研究结果表明:随着初始弯曲应力水平的增加,2组试验梁破坏形态由1条主裂缝变为多条裂缝并存,并且延性明显降低;跨中压应变斜率及拉应变均逐渐增大,跨中应变分布已经不能完全符合平截面假定.根据试验梁的荷载位移曲线可知,混凝土强度等级的提高明显提升了试验梁抗冻融-碳化腐蚀的能力;弯曲应力水平增加会导致试验梁的承载力(屈服弯矩、极限弯矩)降低,且其大致呈线性关系.通过ANSYS有限元数值模拟与试验梁的承载力实测数据对比,归纳出冻融-碳化作用下不同弯曲应力水平对钢筋混凝土梁材料本构的修正系数φ,可为严寒区在役钢筋混凝土桥梁承载力衰减分析评估提供参考和简化分析方法.

    桥梁工程承载力荷载试验钢筋混凝土梁弯曲应力有限元仿真

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    特长隧道出口处交通标志与驾驶人感知关系试验

    梁波刘涛肖尧张鸿鸣...
    48-55页
    查看更多>>摘要：为分析隧道出口处内外横断面上交通标志的设置对驾驶人视认性的影响,通过现场实车试验和室内动态模拟试验研究了交通标志与驾驶人信息感知的关系.选择3名驾驶人运用德国生产的SMI眼动仪,对选取的G65包茂(包头—茂名)高速公路武隆段6条隧道分别进行了34次有效行车试验,并对比分析普通高速公路路段和隧道出口路段驾驶人的瞳孔直径变化比率.采用Premiere软件制作可调的动态交通标志,通过双投影系统将标志和实车录制的路段视频相融合,投射到同一个曲面幕布上,并切换不同隧道出口与标志的位置,以驾驶人视认标志的反应时间为表征参数进行隧道动态驾驶环境下的室内模拟试验.研究结果表明:瞳孔直径变化比率可以作为表征驾驶人明适应状态的表征参数,并在此基础上确定了车速为80 km/h时驾驶人正常瞳孔直径变化比率为±5％;驾驶人完成出口明适应时的瞳孔直径状态,特长隧道出口处驾驶人的明适应时间为2.129 s;特长隧道出口处内外交通标志的反应时间都呈现同一规律,交通标志与行车道位于同侧的反应时间比异侧时的短;交通标志位于隧道外的反应时间均值为2.22 s,比隧道内的反应时间平均短0.64s.以时间为依据,当隧道出口与互通间距受地形限制,设计完成标志的有效视认时间小于4.5s时,建议交通标志设置在隧道内部正中顶部位置;反之,设置在隧道外部道路右侧.

    隧道工程特长隧道实车试验室内模拟试验交通标志隧道安全

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    覆面施工脚手架抗风设计

    王峰郑晓东熊川李加武...
    56-65页
    查看更多>>摘要：为了分析覆面施工脚手架的风荷载特性,结合已有研究成果,并考虑最不利情况,以使用100％挡风率覆面结构的脚手架为研究对象,开展脚手架布置形式、建筑开孔率和周边建筑物风干扰效应等参数影响下的风洞试验.通过刚体模型测压试验,测得各工况下脚手架覆面结构表面上的风压时程,分析作用在其结构上的风压特性及其变化规律.结合试验分析和数值计算得到脚手架整体平均风力系数,并与现行的中国和英国规范建议值进行对比.建立脚手架结构的有限元模型,利用风洞试验测得的风压时程进行加载分析,得到各工况下脚手架连墙件的内力响应时程.估算各工况下所有连墙件中的最大极值拉力,计算阵风荷载因子并分析脚手架布置形式对其影响规律.研究周边建筑对作用在连墙件上最大极值拉力的风干扰效应,计算周边建筑物在不同位置时和不同脚手架布置形式下的干扰因子.综合分析结果,并给出覆面施工脚手架的抗风设计建议.研究结果表明:在所有试验工况下,最大正平均风力系数为1.41,最大负平均风力系数为-1.51,超过了中国和英国规范的最大建议值1.3;半包围布置脚手架的脉动风效应显著,阵风荷载因子最大值可达4.1,若脚手架布置形式为全包围时,最大阵风荷载因子为2.7;当干扰建筑物位于脚手架结构正前方时的干扰效应尤为显著,最大荷载增量可达66％.

    土木工程风荷载风洞试验脚手架抗风设计

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    最小地震剪力系数

    傅剑平王敏赵杰
    66-76页
    查看更多>>摘要：为了研究最小地震剪力系数对结构抗震性能的影响,首先考察最小地震剪力系数的设置背景,然后考察不满足最小地震剪力系数时,不同处理方式及其对结构抗震性能的影响.以设防烈度7度(0.10g,g为重力加速度)区不满足最小地震剪力系数规定的一超高层结构为例,按不同处理方式(不做调整、调整承载力、调整刚度)形成3种不同的结构分析模型,对其进行弹塑性地震反应测试,并对比分析3种不同最小地震剪力系数处理方法引起的结构抗震性能的差异.研究结果表明:受非抗震组合和最小配筋率的影响,不做调整的模型与调整承载力的模型相同,其罕遇地震作用下的抗震性能良好,抗倒塌能力也较强;与不做调整的模型和调整承载力的模型相比,调整刚度模型的抗震性能更好,抗倒塌能力也更强,但调整付出的较大经济代价和对建筑使用功能的干扰与获得的抗震性能改善幅度并不对等.考虑到非抗震组合和最小配筋率的影响,建议合理对待关于7度(0.10g)区最小地震剪力系数的规定,即对于7度(0.10g)区不满足最小地震剪力系数规定的建筑结构,允许不调整承载力或刚度,但须通过性能设计保证结构具有足够的抗震安全性.

