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  • 2023年第0卷第1期文章目次
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    • >特约稿件
    • 公路路基湿度计算理论研究进展

      2023, 43(1):1-10. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.001 CSTR:

      摘要 (5022) HTML (0) PDF 1.65 M (6440) 评论 (0) 收藏

      摘要:路基湿度对其刚度、变形等性能影响显著,湿度场的理论计算方法作为评价其演变规律与机理的研究手段一直是道路工程中关注的重点问题之一。该文从路基湿度计算控制方程、非饱和路基土水力特性、湿度影响因素 3 个方面进行回顾与总结。发现目前在整个计算方法体系中对于应力?渗流?植被?大气等多场、多因素的耦合效应研究较少, 建议开展此类研究,以便准确评估路基湿度、支撑道路工程的长寿命设计与实践。

    • >路基工程
    • 滇西北高原山区不同降雨条件下斜坡深部响应的试验研究

      2023, 43(1):11-18. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.002 CSTR:

      摘要 (142) HTML (0) PDF 4.07 M (406) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨滇西北高原山区不同降雨条件下斜坡深部响应特征和机制,通过布设远程实时监测装置,开展斜坡原型现场试验,分析不同形式、降雨量等自然降雨条件对深部位移和地下水位变化的影响,提出滑坡监测预警建议。结果表明:汛期集中强降雨、坡度陡、岩石破碎等高原山区特征能够诱发斜坡更深部地下水位发生较小幅度的频繁波动, 进而造成坡体深部形成两层变形剪切带;浅层位移随累计降雨量增加而增大,连续性降雨诱发浅层位移所需的累计降雨量比间歇性降雨小;地下水位长时间持续波动是深层位移间歇性急剧增大的主要诱因;应从预警角度出发选取监测指标,更多地关注用于滑坡预警的降雨量、地下水位、位移先后顺序。

    • EHP桩抗剪强度试验研究

      2023, 43(1):19-24. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.003 CSTR:

      摘要 (141) HTML (0) PDF 1.21 M (523) 评论 (0) 收藏

      摘要:新型环保均质塑性桩(Environmental Homogeneous Plastic Pile,EHP 桩)改进了传统水泥土搅拌桩的施工工艺, 预先搅拌均匀水泥土浆液,再边成孔边浇筑,从而形成物理性质可调控的桩体。为了检验 EHP 桩的强度性能,对现场取芯样、现场搅拌制样、试验室内制样进行了直接剪切试验,探讨桩的深度、水泥掺量、龄期和养护条件对抗剪强度的影响规律。试验结果表明:现场取芯样剪应力?位移曲线呈应变软化特征,抗剪强度沿桩的深度分布均匀并随着垂直压力的增加而增大,黏聚力基于一定的数值浮动,而内摩擦角受水泥掺量影响较小;试验室内标准养护试样抗剪强度在 14 d 龄期时趋于稳定,具有较高的早期强度,拌和均匀性、养护条件对抗剪强度影响较大;原位养护的现场取芯样抗剪强度低于试验室内标准养护试样,总平均剪切强度折减系数随着水泥掺量的增加而减小,即两者强度差异增大。

    • 软土区碎石桩鼓胀变形正交数值试验影响因素分析

      2023, 43(1):25-30. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.004 CSTR:

      摘要 (96) HTML (0) PDF 1.17 M (344) 评论 (0) 收藏

      摘要:碎石桩复合地基在发生竖向沉降变形的同时,桩体往往也伴随着鼓胀变形,研究碎石桩鼓胀变形特性及影响因素,对分析碎石桩复合地基沉降规律及变形机理具有重要作用。该文基于正交数值试验,采用有限元软件 Midas GTS 建模,分析碎石桩鼓胀变形的主要影响因素,并运用极差和方差分析各影响因素的敏感性及显著性。最后通过回归分析,得出优化后的鼓胀变形计算公式。研究结果表明:软土的弹性模量、黏聚力及碎石桩的置换率对最大鼓胀应变影响显著;软土黏聚力和置换率对最大鼓胀埋深影响显著;软土弹性模量及置换率对鼓胀变形长度有显著影响;碎石桩的力学参数对鼓胀变形特性影响很小。单因素分析指出:在软土弹性模量较小时,增大弹性模量可有效减少最大鼓胀应变及鼓胀变形长度。软土黏聚力的提高可减小最大鼓胀应变,且最大鼓胀的位置有一定下移,即碎石桩破坏点下移。

