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期刊信息/Journal information
中国公路学报
中国公路学报

马建

双月刊

1001-7372

glxb@chd.edu.cn

029-82334387

710064

西安市南二环路中段长安大学内

中国公路学报/Journal China Journal of Highway and TransportCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国公路学会主办的公路交通行业最权威的学术性刊物，主要刊载道路工程、桥隧工程、筑路机械工程、汽车与汽车运输经济与工程经济等专业的应用技术及理论性文章，并适当报道有关公路交通的新技术、新材料、新工艺以及国内外重大学术活动、工程建设及科技动态信息等。
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    SAP吸-释水行为及其对混凝土性能的影响机制综述

    陈华鑫郑睢宁何锐郭健...
    1-19页
    查看更多>>摘要：高吸水性树脂(Super-absorbent Polymer,SAP)因其优异的吸、储、释水特性已发展成为理想的混凝土内养护材料之一.为了明晰SAP吸-释水行为与混凝土性能之间的联系,提升SAP的养护效率和混凝土性能,总结了SAP吸-释水的3种理论,系统分析了SAP在不同溶液中的吸-释水行为、SAP与水泥浆体间的水分交换机制及SAP与混凝土内部湿度之间的关系;论述了SAP水分运移行为研究方法,分析了各方法的特点及适用性;从水化行为、孔结构和微观形貌的角度探讨了SAP粒径、掺量及额外引水量对混凝土性能的影响.结果表明:离子网络理论、溶液热力学理论和凝胶相转变理论可以很好的阐释SAP在不同溶液中的吸-释水行为,SAP内部吸附水和毛细水的含量是影响SAP释水周期的关键因素,SAP的吸-释水特性决定了混凝土内部水分的分布;SAP内养护混凝土的微观结构和宏观性能受SAP掺量、粒径和额外引水量等参数综合影响,合适的参数可使水化产物填充SAP释水产生的孔洞,细化混凝土孔结构、提高密实度、改善力学性能并提升耐久性.SAP还可提高混凝土的自愈合能力、提升耐火剥落性及实现藻类在混凝土上的定植等.未来应进一步明确SAP在混凝土内部的形态演变及其在混凝土中的吸-释水动力学行为,阐明SAP与混凝土内部水分分布的相互关系,从而实现对SAP内养护混凝土的精细化设计.

    路面工程混凝土综述SAP内养护水分运移影响机制

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    开级配碎石透水基层集料颗粒微观接触劣化机制

    陈德吴太恒曹雪梅张浩然...
    20-34页
    查看更多>>摘要：针对服役期开级配碎石透水基层集料颗粒微观接触劣化问题,研制了界面微观摩擦磨损劣化试验台,分析了界面微观摩擦磨损作用参数对集料颗粒接触界面微观劣化的影响规律,研究了服役期开级配碎石透水基层内部集料颗粒接触界面微观摩擦、磨损、界面构造水平及分布特性的演变规律.结果表明:集料颗粒接触界面微观劣化最佳试验参数为:10 N的法向接触荷载、5 Hz的相互作用频率和5 mm的相互作用位移幅值;水存在工况下玄武岩、石灰岩、花岗岩3种工程常见母岩材质的集料颗粒接触界面摩擦因数,均出现不同程度的降低现象,质地较软的石灰岩集料颗粒接触界面摩擦因数降低程度最大;集料颗粒接触界面磨损主要发生在颗粒摩擦接触初期阶段,水环境的存在一定程度上降低了集料颗粒接触界面磨损程度;磨屑造成的集料颗粒接触界面磨斑表面长波低频段和短波高频段的纹理构造水平低于集料颗粒自身晶粒构造造成的中波中频段纹理构造水平,水存在工况能够降低长波低频段和短波高频段的纹理构造,凸显集料颗粒自身晶粒构造造成的中波中频段纹理构造.研究成果有望为长寿命透水路面透水基层建设提供理论借鉴.

