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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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    极端台风下特大悬索桥的GNSS实时振动监测及动力响应分析

    余加勇彭志豪孟晓林谢轶伦...
    133-146页
    查看更多>>摘要：特大桥梁结构健康监测系统为桥梁模态识别、损伤探测和安全评估提供了重要参数信息和决策依据.鉴于传统加速度计、计算机视觉、光纤光栅等方法存在位移测量不精确、易受外界环境干扰、仅获取局部变量等问题,构建了全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)特大悬索桥实时振动监测和改进经验小波变换(Empirical Wavelet Transform,EWT)的结构动力响应分析方法.依托由GNSS、加速度计和风速仪等传感器组建的苏格兰福斯公路桥GeoSHM变形监测系统,自2014年起实现对桥塔、主梁的高精度、全自动、全天候、三维实时监测;建立基于改进协方差自回归功率谱的频带划分方法和Pearson相关系数有效固有模态函数筛选准则,提出改进EWT算法进行降噪滤波和位移分解,实现风致桥梁振动响应的动力响应分析.采用上述方法对2020年2月的席亚拉(Ciara)台风GNSS监测数据进行分析,识别出索塔纵向振动位移最大振幅为7.91 cm,动态位移最大振幅为2.84 cm,2座桥塔上GNSS接收机识别出的模态频率基本吻合,风速与桥塔水平位移呈正相关,索塔的水平位移沿风向增加明显;主梁纵向、横向和竖向振动位移最大振幅分别为5.51、152.47、68.17 cm,其中动态位移最大振幅为3.73、31.93、54.22 cm,与加速度计识别的动态位移及振动频率结果吻合,风速与主梁三维位移亦呈正相关,台风引起的横向振动最大,因此横向位移随风速增加的趋势显著.研究结果表明:构建的GNSS监测技术和改进EWT数据处理方法,可实现特大桥梁风致振动实时监测和动力响应分析,具有重要的科学研究和工程应用价值.

    桥梁工程风致振动全球导航卫星系统经验小波变换模态参数

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    基于改进Prony理论的结构非缩放位移柔度识别

    徐飞张立平刘新宇周立明...
    147-156页
    查看更多>>摘要：为了准确估算结构模态参数和柔度系数,开发了一种基于环境振动测试的结构非缩放位移柔度识别方法.该方法在时域内对结构的环境振动响应进行分析,并通过奇异值分解来解析结构的位移振型;利用位移振型的正交性,对脉冲响应函数矩阵进行左乘加权和右乘加权运算,构建出结构的增强脉冲响应函数;该方法可以将多自由度多模态的振动信号解耦为单维度单模态的振动信号,基于此特性提出目标秩回归的Prony方法,用来识别结构的基本模态参数(频率、阻尼比)和模态缩放系数,并进一步估算结构的非缩放位移柔度系数矩阵.数值模拟结果表明:增强脉冲响应函数只含有单阶模态振动信息,并能从中识别结构的模态参数和非缩放位移柔度系数矩阵.其工程意义在于,可以预测结构在任意静力荷载作用下的变形形状,能够用于结构的健康监测和安全评估.

    桥梁工程非缩放位移柔度Prony理论环境振动增强脉冲响应函数

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    考虑模态振型影响的斜拉桥非线性内共振能量转换研究

    陈柯帆李源卢涛贺拴海...
    157-169页
    查看更多>>摘要：为研究斜拉桥面内局部模态与整体模态耦合激发非线性的振动复杂机理,针对索-梁耦合结构1∶1内共振进行了数值仿真和模型试验,分析了模态振型影响下的内共振能量转换进程及特点.首先,考虑了由拉索初始垂度引起的几何非线性,建立了由斜拉索与参数质量梁段构成的索-梁耦合动力学模型.然后,根据索-梁端动态耦合条件,基于达朗贝尔原理推导了索、梁动力控制方程,采用有限差分方法代数转换了梁段控制方程的二阶偏微分项以便进行数值求解,通过模态拖拽法和分离变量法得到了结构无穷维的常微分方程组和模态函数.最后,基于4阶Runge-Kutta方法建立了数值仿真程序,结合整体模态振型的影响,分析了1∶1内共振下的能量转换问题,并通过模型试验进行了验证.结果表明:内共振发生时,索-梁锚固点是系统能量进行周期性动态转换的通道,其对应的整体模态振型幅值对能量转换影响较大;锚固于某阶整体模态振型驻点处的拉索即使满足频率比例关系,亦无法被激励产生内共振;拉索的1阶与2阶内共振响应彼此独立,无明显干扰效应;局部与整体模态频率满足等比关系是引发内共振的前提,局部及整体模态间的周期性能量传递是产生内共振的根本原因,而索-梁锚点对应的模态有效参与系数是内共振下能量转换的重要量化指标.