    • 上覆硬壳层地基极限承载力特性研究

      2023, 43(1):31-35. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.005 CSTR:

      摘要 (90) HTML (0) PDF 1.11 M (481) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对上覆硬壳层地基极限承载力的计算,该文基于迈耶霍夫和汉纳冲剪破坏理论,综合考虑上覆硬壳层的封闭作用和应力扩散作用,推导出适用于上覆硬壳层双层地基的极限承载力计算公式,并通过实际工程算例验证。汉森加权平均法、扩散角法、迈耶霍夫和汉纳法的计算值与实测值相比最大误差分别为 74.2%、31.5% 和 15.2%,而采用该文的改进算法,计算误差在 6% 以内。表明在计算上覆硬壳层地基极限承载力时,考虑上覆硬壳层封闭作用及应力扩散作用的必要性。同时,此法也可供上覆硬壳层地基的极限承载力计算参考。

    • >路面工程
    • 长寿命沥青路面研究现状及展望

      2023, 43(1):36-43. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.006 CSTR:

      摘要 (390) HTML (0) PDF 1.08 M (1101) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了明确国内外长寿命沥青路面研究现状,对长寿命沥青路面的发展特点、路面结构、设计指标、路面材料、路面动力响应分析、疲劳性能预估等热点问题进行综述,对比分析各国长寿命沥青路面的结构特点,总结路面材料设计与优化的成果,归纳沥青路面动力响应研究进展,最后论述长寿命沥青路面的发展方向。综合分析表明:长寿命沥青路面是未来沥青路面发展的趋势,当前长寿命沥青路面研究还存在设计指标不统一、力学响应预估模型精确度差、结构与材料设计针对性不强等方面的不足,需要从实体工程分析与验证、力学响应预估模型修正、结构与材料多尺度基因组分析等方面进一步深入研究。

    • 数字图像处理在混凝土路面裂缝中的应用

      2023, 43(1):44-51. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.007 CSTR:

      摘要 (150) HTML (0) PDF 9.92 M (625) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用传统的混凝土路面裂缝检测方法得到的图像存在对比度不强、噪声大等问题,难以满足现代道路工程管理或者无损检测等工作的使用要求。为解决裂缝图像中存在的这些干扰,采用数字图像处理技术通过计算机手段来改善图像质量等问题。该文以数字图像处理为核心展开,介绍其在路面裂缝应用中的发展。围绕近年来数字图像处理在道路裂缝上的研究进展与成果,分析数字图像处理在去除裂缝图像噪声、增强、分割、特征提取方面的原理和特点。 最后,综述目前存在的问题,并探讨未来的发展趋势和应用前景。数字图像处理技术可有效改善路面裂缝图像的质量、增强重要特征,在混凝土路面裂缝图像处理中具有较大的应用价值。

    • 半柔性路面模量特性研究

      2023, 43(1):52-56. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.008 CSTR:

      摘要 (90) HTML (0) PDF 1.15 M (446) 评论 (0) 收藏

      摘要:半柔性路面具有承载力好和抗剪切变形能力强的优点,是解决交叉口、公交站台等路段车辙病害的有效手段。 然而由于力学性能的差异,半柔性路面无法完全参照水泥混凝土路面或者沥青混凝土路面设计方法,而建立适用于半柔性路面设计体系的重要工作之一就是分析路面材料模量特性。该文基于室内试验对室内成型试件及取芯试件,进行动态模量、间接拉伸劲度模量、回弹模量测试,并通过落锤式弯沉仪采集路面弯沉数据。试验结果表明:在中温度域范围内,半柔性路面材料与沥青混合料动态模量相近;而在高温低频条件下,两种材料动态模量差异显著。对比回弹模量和弯沉数据发现,半柔性路面模量约为沥青路面模量的两倍,而前者弯沉仅为后者的 1/2。研究结果表明:试验方法和加载模式对两种材料模量的影响规律显著不同,路面设计应进一步结合两种路面典型破坏模式选取不同测试条件下的模量参数进行结构设计。

    • 国道109线白银段路面早期破坏特征及影响因素分析

      2023, 43(1):57-62. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.009 CSTR:

      摘要 (92) HTML (0) PDF 1.10 M (466) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了分析甘肃白银地区公路沥青路面产生早期破坏的原因,该文分析了影响沥青路面使用性能的主要因素,分别对该地区沥青路面的使用状况、气候环境、交通情况进行了调研,以国道 109 线白银段为例,对其具体数据进行了深入分析。基于路面使用状况的调研,分析了当地沥青路面使用性能的具体情况及其衰变规律;基于气候环境的调研, 分析了太阳辐射、温差等条件对当地沥青路面使用性能的影响;基于交通状况的调研,分析了特大货车比例、交通荷载等级对当地沥青路面使用性能的影响。结果表明:自然气候环境、交通荷载等级、路面面层厚度及养护方法的合理性为影响该段路面早期破坏的主要原因。

    • 沥青路面厂拌热再生技术使用效果分析与评价

      2023, 43(1):63-68. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.010 CSTR:

      摘要 (72) HTML (0) PDF 2.52 M (725) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了评价厂拌热再生技术的实际应用效果,该文依托辽宁省厂拌热再生技术实体工程,通过测定路面芯样的体积指标、沥青含量、级配组成与强度等指标对厂拌热再生路面材料的使用状况、技术性能及施工工艺等进行分析与研究。结果表明:在中等以上交通量条件下,厂拌热再生路面材料的强度特性、高温稳定性以及低温抗裂性均能满足沥青路面的正常使用要求;厂拌热再生路面整体性能比普通热拌沥青混合料路面衰减速度更快,路面再生 5~6 年后将需要进行小修或中修。因此,在中等以下交通量条件下,厂拌热再生技术具有良好的实际应用效果,是实现沥青路面养护与维修可持续发展的一种有效方法。

    • >桥梁工程与隧道工程
    • 钢板⁃UHPC组合梁抗弯性能试验及有限元分析

      2023, 43(1):69-75,76. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.011 CSTR:

      摘要 (147) HTML (0) PDF 3.31 M (644) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究钢板?UHPC 组合梁的抗弯性能 ,首先开展 1 根钢板?UHPC 组合梁抗弯性能静力试验 ;然后利用 Abaqus 有限元软件对试件静力加载全过程进行仿真计算,采用不同方式模拟组合梁中的栓钉,选定最恰当的模型;最后基于校准的有限元模型,对钢板?UHPC 组合梁进行参数分析,主要参数包括:UHPC 抗压强度、钢板强度、栓钉间距及布置方式。研究结果表明:有限元仿真分析中,采用面面接触的有限元模型,其仿真分析结果与实测值总体上吻合良好,能够较好地反映钢板?UHPC 组合梁中挠度、应变以及滑移变化规律,可作为后续钢板?UHPC 组合梁有限元仿真分析的参考;各参数对钢板?UHPC 组合梁极限承载能力的影响大小为:钢板强度>UHPC 抗压强度>栓钉间距;在结构设计中应当重视剪弯段栓钉的选择与布置,而纯弯段栓钉可以进行相对弱化处理。

    • 活载作用下空间三索面斜吊杆异形拱桥吊杆可靠度研究

      2023, 43(1):76-82. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.012 CSTR:

      摘要 (88) HTML (0) PDF 2.37 M (427) 评论 (0) 收藏

      摘要:异形拱桥结构复杂,其吊杆的疲劳可靠度研究较少,为了研究活载作用下复杂桥型的吊杆疲劳问题,结合一座 157 m 下承式空间三索面斜吊杆异形系杆钢拱桥工程实例,应用基于 Weibull(威布尔)分布的疲劳可靠度公式,对吊杆在不同活载工况下的疲劳可靠度进行分析。结果表明:设计活载保证了较高的安全储备,满足规范对容许应力的要求,但部分跨中短吊杆活载应力幅值较大,疲劳可靠指标接近临界值,规范中给定的目标值可适当放宽。施工及运营期间应尤其关注短吊杆受力情况以确保结构安全。

    • 基于BIM的桥梁技术状况评定系统研究

      2023, 43(1):83-87. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.013 CSTR:

      摘要 (131) HTML (0) PDF 1.33 M (441) 评论 (0) 收藏

      摘要:桥梁技术状况评定现场作业存在可视化程度低、评定作业主观性较大、病害定位效率低、评定数据延续性差等实操难点。针对桥梁技术状况评定需求及前述问题,该文梳理中国桥梁技术状况评定规范体系及 BIM 在桥梁运维中的应用概况,分析桥梁 BIM 模型的建模要点及评定业务流程,设计基于 BIM 的技术状况评定系统总体框架及业务模块功能。以港珠澳大桥青州桥为工程依托开发桥梁技术状况评定系统,并初步应用于大桥的技术状况评定工作中,以提升现场作业的可视化水平及作业效率、标准化存储桥梁评定数据,实现对桥梁服役性能的长期追踪。