    路面工程透水路面开级配碎石摩擦磨损频谱分析

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    土石混合料-土工织物界面剪切特性研究

    刘飞禹姚嘉敏孔剑捷
    35-43页
    查看更多>>摘要：土石混合料加筋结构常见于高填方边坡工程中,其稳定性受筋土界面相互作用的影响.为了研究土石混合料-土工织物界面的相互作用机理,利用了室内大型直剪仪进行一系列直剪试验,分析了5种含石量(0％、25％、50％、75％、100％)、3种压实度(88％、92％、96％)以及3种竖向应力(100、200、300 kPa)对界面剪切特性的影响,并建立了界面剪胀系数的经验公式.结果表明:界面在低含石量(0％～25％)下表现出剪切软化趋势,在高含石量(50％～100％)下表现出剪切硬化趋势,且剪切应力-剪切位移曲线出现较为明显的波动现象;界面最大竖向位移随含石量和压实度的增大呈现出增大趋势,随竖向应力的增大呈现出减小趋势.界面摩擦角在低含石量下基本保持稳定,而后随含石量的增大表现出先增大后减小的趋势;界面似黏聚力的增长速率随压实度的增大而减小;结合含石量、竖向应力等因素,建立了剪胀系数经验公式,该公式能够较为准确地描述界面的体积变化情况.

    路基工程筋土界面直剪试验土石混合料含石量压实度剪胀系数

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    基于修正拟动力法的抗滑桩加固边坡三维地震稳定性分析

    李雨浓赵巍刘畅王立伟...
    44-54页
    查看更多>>摘要：为了给抗滑桩加固边坡的抗震设计提供参考,对其在地震作用下的三维稳定性进行研究.基于极限分析上限定理,采用修正的拟动力法(MPDM)对水平地震作用下的三维抗滑桩加固边坡的稳定性进行了分析,并推导出边坡安全系数(Fs)的表达式.为了提高计算效率,采用遗传算法(GA)计算出安全系数的最小值.将所得研究结果与已有文献成果进行对比,验证了所用方法的有效性.此外,通过参数分析研究了归一化频率((ω)H/VS)、宽高比(B/H)、水平地震系数(kh)、阻尼比D、桩位、桩距等因素对桩加固边坡稳定性的影响.研究结果表明:(ω)H/Vs对桩加固边坡稳定性的影响显著,并决定着D对桩加固边坡稳定性的影响;当桩加固边坡受到与土体固有频率接近的地震波作用时,D对桩加固边坡的稳定性影响非常显著,并且拟动力法会极大地高估桩加固边坡的稳定性;对于远离土体固有频率的地震波,D对桩加固边坡的稳定性影响较小;在一个地震波周期内,地震作用下边坡的Fs随地震峰值加速度的增加而减小;水平地震加速度系数ahs的峰值会随着kh的增大和D的减小而增大;当B/H小于5时,三维效应对桩加固边坡的稳定性影响不可忽略;对于给定高度的边坡,kh的增大和D的减小会造成Fs的降低以及滑裂面的加深,并且会导致最佳桩位向坡顶方向移动.

    路基工程抗滑桩加固边坡极限分析上限定理三维稳定性地震作用修正拟动力法

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    水泥稳定碱渣改性土冻融性质与劣化机理

    赵晓晴沈泽宇邓永锋李家伟...
    55-65页
    查看更多>>摘要：为明晰水泥稳定碱渣改性土在季冻区应用可行性,研究了位于毛细水浸润线上、下层位水泥稳定碱渣改性土抵抗冻融循环的性能.设置干侧、湿侧2种不同的冻融循环条件,分别进行0～8次冻融循环试验.探究了水泥稳定碱渣改性土体积、质量和表观现象在冻融循环试验过程中的变化,以及不同冻融循环次数后其抗压强度和含水率的演变,并结合SEM电镜结果分析其冻融劣化机理.研究结果表明:干侧冻融试样体积表现为"冻缩融胀",整体体积变化小;质量总体呈下降趋势,整体质量变化小;强度逐渐下降,8次循环后抗压强度损失率为81.6％;水分向试样内部迁移,中心处含水率升高0.72％;表观劣化较弱.湿侧冻融试样体积表现为"冻胀融缩",8次循环后膨胀5.45％;质量总体损失较大,8次循环后损失2.87％;试样强度逐渐下降并趋向稳定,抗压强度损失率最终保持在65％;水分向试样外侧迁移,中心处含水率下降2.57％;表观裂隙和剥落情况明显.湿侧冻融试样劣化程度大于干侧试样.水泥稳定碱渣改性土较好的抗冻融性能来源于其较强的密实特性,黏土填充碱渣的空间骨架,水泥水化物进一步加强土体颗粒的联结.在冻融循环作用下,试样中水分迁移和固/液两相往复转化对水泥稳定碱渣改性土微观结构产生了明显破坏.为此,在季冻区毛细水浸润线以上层位使用水泥稳定碱渣改性土具有较好的稳定性.