    桥梁工程1∶1内共振模型试验能量传递面内模态振型有限差分法

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    沥青混合料工作性能研究综述

    季节于淼章王玉果周艳东...
    170-185页
    查看更多>>摘要：为实现沥青混合料设计、施工与服役期间的性能一体化,引入沥青混合料工作性能指标,从黏聚性、黏附性、流动性、可压实性和均匀性5个方面分析其对混合料工作性能的影响特征.首先分别阐述了上述5个方面各自的评价方法与指标,总结了现有评价体系的不足与未来研究方向;其次,综合分析了上述5个方面之间的内在联系及其对混合料路用性能的影响规律;最后,基于沥青混合料的工作性能与路用性能,提出合理、便捷且具有代表性的沥青混合料工作性能综合评价方法及指标,并将该综合指标嵌入设计阶段,提出基于工作性能与路用性能的沥青混合料平衡设计法,以此来调整和优化沥青混合料的设计,推动沥青混合料设计方法的完善与升级,促进沥青路面的可持续与高质量发展.

    路面工程工作性能综述黏聚性黏附性流动性可压实性均匀性平衡设计法

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    道路融雪除冰技术生命周期内环境负荷分析

    郭猛蔡晓晓王京京杜修力...
    186-196页
    查看更多>>摘要：目前广泛采用的融雪除冰方法会对路面和环境产生一定的破坏.为了研究沥青路面融雪除冰技术在其生命周期内对环境的影响作用,以蓄盐路面、电缆加热路面、机械除冰雪3种不同融雪除冰技术为研究对象,基于生命周期分析(LCA)方法,将3种不同融雪除冰技术分为原料开采、拌和、运输、摊铺压实、除冰雪5个过程,量化分析3种不同融雪除冰技术生命周期内环境排放的影响.取全球变暖潜值(GWP)、酸化潜值(AP)、光化学臭氧形成潜值(POCP)、人体毒性潜值(HTP)4种环境影响类别来评价生命周期内融雪除冰技术的环境负荷.研究结果表明:在融雪除冰技术的各个阶段中,CO2的排放均是最多;在整个生命周期内,3种融雪除冰技术产生的环境负荷的排序均为GWP＞HTP＞AP＞POCP;在4种影响类别中,不同融雪除冰技术中GWP占比均在74％以上.为了使不同融雪除冰技术的环境负荷进行比较,对不同融雪除冰技术的分析结果进行归一化处理,得出电缆加热路面产生的环境负荷最大,蓄盐路面产生的环境负荷最小.

    路面工程沥青路面生命周期评价环境负荷融雪除冰

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    振动压实致粗粒土填料颗粒运移和空隙演化特征

    王萌于群丁肖源杰华文俊...
    197-208页
    查看更多>>摘要：路基粗粒土填料的连续振动压实质量评价仍缺乏颗粒运移、骨架和空隙结构特征等细观指标,为此,针对振动压实最优激振参数组合下的粗粒土填料,基于高精度工业X射线计算机断层扫描(XCT)及三维重构技术,从细观尺度对比分析了基床填料内部颗粒运动、迁移和分布规律,量化分析了不同阶段填料内部三维空隙结构演化特征.研究结果表明:振动荷载作用下粗粒土填料颗粒在第1阶段以竖向运动为主,填料内部空隙减小并逐渐形成骨架;颗粒在第2阶段主要在水平面移动及竖直面内滚动,颗粒间的咬合嵌挤作用增强;当超过60％的颗粒其长轴倾角绝对值大于60°时,表明填料已基本接近或达到较优压实状态;相比其他粒径颗粒,4.75～9.5 mm和2.36～4.75 mm两个粒径范围内的颗粒处于粗细颗粒的分界,在振动荷载作用下更趋向于调整自身的位置,进而强化粗颗粒间的骨架效应;随着压实过程的推进,填料内部粗颗粒骨架结构逐渐形成且细颗粒不断填充骨架结构的空隙,面空隙率沿试样高度方向的不均匀性减小,空隙整体形状向规则型发展且空隙间的形态差异不断减小.研究结论可为粗粒土填料室内振动压实质量评价提供更全面的颗粒运动和空隙结构特征等微细观指标.

