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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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    软土中XCC刚性桩复合地基承载特性时效性研究

    周航亓戈平陈荣淋
    132-143页
    查看更多>>摘要：XCC刚性桩复合地基作为处理软土地基而开发的一种新型刚性桩复合地基,相较于传统的刚性桩复合地基具有承载力高、经济效益好等优势,但目前大部分研究未考虑其受荷时桩、土和垫层随时间变化的影响.针对该问题,开展了软土中XCC刚性桩复合地基承载特性时效性模型试验研究,重点测量和分析了表面沉降变化规律、超孔压消散规律、路堤竖向土压力分布、格栅应变、桩土应力比和桩身轴力变化规律等随时间的变化规律,并分析了不同布桩情况下XCC刚性桩和圆形刚性桩复合地基试验结果的差异性.结果表明:截面形状和布桩方式对刚性桩的固结速率并无影响,而XCC刚性桩和梅花形布桩会减少沉降幅度;荷载施加后,不同刚性桩复合地基的路堤竖向土压力会急剧增加到最大值,然后随时间逐渐减小并趋于一个稳定值,土拱高度也会随时间和荷载的增加而逐渐增大并趋于稳定.相同条件下,XCC刚性桩的桩顶土压力要大于圆形桩,梅花形布桩的桩顶土压力略小于矩形布桩;桩顶上方的格栅应变要明显大于桩间土上方的格栅应变,且随时间的增加应变增速逐渐降低,XCC刚性桩和矩形布桩的格栅应变相对较大;不同类型刚性桩复合地基的桩土应力比随时间和荷载的变化曲线皆呈现出先增大然后下降并趋于稳定的趋势,且XCC刚性桩的桩土应力比要相对于圆桩高出约25％;XCC刚性桩的桩身轴力均随时间增加而逐渐增大直至稳定,且随时间的增加,其桩侧摩阻力逐渐增大,中性点位置逐渐下移.

    路基工程刚性桩复合地基缩尺模型试验时效性土拱效应

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    考虑颗粒破碎影响的隧道宕渣循环动载累积变形特性试验

    谢志伟马一跃张艳徐柯锋...
    144-156页
    查看更多>>摘要：为促进交通基础设施建设的绿色低碳化,隧道宕渣常作为路基填料资源化利用.通过开展大型循环动载三轴试验和颗粒单轴压缩试验,探讨了长期交通荷载下不同含水率宕渣的力学特性演化规律,并分析了宕渣的颗粒破碎及主要母岩成分颗粒的特征强度特性.循环动载三轴试验结果表明:高含水率使得宕渣材料累积塑性变形及体应变显著增加,回弹模量则明显减小;轴向应变累积速率与循环次数关系曲线具有明显的衰减和稳定阶段,且高含水率试样在加载后期累积速率明显提高.由试验前后试样级配特征曲线对比分析可知,循环加载导致宕渣颗粒破碎明显,且破碎程度随试样含水率增大而提高.宕渣中凝灰岩、砂岩及粉砂质泥岩颗粒的单轴压缩试验结果表明:饱和度提高导致单颗粒特征强度降低,且粉砂质泥岩特征强度降低最明显.基于试验结果,建立了宕渣破碎率和最终累积应变关联的表达式,合理预测了长期交通荷载下宕渣材料颗粒破碎的演化规律.

    路基工程隧道宕渣三轴试验累积变形软岩颗粒颗粒破碎

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    红黏土裂隙湿化自愈行为及强度影响机制

    高乾丰吴昕阳曾铃余慧聪...
    157-168页
    查看更多>>摘要：许多黏性土在干缩开裂后受湿化作用会呈现裂隙自愈现象.为探究红黏土裂隙自愈行为及其对土体强度特性的影响机制,基于摄影识别与数字图像相关技术,分析湿化过程中红黏土试样顶面裂隙自愈与应变演化规律;并开展单轴拉伸试验与直剪试验,获取不同条件下红黏土的抗拉强度、抗剪强度及指标恢复率.最后采用扫描电镜观察裂隙自愈前后试样的微观形貌,阐明红黏土裂隙自愈及强度影响机制.结果表明:红黏土在湿化条件下表现出裂隙自愈行为,自愈过程中压应变区域不断向裂隙靠近,裂隙率快速减小并趋于稳定,裂隙自愈率可达90％以上;随饱水湿化时间增加,含裂隙红黏土的抗拉强度小幅提升,此时土表裂隙痕迹几乎消失;湿化条件下土颗粒膨胀程度有限,裂隙宽度越大其愈合难度越高,抗拉强度恢复程度也越低;裂隙深度增加后裂隙自愈率小幅提升,抗拉强度与黏聚力的恢复率增加,内摩擦角恢复率先减小后稳定;裂隙自愈主要源于土颗粒膨胀变形后引起裂隙两侧壁相互黏结,以及土颗粒崩解剥落后对裂隙的填充效应;由于细小颗粒与水混合后可能吸附在裂隙内形成假愈合现象,且土颗粒膨胀崩解将影响土体强度,故尽管表观上裂隙愈合程度良好,但抗拉强度与抗剪强度指标仅小幅恢复.