    路基工程劣化机理冻融循环水泥稳定碱渣改性土物理性质强度性质

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    新型自复位变摩擦耗能支撑及其在桥墩抗震中的应用

    董慧慧胡潇韩强杜修力...
    66-80页
    查看更多>>摘要：为了减小传统摩擦耗能支撑在强震作用下的残余变形,提出一种基于形状记忆合金(SMA)板材的新型装配式自复位变摩擦耗能支撑(S-SCFB),该支撑主要包括SMA板圆环自复位系统和摩擦耗能系统.首先阐述了新型支撑的基本构造,揭示了其工作机理和自复位原理;通过开展SMA板材的材性试验研究了其力学性能,基于SMA板材的力学性能和支撑的工作机理,建立了新型支撑的简化分析模型;然后基于ABAQUS有限元软件建立了新型支撑的精细化实体有限元模型,将数值模拟结果与简化分析模型进行了对比分析,系统地研究了新型支撑的滞回性能及影响规律,同时在OpenSees软件中2次开发了新型支撑的恢复力模型;最后,基于新型支撑优良的滞回性能,将其应用到双柱式桥墩中提升桥墩的抗震韧性.研究结果表明:SMA板材本构模型呈"旗帜"型,具有承载力高,变形能力强,自恢复能力良好等优点;基于SMA板材装配的S-SCFB具有稳定的耗能能力和优良的自复位功能,卸载后无残余变形,同时建立的简化分析模型与数值模拟结果吻合较好;通过调整S-SCFB的设计参数,可有效实现调节S-SCFB滞回性能的目的,具有良好的可调节性;附加S-SCFB可以有效提高桥墩的强度和刚度,降低结构的残余位移,有效提高桥墩结构的抗震性能.

    桥梁工程抗震韧性材性试验数值模拟自复位变摩擦耗能支撑形状记忆合金(SMA)板材滞回性能

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    波浪入射角度对圆端形桥墩模型水槽试验阻塞效应影响

    魏凯邢少一秦竟熙杨雄欣...
    81-90页
    查看更多>>摘要：模型水槽试验是开展桥梁墩柱结构波浪作用研究的常用手段之一,当桥墩模型尺寸较大时,阻塞效应对桥墩模型波浪作用的影响不可忽略.桥墩常用的圆端形截面非中心对称,其波浪荷载受波浪入射角度影响大,但波浪入射角度对模型试验阻塞效应的影响尚未完全清楚.因此,开展了不同尺度、不同波浪入射角度下圆端形桥墩波浪荷载水槽试验,分析了波浪入射角度对阻塞效应的影响;建立了基于雷诺时均(RANS)方程和k-ε湍流模型的三维数值波浪水槽,采用质量源造波,揭示了不同阻塞比下波浪力的变化规律,探明了不同波浪入射角度下的临界阻塞比;考虑不同波浪入射角度的影响,提出了阻塞效应影响下的圆端形桥墩模型波浪力修正方法,并结合数值模拟验证了方法的合理性.研究结果表明:①阻塞效应会增大圆端形桥墩受到的正向波浪力;②波浪入射角度会对圆端形桥墩的阻塞效应产生影响,从而导致不同波浪入射角度下的临界阻塞比不同,但临界水槽宽度为6倍桥墩阻水宽度时便可有效避免阻塞效应的产生;③以正向波浪力峰值为研究对象求得了修正系数,并提出了圆端形桥墩在任意波浪入射角度下受阻塞效应影响的波浪力修正公式,且修正效果较好.相关研究成果对跨海桥梁波浪作用水槽试验、波浪荷载计算等具有参考价值.