    • 基于聚合物合金材料钢桥面铺装结构性能研究

      2023, 43(1):88-92. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.014 CSTR:

      摘要 (114) HTML (0) PDF 7.94 M (384) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于聚合物合金材料轻质高强的特点,该文提出 3 种基于聚合物合金材料的新型钢桥面铺装结构,考察其高温性能、界面黏结性能、抗疲劳性能及抗滑性能等,并与传统铺装结构的路用性能做对比。试验结果表明:铺装层厚度对 “聚合物合金材料+高弹改性沥青混凝土 SMA10”的高温性能影响较大,而对“聚合物合金材料+高韧性环氧沥青混凝土 EA10”和“浇注式沥青混凝土 GA10+聚合物合金材料”的高温性能影响较小。聚合物合金铺装结构具有良好的高温性能、界面黏结性能和抗疲劳性能,整体性能与浇注式沥青混凝土及环氧沥青混凝土铺装结构相似,完全能满足钢桥面铺装对材料及结构的要求,并降低了铺装层的自重,实现了钢桥面的轻质高强铺装目标。

    • 中美钢桥养护技术规范对比研究

      2023, 43(1):93-98. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.015 CSTR:

      摘要 (116) HTML (0) PDF 1.07 M (523) 评论 (0) 收藏

      摘要:该文通过系统调研中国和美国桥梁养护相关规范,从钢桥检查、损伤评定、维修与加固 3 方面对比分析钢桥养护相关规定,总结现有桥梁养护规范中钢桥部分的可借鉴之处,对于完善钢桥养护技术标准、提高养护技术水平具有重要参考价值。

    • 曲率半径对中小跨径连续刚构桥施工阶段力学性能的影响

      2023, 43(1):99-103. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.016 CSTR:

      摘要 (102) HTML (0) PDF 1.92 M (472) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究逐跨节段拼装工法施工的曲线刚构桥施工阶段力学性能及曲率半径对其力学性能的影响,该文以南昌市洪都高架桥双箱标准段(35+35+35)m 连续刚构桥为工程背景,通过改变曲率半径,研究曲率半径对逐跨拼装中小跨径连续刚构桥施工阶段力学性能的影响。结果表明:采用逐跨拼装工法施工时,后跨施工会影响前跨已架设主梁应力、竖向位移、横向位移、扭矩及墩底应力等力学性能,且随曲率半径的减小影响增大;曲率半径过小时,各项力学指标易超出安全容许值。综合设计与施工阶段力学性能考虑,此类桥梁曲率半径不宜小于 75 m。

    • 预应力混凝土连续梁桥拆除施工监控研究

      2023, 43(1):104-107. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.017 CSTR:

      摘要 (111) HTML (0) PDF 1.25 M (515) 评论 (0) 收藏

      摘要:旧桥拆除是一个复杂的动态过程,为了保证结构在桥梁拆除过程中的安全,确保旧桥顺利安全拆除,该文以一座三跨预应力混凝土连续梁桥的拆除施工为例,通过有限元仿真建模软件 Midas Civil建立全桥空间模型,并计算各施工阶段的结构受力及变形情况;同时对主梁各施工阶段的应力及线形变化进行实时监控,将主梁结构体系发生转换的两个关键施工阶段的实测数据与理论数据进行对比,分析结构的受力及线形变化规律。结果表明:主梁结构的应力及线形变化趋势在桥梁拆除过程中与理论计算基本一致,并且始终在安全可控范围内。

    • 超宽钢箱梁纵横向分块安装局部相对变形分析

      2023, 43(1):108-113. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.018 CSTR:

      摘要 (83) HTML (0) PDF 1.79 M (436) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足巴拿马四桥施工期间不得占用航道的要求,针对中央双索面超宽超重钢箱梁(标准节段长 13 m,宽 51 m,重约 370 t)的架设提出一种创新的施工方案,即钢箱梁采用纵向分段后再横向分两块,通过索塔侧向提梁上桥面, 梁上运梁至悬臂端桥面吊机处,尾部喂梁前移并空中旋转 90°,调整好姿态后再横向移梁进行匹配对位。为了了解横向分块后钢箱梁匹配时的变形情况,确定合理的对接工序,采用有限元软件对横向分块钢箱梁安装局部相对变形进行分析,并与整节段安装进行对比。研究结果表明:该方法存在明显横向偏载效应,中间起吊工况尤其明显,但横移匹配时,边腹板相对中腹板变形会明显减小,最大错缝高差 4.2 mm;与整节段安装相比,横向分块会存在纵横向两个拼接面,其中横桥向拼接面变形较顺桥向变形大,故建议匹配完刚度较大的中腹板后,先匹配顺桥向拼接面,再匹配横桥向拼接面剩余区域,顺桥向拼接面匹配也按照优先匹配刚度大的横隔板,然后再匹配横隔板之间局部区域。总体来说, 提出的横向分块方案局部相对变形在可控范围内,通过合理的匹配方式能够满足施工要求。