    结构工程抗震性能最小地震剪力系数罕遇地震抗倒塌

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    基于GWR模型的出租载客时空分异分析

    焦萍王李轩袁长伟耿新瑞...
    77-86页
    查看更多>>摘要：为充分挖掘出租车轨迹数据反映的运营规律,将城市电子地图兴趣点(point of interest, POI)数据作为影响参数纳入出租车轨迹数据研究中,探讨出租车载客运营的时空分异现象.通过处理出租车轨迹数据提取并统计各时段出租车上客量,证实出租车载客具有时间非平稳性;基于核密度估计方法对各载客高峰时段载客点聚类,分析出租车载客的空间非平稳性;构建载客热点提取模型,提取载客热点并定义热度值;从城市POI数据中筛选出显著影响载客热点分布及热度值的设施,计算其与各时段产生的载客热点的最短距离,分时段建立出租车载客地理加权回归(geographical weighted regression,GWR)模型,探讨载客热点与各类城市设施的时空关系,并以西安市出租车GPS数据为例展开实证分析,对提出的模型进行验证.结果 表明:与普通线性回归模型(OLS)相比,地理加权回归模型拟合效果显著提高,拟合优度均值从0.29提高到0.57;在研究区域不同时间段,各类设施点回归系数均值存在明显时间差异,同类设施点回归系数分布存在明显空间差异;研究区域内出租车载客热点的时空分异现象大体符合城市居民出行规律,在工作日各高峰时段出租车发挥公共交通系统替补作用这一现象更为显著.研究结果可为出租车空间需求预测、出租车载客调度及价格调控精细化管理提供参考.

    交通工程时空特征地理加权回归模型核密度估计出租车轨迹GPS

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    供需平衡视角下城市轨道交通分层与分类方法

    李国旗王萍吴婉姗施路...
    87-96页
    查看更多>>摘要：针对当前城市轨道交通规划建设与运营过程中存在的供需结构性矛盾,系统评价了中国主要城市2025年的轨道交通客流需求强度与线网供给间的失衡程度.首先,在熵值理论和交通需求分析法的基础上,提出城市轨道交通供给潜力分层方法,以及基于供给潜力分层的交通需求分析模型,对城市轨道交通供给潜力量化分层、客流需求强度进行预测;其次,基于人均密度和负荷强度指标对城市轨道交通进行分类;最后,选择中国14个典型大城市作为研究样本,验证提出方法的合理性和模型的可行性.研究结果表明:60％的高潜力城市易出现供给富余,这与城市多中心空间结构导致的轨道交通分担率不高以及现有负荷强度偏高有关,其中广州负荷强度过高以及西安线网规模偏小导致了供给富余的假象;60％的中潜力城市和75％的低潜力城市供给不足,这与城市职住地失衡较为严重,而线路密度和负荷强度偏低有关;按照人均密度和负荷强度变化情况,2025年样本城市有望形成5种类型,其中北京为高密度高负荷城市,线网运行效益较好,广州、重庆、南京为高密度中负荷城市,天津、深圳、沈阳、长春、大连为中密度高负荷城市,西安、上海为中密度中负荷城市,这4类城市供需更趋协调平衡;杭州、成都、武汉为高密度低负荷城市,应重新评估路网布局的科学性,有效提升客流需求强度.

    交通工程轨道交通需求分析供需平衡

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    城市道路环境中驾驶人视觉行为与工作负荷的相关性

    郭羽熙袁伟陈运星
    97-104页
    查看更多>>摘要：为开展城市道路环境中驾驶人的工作负荷评价试验,研究了驾驶人视觉行为与工作负荷之间的相关性.在西安选取了1条典型城市道路路线,包括普通城市道路和城市快速路,招募了25名驾驶人开展实车试验,采用KF2生理检测仪和Eyelink Ⅱ型眼动仪,分别采集试验中每位驾驶人的心电指标(心率、心率变异性)和视觉行为数据,运用统计学方法分析驾驶人视觉行为参数与心率增长率和心率变异性(低频和相邻2个R-R间期差值的均方根)指标之间的相关性.研究结果表明:城市道路环境中,驾驶人扫视行为参数中的扫视幅度、扫视峰值速度、扫视平均速度和扫视持续时间与心率增长率和心率变异性之间分别存在正相关性(相关系数r≥0.5)和负相关性(r≤-0.5),扫视幅度、扫视峰值速度与工作负荷之间的相关性表现更强,而扫视平均速度、扫视持续时间与工作负荷之间的相关性表现较弱,说明城市道路环境中可以采用扫视行为参数来评价驾驶人的工作负荷.该研究丰富了驾驶人工作负荷的评价指标,为驾驶过程中驾驶人状态监测提供了理论借鉴,有助于提高城市道路环境中驾驶人的行车安全性.

    交通工程城市道路驾驶人视觉行为工作负荷心率心率变异性相关性

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