    路基工程粗粒土填料振动压实X-rayCT扫描颗粒运动迁移空隙结构

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    考虑应力水平和化学腐蚀效应的冻融砂岩细观损伤试验

    王苗苗朱林楦周志军许江波...
    209-220页
    查看更多>>摘要：寒区工程岩体在经受冻融作用的同时受到外部荷载和化学溶液的影响,直接体现在孔隙结构的变化上,决定着冻融损伤劣化机制.为研究应力、溶液和冻融共同作用下砂岩孔隙结构的演化特征,开展了不同应力水平和化学溶液的砂岩冻融循环试验,通过核磁共振获得的T2谱和扫描电镜技术获取的微观图像,分析了砂岩孔隙孔径分布、孔隙度、不均匀系数、渗透率和弯曲率以及微观结构随冻融循环的变化情况,探讨了应力水平和化学溶液对冻融过程中砂岩孔隙结构演化过程的影响规律和控制机制.研究结果表明:随冻融循环次数增加,不同尺寸孔隙增加,中孔扩展速率加快,且易扩展为更大尺寸的大孔,引起孔隙度、不均匀系数、渗透率增加,而弯曲率降低;稀硫酸溶液促进小孔发育为中孔和大孔.当轴向应力较低(0.3σf)时,在冻融初期垂直于应力方向的孔隙发生闭合,抑制了化学腐蚀和冻胀力的发挥,不同尺寸孔隙数量较无应力下减少,孔隙度、不均匀系数、渗透率减小,弯曲率增加;之后随化学腐蚀和冻胀力交替累加,再加上轴向应力的附加作用,引起不同尺寸孔隙数量增加.当轴向应力较高(0.7σf)时,受应力主控,中孔和大孔增加明显,沿晶裂纹和穿晶裂纹快速萌生和扩展,引起孔隙度、不均匀系数、渗透率快速增大,弯曲率降低,最终导致砂岩破裂.

    路基工程孔隙结构演化核磁共振砂岩应力-冻融协同损伤机制

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    车联网中时延感知的依赖任务调度与计算卸载策略

    刘树美安毅生慕晨于尧...
    221-235页
    查看更多>>摘要：为了提升车联网对任务依赖型应用的执行响应速度,研究了时延感知的依赖任务调度与计算卸载策略.具体包括以下4个设计要点.首先,基于有向无环图(Directed Acyclic Graph,DAG)构建了车辆端的任务依赖型应用模型,不仅详细表征了每个应用中任务间的依赖关系,还构建了多车多应用场景下的总任务DAG.其次,基于部分卸载模式,设计了综合考虑排队时间、计算时间以及结果传输时间等多时延项的本地计算与卸载模型,进而制定了每个任务的执行等待时间表达式和任务总处理时延最小化优化问题.再次,本着"以更短时间完成更多任务"的设计原则,基于任务依赖性特点,设计了任务的执行时间优先级与等待时间优先级指标.基于此,设计综合考虑2种时间优先级指标的改进异构环境下最早完成时间(Heterogeneous Earliest Finish Time,HEFT)任务调度算法,并获得旨在提升时延性能的最优任务调度顺序.最后,为了获得每个任务的最优卸载决策,构建了任务计算的马尔可夫决策过程,进而设计了基于深度确定性策略梯度(Deep Deter-ministic Policy Gradient,DDPG)的任务卸载算法,获得了最优的计算卸载决策.在不同的网络设置下进行了仿真试验.研究结果表明,与现有的时延最小化方案相比,所提任务调度与计算卸载方案具有明显的时延性能优势,更适用于对低时延要求较高的车联网环境.