    • 平塘大桥特殊支座设计与试验研究

      2023, 43(1):114-118. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.019 CSTR:

      摘要 (201) HTML (0) PDF 1.36 M (411) 评论 (0) 收藏

      摘要:平塘特大桥 16# 墩支座竖向承载力为 10 000 kN,其纵桥向水平承载力达 12 000 kN,为竖向承载力的 120%,且支座转角需达到 0.05 rad 的技术参数需求,远远超过了常规公路支座 10%~40% 的水平力要求。针对具体工程情况,设计了具有超大水平承载力的新型支座。首先建立支座有限元模型分析支座的力学性能,并对支座性能和支座材料耐久性进行测试研究,结果表明:新型支座未发生明显应力集中现象,纵向转角对各构件应力的影响程度大于横向转角, 支座采用弧面转动套结构设计可以保证水平力传递均为面和面传递;缩比支座各试验结果满足相应规范要求,支座能够满足极限工况下的强度要求,不会发生应力破坏;采用 S?Lide 耐磨滑块和高耐久性防腐体系设计可以大大提高支座耐滑性与防腐性。

    • 大件车通行桥梁安全评估实用方法研究

      2023, 43(1):119-125. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.020 CSTR:

      摘要 (117) HTML (0) PDF 1.15 M (424) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足业界对于大件车通行安全评估高效性、安全可靠性的要求,该文提出以实时监测系统和有限元相结合的桥梁大件车通行安全评估方法,并通过实际工程对该方法进行验证。在大件车通行前对桥梁技术状况等级进行评估, 确定考虑桥梁技术状况等级的抗力折减系数;建立实桥有限元分析模型,通过实测数据对模型可靠性进行验证,在此基础上采用实际荷载验算法对通行桥梁进行安全评估;并在大件车通行过程中对桥梁进行实时监测。结果表明:桥梁技术状况等级为 A 类;实桥有限元模型能对桥梁承载力进行可靠的安全评估;大件车通行期间,桥梁处于弹性状态,大件车通行未对桥梁结构造成损伤。

    • 桥梁群桩基础浅眼爆破减震措施研究

      2023, 43(1):126-129. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.021 CSTR:

      摘要 (96) HTML (0) PDF 1.09 M (411) 评论 (0) 收藏

      摘要:桥梁群桩基础桩孔爆破开挖施工中,因桩间净距较小,爆破震动会对相邻桩孔护壁及已浇筑桩芯混凝土产生不利影响,需采取措施对地震波振速进行控制。针对常规的减少装药量和设置隔振沟等爆破减震措施在桥梁群桩基础施工中的不适用问题,该文提出设置隔振孔以及采用空气袋替代部分炮泥的减震措施,通过对比试验验证两项措施的可行性与减震效果,并在开州湖特大桥 4# 主塔桩基施工中进行实际应用,取得了良好效果,在不大幅增加成本与减小工效的前提下,保证了群桩基础施工的质量与安全,对同类工程施工具有良好的参考价值。

    • 连续薄壁箱形肋拱桥控制爆破拆除研究与分析

      2023, 43(1):130-134. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.022 CSTR:

      摘要 (91) HTML (0) PDF 1.24 M (364) 评论 (0) 收藏

      摘要:蓬安嘉陵江一桥位于长江支流嘉陵江上,因地震及常年高负荷运转,总体技术状况为“五类”,不能满足设计荷载等级要求。该桥梁是四川省目前拆除的最长公路桥梁,结构类型为多跨连续薄壁箱形肋拱桥,加之存在明显病害,其拆除技术难度高、安全风险大。对于该桥梁的控制爆破拆除,采用了数值模拟、聚能切割爆破、长悬空深孔钻凿等技术手段,安全顺利地完成了拆除工作,其技术经验可为同类桥梁拆除提供借鉴。