    桥梁工程圆端形桥墩水槽试验波浪作用阻塞效应波浪入射角度修正公式

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    键齿倾斜类型对节段拼装箱梁力学性能的影响

    范香艳刘来君武芳文杜猛...
    91-106页
    查看更多>>摘要：为了明确腹板键齿类型对节段梁力学性能的影响规律,揭示不同键齿倾斜类型节段箱梁破坏机理和破坏模式,开展了2组不同键齿类型(垂直键齿、水平键齿)节段式箱梁在不同荷载作用方式(纯弯作用、弯剪作用)下的力学性能试验,分析了梁体变形、裂缝萌生与扩展形态、体外预应力束的预应力增量以及主梁应力与裂缝宽度变化规律;建立了有限元数值分析模型,详细分析接缝局部不同角度键齿应力状态.研究结果表明:节段梁接缝开裂前,混凝土应力应变、梁体变形和预应力筋应力与荷载呈线性关系;接缝开裂后混凝土应力应变、梁体变形均与荷载呈非线性关系.纯弯荷载作用下,2种键齿梁的破坏形态相同,均为纯弯段接缝的开裂,破坏模式相同,主裂缝位置不同,垂直键齿梁破坏时的主裂缝靠近跨中位置,而水平键齿梁更靠近加载位置;弯剪荷载作用下,破坏模式为近加载点接缝弯剪破坏;2种荷载作用下,接缝顶面混凝土均压溃破坏,腹板键齿均受剪切破碎.键齿类型和荷载作用对节段梁的破坏模式影响显著,垂直键齿梁的承载能力和刚度优于水平键齿梁.键齿类型以及加载方式对预应力筋应力增量影响较小,体内束预应力增量大于体外束应力增量.建立的数值分析模型与试验结果吻合较好,可以有效分析节段梁键齿应力分布状态,揭示了节段箱梁受力破坏机理.基于既有规范和试验结果,提出了抗弯承载能力计算公式,计算值与试验值吻合良好,验证了所提出计算公式的有效性.

    桥梁工程节段拼装箱梁试验研究力学性能键齿倾斜类型

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    耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座隔震桥梁抗震性能研究

    郑文智谭平王浩冼志彬...
    107-116页
    查看更多>>摘要：为了提升梁式桥结构的抗震性能,提出了新型耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座(SCSLRB),并基于形状记忆合金(SMA)滞回特性提出了耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座隔震桥梁减隔震参数设计方法.首先,基于OpenSees平台分别建立耗能型滑移铅芯橡胶支座(EDSLRB)与形状记忆合金索的数值模型,分析了往复荷载作用下的滞回响应,并与试验结果进行了对比,验证了数值模型的准确性,进一步建立了耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座数值模型.在此基础上,选取某3跨隔震连续梁桥,采用提出的减隔震参数设计方法,对耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座参数进行了优化设计,并基于支座最优参数进一步研究了减隔震参数设计方法的适用性与耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座隔震桥梁的抗震性能.结果表明:新型耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座参数设计方法可有效得到隔震系统的最优参数;基于最优参数的新型耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座隔震桥梁的自复位与耗能性能显著提升,能够实现主梁峰值位移、支座残余位移与桥墩地震剪力、弯矩的双重有效控制.其中,主梁峰值位移减幅达18.5％,支座残余位移显著减小,桥墩墩底剪力最大增幅仅为8.3％,支座耗能最大增幅达14.8％.研究结果可为近场地震作用下梁式桥抗震韧性提升提供有益参考.

    桥梁工程耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座参数优化形状记忆合金模型验证抗震性能

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    基于稳定图解析的桥梁模态参数全自动识别

    贺敏梁鹏杨凡刘玖贤...
    117-127页
    查看更多>>摘要：桥梁模态参数识别是桥梁智能监测的重要内容,传统桥梁模态参数识别方法需要人工干预,不适合连续监测,且在传感器较少时可能失效.为解决该问题,提出改进的稳定图解析方法,实现桥梁模态参数全自动识别.首先,提出模态相似指标(Modal Similarity Criterion,MSC)度量模态相似性,解决传统模态置信度指标在传感器较少时可能失效的问题;然后,提出新的稳定图自动清洗方法,剔除稳定图中的大量虚假模态,同时提出改进的层次聚类算法自动解析清洗的稳定图,实现模态参数自动识别;最后,将提出的方法应用于一座斜拉桥和一座具有密集模态的连续梁桥Benchmark,并在极端传感器布置工况下验证所提方法辨别密集模态的可行性.结果表明:即使在发生振型空间混叠时,提出的MSC指标仍能有效辨别不同模态;提出的稳定图自动清洗和自动解析方法不需要任何人工设定的阈值,能够自动剔除虚假模态并得到准确的模态识别结果,同时能够准确识别发生振型空间混叠的密集模态.提出的自动识别方法不受结构刚度和加速度传感器布置位置和数量的限制,能够统一地应用于具有不同刚度和不同传感器布置工况的跨海桥梁集群监测.

    桥梁工程模态参数自动识别振型空间混叠模态相似指标密集模态

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