    路基工程红黏土微观机制裂隙自愈强度特性

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    湿化作用下高速公路红黏土路基动力特性现场试验

    冯学茂黄轩嘉刘维正滕继东...
    169-180页
    查看更多>>摘要：为研究湿度变化下高速公路红黏土路基的动力响应和累积变形特性,依托南湛高速公路试验段开展了不同轴重、车速和路基湿度条件下的行车试验以及不同激振力、振动次数和路基湿化条件下的激振试验,分析路基动应力、动加速度、动位移的变化规律,揭示了动力特性沿路基深度和横向的衰减特征以及路基的累积变形规律.研究结果表明:路基浸水显著减弱路基对动应力、动加速度和动位移的衰减能力,导致动力响应和累积变形增加,含水率增加2.8％和4.2％时,动力响应分别增加7％和13％,累积变形分别增加28％和54％;动应力、动加速度和动位移的增长趋势与轴重、车速和激振力呈正相关,而路基动力响应影响距离沿远离荷载中心的方向呈现指数型衰减,在距离路床顶1.3 m处,动力响应衰减率可达80％;车辆有效影响深度随路基湿度、轴重和车速增加而增大,且轴重对路基的影响明显高于路基湿度和车速的影响程度,轴重分别为10、20和30 t时,有效影响深度分别为1.3、2.3、3.3 m;路基累积变形量随着路基湿度和振动次数的增加呈现快速增加后逐渐稳定的趋势,湿化1次和湿化2次后路基的累积变形量分别为湿化前路基的1.46和1.86倍,相同湿度条件下,前100万次累积变形占比达60％.研究成果可为高速公路改良红黏土路基的服役性能评价提供参考.

    路基工程动力特性行车试验激振试验红黏土浸水湿化累积变形

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    矿渣-白泥固化黄土的力学性能与微观机理

    薛志佳罗江晏长根张营...
    181-192页
    查看更多>>摘要：为探究矿渣与白泥固废材料应用于黄土路基加固的可行性,并解决传统石灰固化黄土强度较低以及生产污染大的问题,制备了矿渣-白泥胶凝材料,随后使用不同掺量(0％、5％、10％、15％)的矿渣-白泥胶凝材料对黄土进行固化,结合基本物理化学性质,探究了固化黄土的无侧限抗压强度以及耐久性(干湿和冻融)的变化规律,并通过XRD、TG/DTG和SEM揭示了其微观机理.试验结果表明:矿渣-白泥胶凝材料中矿渣占比越高强度增长潜力越大,但矿渣占比超过70％时,会导致试样无法成型;适当增加其中的白泥占比,可以提高pH值以及早期强度,综合成本来看其最佳配比为60∶40;未浸水条件下,10％掺量时矿渣-白泥固化黄土 28 d无侧限抗压强度为4.9 MPa,相比于石灰固化黄土提高2.2倍,水稳定系数提高0.45倍,满足路基填料强度要求;矿渣-白泥胶凝材料可以显著提高黄土的耐久性,10％与15％掺量时固化黄土经14次冻融后强度和质量变化均小于2％,固化黄土的强度随干湿循环次数先增加后降低,并且12次干湿循环后强度均高于28 d强度.微观测试表明:白泥能促进矿渣的水化作用,矿渣-白泥胶凝材料的主要水化产物为CSH等凝胶,CSH凝胶的胶结作用是固化黄土强度和耐久性提升的主要来源,而填充效果起到次要作用.