    • 深切峡谷叠合梁斜拉桥上构安装施工技术

      2023, 43(1):135-138. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.023 CSTR:

      摘要 (98) HTML (0) PDF 1.46 M (409) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对横跨深切峡谷叠合梁斜拉桥上构安装难题,该文从叠合梁起吊、梁上运梁、叠合梁安装 3 个方面进行研究, 提出附塔桁吊、提梁门机、大型塔式起重机 3 种起吊工艺及全回转桥面吊机散件拼装、桁架式桥面吊机整节段拼装两种安装工艺,并进行相关对比分析,解决该类型桥梁上构无法垂直吊装的难题,可为同类型斜拉桥施工提供参考。

    • 钢波纹板‒混凝土组合拱涵影响参数分析

      2023, 43(1):139-143. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.024 CSTR:

      摘要 (54) HTML (0) PDF 1.96 M (369) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究钢波纹板?混凝土组合拱涵的参数影响效应,以某组合拱涵为工程背景,基于控制变量法分别分析填土高度、管径、壁厚与不均匀沉降 4 个参数对拱涵应力及变形的影响规律。计算结果表明:拱涵变形及应力与填土高度 h、 管径 R 呈正相关,h<25 m 时,两者随填土高度的增加线性增大,h>25 m 时则变为曲线增大;R<4 m 时,两者随管径的增加线性增大,R>4 m 则变为曲线递增,且变化速率明显加快;壁厚 T 为 2~6 m 时两者呈线性增长趋势,T>6 m 后,波纹管应力基本不变;水平不均匀沉降对拱涵应力影响明显,而增大管径能有效控制不均匀沉降形成的附加内力。

    • 凤凰路大桥的合理成桥状态研究及施工阶段分析

      2023, 43(1):144-148. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.025 CSTR:

      摘要 (99) HTML (0) PDF 2.31 M (362) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究凤凰路大桥的合理成桥状态以及对施工阶段进行分析,首先通过 Midas/Civil 建立有限元模型,提取相关矩阵,以凤凰路大桥的最小应变能为目标函数,通过 Matlab 建立数学优化模型,确定大桥的合理成桥状态及施工顺序。 以合理成桥状态的索力为目标,通过正装迭代法求解施工索力,求得施工索力与成桥索力规律基本一致,且模型通过设计验算,满足规范要求。

    • 基于时间反转的超声‒概率成像算法的损伤定位研究

      2023, 43(1):149-154. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.026 CSTR:

      摘要 (122) HTML (0) PDF 3.14 M (481) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了进行结构损伤的定位研究,该文提出一种改进的基于时间反转(TR)的超声?概率成像算法(TRPDI)。对贴于铝板表面的压电陶瓷片(PZT)施加电信号,使其产生能在铝板内部有较好传播性能的超声 Lamb 波,以 Lamb 波理论和时间反转理论为基础,对损伤指标进行优化,利用损伤成像算法分析试件损伤程度并确定损伤位置。采用 3 种不同的数据处理方式,获取信号中的有效成分,分别进行损伤的存在性判断和损伤的定位研究。试验证明基于时间反转的超声?概率成像算法能提高定位精度,在工程的损伤定位中具有较大的应用潜力。

    • 强风化层超浅埋隧道高压旋喷桩荷载试验研究

      2023, 43(1):155-161. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.027 CSTR:

      摘要 (70) HTML (0) PDF 1.42 M (421) 评论 (0) 收藏

      摘要:以广东云茂高速公路新屋隧道的超浅埋施工为工程背景,对高压旋喷桩在全风化地层超浅埋隧道围岩加固处理的施工关键参数、地层加固效果进行对比研究。结果表明:① 浆液压力、旋喷转速和提升速度对单桩静荷载承载力有明显的影响。相同静荷载条件下,浆液压力越大,单桩累计沉降值越低,累计沉降值增加较小,回弹量变化率基本相同;随着旋喷转速的增加,单桩累计沉降值越低,单桩累计沉降值变化率减小,回弹量变化率也减小;随着提升速度的提高,单桩累计沉降值提高,累计沉降值变化率减小,回弹量变化率基本保持不变;② 桩体水泥土较均匀,强度较高且脆,冒浆部位所处地层主要为松散的粉质黏土层和含砂层;③ 经过高压旋喷桩底层加固之后,超浅埋隧道开挖后顶部围岩较稳定,围岩间裂隙被水泥浆液填充固结、完整性提高;桩体有效限制边墙外侧土体向隧道内侧变形,桩体也起到了一定的止水作用;高压旋喷桩加固提高围岩整体性,起到了固结隧道拱顶以上软弱土层的作用,为隧道浅埋段安全开挖创造了条件。