    交通工程车联网移动边缘计算任务依赖型应用任务调度与分配深度确定性策略梯度

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    条件自动驾驶接管与高速公路出口小半径匝道平面线形匹配性研究

    林子鉴陈丰马小翔潘晓东...
    236-249页
    查看更多>>摘要：为了解自动驾驶接管后驾驶人行为与现有高速公路出口小半径匝道平面线形的匹配性,基于驾驶模拟仿真平台构建高速公路出口接管场景并进行驾驶模拟试验.以驾驶模式(手动驾驶,接管)、匝道圆曲线半径(50、70、90 m)与匝道交通流密度(每车道5、45 pcu·km-1)作为自变量,构建12种驾驶模拟场景.招募30名被试进行驾驶模拟试验,记录试验过程中驾驶人的眼动特征及车辆运动状态.选取瞳孔直径、水平视角分布标准差、垂向视角分布标准差、平均纵向速度变化率、横向偏移量标准差、最小碰撞时间(TTC)共6项指标,分析检验不同因素对各指标影响的显著性.依据检验结果选取指标构建匹配性模糊综合评价模型,对不同匝道半径与交通流密度组合下的接管匹配性进行评估.研究结果表明:相比手动驾驶场景,接管场景中驾驶人瞳孔直径变大,视点水平方向离散程度增加,车辆纵、横向行驶稳定性降低;随匝道半径增加、交通流密度减小,驾驶人瞳孔直径减小,车辆纵向行驶稳定性增加,匝道半径的变化对车辆运动状态的影响比对驾驶人视觉行为的影响更大.在交通流密度为每车道45 pcu·km-1的场景中,增加匝道半径对接管匹配性的提升存在边际递减效应,且较小匝道半径与较高交通流密度的组合会放大各自对接管匹配性的不利影响.当交通流密度较低(每车道5 pcu·km-1)时,即使匝道半径取设计极限值,接管匹配性也可达到"高";而当交通流密度较高(每车道45 pcu·km-1)时,匝道半径需接近目前实际工程应用中的最高标准,方可使接管匹配性达到"高".基于接管匹配性分级,从人、车、路多角度进行考虑提出接管策略优化建议,以提升驾驶人的接管绩效.研究结果对于提升高速公路出口段自动驾驶车辆接管过程的安全性具有指导作用.

    交通工程接管绩效驾驶模拟试验自动驾驶道路线形

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    基于演化博弈的共享停车参与主体收益分配策略

    胡晓伟陈福存安实
    250-262页
    查看更多>>摘要：大城市停车矛盾日益严重,共享停车成为缓解停车难的新途径,但参与主体收益分配不均成为导致其不能快速推广的原因之一.基于此,运用演化博弈探讨共享停车泊位的各参与者之间的均衡收益及合作策略,考虑了共享停车的共享停车平台、停车管理公司和泊位拥有者三方主体的利益,分析了不同停车泊位购买/租赁情景下的收益分配策略,包括全为泊位拥有者一次性购买、一次性购买和租赁混合以及全为租赁的3种情景.首先解析了共享停车平台、停车管理公司和泊位拥有者的三方博弈策略关系,建立了不完全信息下共享停车三方主体演化博弈模型,其次对三方利益主体博弈策略的复制动态系统方程进行稳定性分析,最后进行理论推导和模拟仿真分析.仿真结果表明:①当共享停车平台补贴增加50％时,演化收敛速度加快了 20％;②当停车管理公司获得收益增加50％时,演化收敛速度加快了 36％;③共享停车平台提高补贴额度、提高停车管理公司的获益比例有利于推进共享停车合作的达成;④得到了各利益相关者在以下3种情景下的收益分配策略:全为泊位所有者一次性购买、一次性购买和租赁混合以及全为租赁.研究结果可为解决共享停车中收益分配不明确问题提供新的思路,进而为有效推动共享停车发展提供理论参考.

    交通工程共享停车三方博弈演化分析收益分配

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