    路基工程固化黄土力学强度测试矿渣-白泥耐久性

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    CFB灰-钢渣粉-矿渣-脱硫石膏全固废公路下伏采空区注浆材料特性研究

    肖杰刘财壮刘志勇何建刚...
    193-206页
    查看更多>>摘要：为解决传统水泥基注浆材料成本高、能耗和污染大等问题,基于固废材料协同效应,以CFB粉煤灰(CFBFA)、钢渣微粉(SS)、高炉矿渣(BFS)和脱硫石膏(FGD)为原材料制备新型绿色环保的公路路基及桥隧下伏采空区全固废注浆材料.通过系列室内试验,研究了不同CFBFA掺量(80％、60％、50％、40％、20％)、水固比(1∶1.3、1∶1.4、1∶1.5、1∶1.6)及 SS 与 BFS质量比(8∶2、6∶4)等因素对浆料的密度、流动度、析水率、结石率以及结石体单轴抗压强度(UCS)的影响,并结合XRD、TG、SEM等微观试验,分析了水化作用机理.研究结果表明:水固比相同时,随CFBFA掺量的增加,浆料流动度、结石率增大,而密度、析水率和UCS减小;原材料配比相同时,随水固比增大,浆料析水率增加,流动度、密度、结石率及UCS减小;水固比与CFBFA掺量相同时,随SS与BFS比值增大,浆料密度与析水率增大,流动度、结石率与UCS减小;CFBFA掺量、水固比对浆料工作性能的影响均显著,且CFBFA、BFS掺量对UCS影响大;结石体28 d UCS试件中仅有A1组的小于0.6 MPa,且最大值达16.71 MPa.综合考虑浆料工作、力学性能,同时结合经济性,提出了公路路基、桥隧下伏采空区注浆材料的施工建议配合比.浆料水化产物主要为C—S—(A)—H、AFt及Ca(OH)2,减小水固比、增加SS与BFS掺量、提高试件养护龄期均可使水化产物(C—S—(A)—H、AFt)数量增多,试件更密实,UCS更高,且BFS掺量增加有助于Ca(OH)2二次水化和AFt等水化产物的生成.实际应用中,通过调整CFBFA、SS、BFS与FGD全固废注浆材料配合比,其工作性能及UCS均能满足相关规范的要求,用于采空区注浆是切实可行的.

    路基工程CFB灰-钢渣粉-矿渣水化反应机理注浆材料

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    毛细屏障在黄土路基干裂防控中的应用及设计参数影响分析

    黄沛张亚国杨西京高引龙...
    207-216页
    查看更多>>摘要：黏性土路基在长期干旱气候条件下易出现干缩开裂的现象,针对该问题提出利用毛细屏障盖层(Capillary Barrier Cover,CBC)代替防渗土工膜或注浆帷幕等传统工程措施来维持路基水分场的稳定.通过开展黄土路基物理模型试验对该方法的有效性进行验证,并基于非饱和土力学理论对其内在机理进行分析.物理模型试验结果表明:在持续15 d的高温(35 ℃～50 ℃)天气下,无毛细屏障盖层一侧的路基中观测点含水率下降了 4.6％～7.9％,且路基顶部和斜坡位置均发生了干缩开裂;与之相比,铺设毛细屏障盖层一侧的路基对应位置处含水率仅下降了 1.0％～2.0％,路基水分场均匀且无任何开裂现象;同时,由于细粒土层的隔热保温效应,铺设毛细屏障盖层侧的路基温度场较未铺设一侧总体低5.5 ℃;这说明毛细屏障盖层能够对路基水温场进行调控,有效地抑制路基中水分的蒸发.在此基础上,建立了与路基物理模型相对应的有限元数值模型,分析了毛细屏障盖层主要设计参数对其性能的影响规律.数值模型试验结果表明:随着盖层系统中粗粒土和细粒土厚度的增加,路基蒸发失水量均有所降低,但前者影响更为显著;当粗粒土层厚度增加40 mm时,路基各测点含水率降幅为1.7％～4.5％,而细粒土层增加同样厚度引起的变化不到1.0％;此外,毛细屏障盖层中土体的初始含水状态对路基水分场变化影响不大,实际工程设计中可从土体是否便于压实的角度来考虑其含水率取值.

    路基工程黄土路基干缩开裂毛细屏障水分场稳定设计参数

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    淤泥质钻渣土碳化造粒方法及强度增长机理试验

    曹志刚申昆鹏毛天学肖力...
    217-227页
    查看更多>>摘要：为实现淤泥质钻渣土低碳与多样化利用,自主研制了温湿控碳化反应釜,对淤泥质钻渣土造粒碳化方法及其强度增长机理开展了系统试验研究.首先使用熟石灰对桩基施工产生钻渣进行改性,并制成粒径12 mm的颗粒状坯料;在反应釜中充入CO2气体,在恒温、恒湿(60 ℃,湿度80％)条件下对坯料碳化养护8 h,实现钻渣土高强度造粒.碳化结束后,对颗粒进行热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、颗粒强度试验,分析了 7种不同熟石灰掺量下碳化颗粒强度增长机理.试验表明,碳化颗粒的碳化率能达到80％以上,主要生成物为方解石型碳酸钙晶体,且碳化颗粒强度随熟石灰掺量增加表现为"先缓增-后快增"的两阶段特点;当熟石灰掺量在12％以下时,碳化颗粒强度随熟石灰掺量缓慢增长,当掺量超过12％以后,碳化生成的大量方解石胶黏土颗粒并形成整体骨架,晶粒尺寸也随掺量逐渐减小并膨胀填充孔隙,颗粒强度进入快增阶段;最终颗粒碳化强度可达3.0 MPa以上.此外,水稳定性试验表明,熟石灰掺量达16％以上时,碳化颗粒具备A等水稳定性能.碳排放分析表明本方法制备的碳化颗粒CO2排放相对陶粒减少了 42.7％～52.6％,减碳效益显著.本研究为绿色处置钻渣土,实现其在路基层填料、路基台背填料等场景中利用提供了技术方案.

    路基工程淤泥质钻渣土碳化造粒路基填料低碳减排

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    浮泥-流泥路基中防淤堵排水板排水行为

    鲍树峰董志良莫海鸿张劲文...
    228-239页
    查看更多>>摘要：浮泥-流泥路基真空预压期间塑料排水板易出现严重淤堵,为避免出现该现象,有必要针对浮泥-流泥的物理特性对防淤堵排水板的排水行为进行专项研究.首先基于典型工程的浮泥-流泥试样和典型的防淤堵土工滤膜构成"土-滤膜"过滤排水结构,并综合采用改进的梯度比试验方法、压汞试验方法以及电子显微镜扫描测试方法,分析了分级真空预压下过滤排水结构的过滤排水行为;然后,基于典型的防淤堵土工滤膜和原生料芯板构成典型弯折形态的排水板复合体,采用改进的纵向通水量仪进行了纵向通水能力对比试验,分析了排水板复合体的排水行为,并综合讨论了淤堵评价标准;最后,基于具体工程实例进行了验证.研究结果表明:该类路基分级真空预压设计时,应重点基于等效孔径、渗透系数和孔洞结构特征3项关键技术指标对防淤堵土工滤膜进行选型研究;芯板板槽的压屈强度和排水板复合体的过水断面面积是排水板通水量折减率的关键影响因素,芯板的弯折角和弯折率可作为评价其排水能力的具体控制指标,而排水板的通水量折减率和井阻增幅可作为理论评价指标;该类路基中塑料排水板淤堵评价标准建议定为土工滤膜的梯度比大于4.0,芯板的弯折率大于60％且弯折角小于45°,其理论评价指标可定为弯折状态下排水板的通水量折减率大于90％或井阻增幅大于9.所提出的关于典型弯折形态下排水板复合体室内纵向通水量的试验方法及其数据分析方法,可纳入到《土工合成材料测试规程》(SL-235-2012)以及规范ASTM D6917-16 中.

    路基工程浮泥-流泥宏微观试验塑料排水板排水行为淤堵评价标准

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    公交车生态车速引导与信号优先协同优化模型

    王雅薇李欣胡家华
    240-252页
    查看更多>>摘要：由于公交信号优先与节能驾驶的控制目标不一致,导致2种策略难以有效融合以提升公交优先效率和环境效益.针对此问题,提出一种公交车生态车速引导与信号优先协同优化模型,以廊道控制区域内公交车乘客、社会车辆乘客的交叉口延误最小化、公交车燃料消耗最小化以及公交车实际到站时间与时刻表偏差最小化为目标,考虑车辆运动状态约束、公交站点运营约束以及信号灯约束,基于滚动优化框架对公交车生态车速和信号配时方案进行协同优化.通过基于仿真数据、真实场景的数值试验对所提出模型的有效性进行验证,并针对公交车流量和社会车流量进行了敏感性分析.结果表明,所提模型在不同公交车流量、社会车流量水平下均具有明显优势,与信号优化模型相比,公交车平均交叉口延误在不同公交车流量水平下最大下降幅度达到31.99％,在不同社会车流量水平下最大降幅达到23.13％,燃料消耗在不同公交车流量水平下最大下降幅度达到12.66％,在不同社会车流量水平下最大降幅达到9.61％,社会车辆平均交叉口延误最大降幅均为8.23％;重庆市一条公交廊道的真实场景测试结果表明,所提模型相较于信号优化模型能够保障公交准点率并明显减少公交车速波动,燃料消耗、公交车车均交叉口延误、社会车辆延误降幅分别为7.04％、32.61％、4.37％;所提模型能够在保证公交运营稳定性的同时,获得显著的公交优先和低碳效益,并在一定程度上降低公交优先对社会车辆的影响.

    交通工程节能驾驶滚动规划网联公交信号灯优先

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