    • 松散堆积地层隧道锁脚锚管参数优化研究

      2023, 43(1):162-167. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.028 CSTR:

      摘要 (81) HTML (0) PDF 1.47 M (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:为使松散堆积体隧道的锁脚锚管可以充分发挥支护作用,有必要获得锁脚锚管的最优施工参数。该文依托云南华坪—丽江高速公路上的某隧道工程,对其进行数值模拟与现场测试分析,通过对比锁脚锚管以不同参数施工时,支护结构的拱顶下沉与水平收敛情况,探究施工参数对锁脚效果的影响特征与原因。结果表明:在松散堆积体地层中打设锁脚锚管能够有效减小支护结构变形,隧道的拱顶下沉与水平收敛显著减小;在锁脚锚管施工参数中,锚管的打设角度与长度对锁脚效果的影响较明显,打设高度的影响较小。并将研究结论与工程应用相结合,考虑可操作性与经济性,提出了适用于该类地层的最优施工参数。

    • 公路隧道温拌阻燃沥青路面阻燃效果仿真研究

      2023, 43(1):168-172. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.029 CSTR:

      摘要 (90) HTML (0) PDF 1.15 M (359) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了得到公路隧道温拌阻燃沥青路面发生火灾时的阻燃效果,以有限元法、热力学理论为基础,通过 Ansys 有限元软件中热力学分析模块对不同火灾规模下普通沥青路面、阻燃沥青路面、温拌阻燃沥青路面的阻燃效果进行研究。 3 种类型的路面最高温度均随火灾规模的增大而增大,在任意火灾规模下温拌阻燃沥青路面比普通沥青路面阻燃效果提升 4.9%~8.5%,火灾规模越小降温效果越明显;在最小火灾规模下沥青路面下方温度均高于沥青老化温度;在火灾规模 5~100 MW 情况下,相比普通沥青路面,阻燃沥青路面与温拌阻燃沥青路面完成修补需要的混合料平均增长率分别为-9.3%、-12.8%。提出路面最高温度与火灾规模之间的关系模型,并计算得到灾后修补所需的混合料质量, 为隧道火灾的预防与修补工作提供参考。

    • 山岭隧道注浆锚杆布置规律研究

      2023, 43(1):173-177. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.030 CSTR:

      摘要 (70) HTML (0) PDF 1.93 M (477) 评论 (0) 收藏

      摘要:在含水丰富的砂土地区,锚杆注浆可以解决隧道建设中围岩稳定差以及地下水侵蚀等问题。然而,注浆锚杆的不合理布置既会造成浆液的浪费,又不能达到预定的注浆效果。该文根据浆液扩散的微分方程,通过软件二次开发实现了隧道中锚杆注浆的数值模拟。结合数理统计,研究山岭隧道中注浆锚杆间距、隧道半径以及注浆时间对注浆圈形成的影响。结果表明:锚杆间距与注浆时间之间存在幂函数关系,而隧道半径与注浆时间之间存在指数函数关系。多心圆隧道中,不同半径段注浆锚杆之间布置的间距需要不同,锚杆间距之间的换算关系可由研究所得的公式完成。

    • >路面结构与材料
    • 微表处沥青混合料斜剪试验研究

      2023, 43(1):178-182. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.031 CSTR:

      摘要 (76) HTML (0) PDF 1.87 M (488) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用新型 45°斜剪试验研究在不同加载速率、不同界面状态、不同温度和水的影响下 SBR 改性乳化沥青微表处混合料的抗剪性能,阐释不同温度下微表处的剪切破坏形式,分析黏层油、泥土和水对微表处抗剪强度的影响效果。 结果表明:微表处加载速率越快,抗剪强度越高;微表处在常温环境下的剪切破坏形式主要为层间剪切破坏,在高温环境下的破坏形式主要为自身剪切破坏;当原路面表面粗糙时,洒布黏层油对层间抗剪强度的增加贡献不大,泥水会降低微表处的层间抗剪强度;水的浸泡会损害微表处的层间抗剪强度,洒布黏层油能有效提高微表处与原路面界面的抗水损害性能。

    • 速生草植物纤维及其沥青胶浆的热性能研究

      2023, 43(1):183-188. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.032 CSTR:

      摘要 (105) HTML (0) PDF 9.27 M (471) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究速生草植物纤维及其沥青胶浆的热性能,采用物理性能试验、热失重试验和差示扫描量热试验测试并比较竹纤维、芦苇纤维及其沥青胶浆的物理性能和热性能,并与木质素纤维及其沥青胶浆进行对比。结果表明:植物纤维的加入可有效提高沥青的高温性能,但对沥青的低温性能有轻微的抑制作用;各路用植物纤维在不同温度范围内的质量损失规律一致;3 种植物纤维中,木质素纤维的热稳定性最优,竹纤维次之,芦苇纤维最差;植物纤维可有效改善沥青胶浆的热熔融性,在提高沥青胶浆热稳定性的同时降低温度敏感性;竹纤维沥青胶浆具有最优的低温抗裂性和温度敏感性,速生草植物纤维的低温稳定性优于木质素纤维。

    • 基于PFC2D的水泥土单轴压缩试验及细观数值模拟

      2023, 43(1):189-193. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.033 CSTR:

      摘要 (191) HTML (0) PDF 1.91 M (666) 评论 (0) 收藏

      摘要:对不同水泥掺量下的软土稳定土试样分别开展单轴压缩试验,基于测试结果对土样的变形过程进行 PFC2D离散元颗粒流细观数值模拟,分析破坏后水泥土的力学行为和位移场分布。结果发现:随着水泥掺量增加,固化软土试样的单轴抗剪强度与弹性模量表现出指数函数上升的规律,破坏应变随水泥掺量增加呈二次函数的变化特征; 由 PFC2D离散元颗粒流模拟得到的水泥土试样的力学参数及应力?应变关系曲线与试验实测结果较为接近,离散元模拟结果也显示水泥掺量对土体力学性能有明显影响;随着水泥掺量的增加,固化软土的破坏形式逐渐由压碎破坏向剪切破坏模式过渡;由离散元模拟得到的位移矢量场准确地反映了水泥固化软土在单轴压缩荷载作用下的破坏模式特点。

    • 纤维稳定剂对排水沥青混合料抗水温循环损伤能力的影响

      2023, 43(1):194-198. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.034 CSTR:

      摘要 (76) HTML (0) PDF 1.06 M (339) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究纤维稳定剂对排水沥青混合料的抗水温循环损伤能力的影响,采用不加纤维稳定剂、添加木质纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维的 4 种排水沥青混合料进行对比试验。通过标准飞散和浸水飞散试验,分析混合料的抗剥落能力, 在相同沥青条件下添加纤维稳定剂后,排水沥青混合料的标准飞散损失均有不同程度的减小,可以在一定程度上增加排水沥青混合料的抗剥落性;通过对经过和未经过水温循环损伤的试件进行劈裂、间接拉伸试验和车辙试验,分析混合料的抗水温循环损伤能力,添加纤维稳定剂后排水沥青混合料的劈裂强度都有所增加;通过间接拉伸试验,发现掺加纤维稳定剂后排水沥青混合料的劲度模量均有所增加,其中掺加了玄武岩纤维的沥青混合料低温抗裂性能最好,其次是木质纤维;通过车辙试验发现玄武岩纤维稳定剂的加入对排水沥青混合料试件动稳定度的提高最明显。结果表明:聚酯纤维和玄武岩纤维的添加能明显改善浸水环境对排水沥青混合料的剥落影响,玄武岩纤维能明显提高混合料的抗水温循环损伤能力、低温抗裂性以及高温稳定性。

    • 废弃水泥的循环再利用及力学性能试验分析

      2023, 43(1):199-202. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.035 CSTR:

      摘要 (94) HTML (0) PDF 1.17 M (444) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了将废弃水泥进行二次循环再利用,在试验室内收集建筑废弃水泥材料,对其进行破碎、研磨和热处理,方便再次使用,然后将废弃水泥与常用的粉煤灰活性掺和料进行结合,制备出新型水泥材料进行试验分析。结果表明:用工业副产品粉煤灰和废弃水泥材料生产的新型水泥材料的方案是可行的,少量添加建筑废弃水泥材料(约 5%)可使水泥的 28 d 抗压强度提高 50% 以上,并且所制备的建筑材料的抗压强度可达 90 MPa 左右。

    • 不同陈化钢渣集料特性及其稳定性试验研究

      2023, 43(1):203-206. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.036 CSTR:

      摘要 (109) HTML (0) PDF 1.04 M (592) 评论 (0) 收藏

      摘要:钢渣集料具有良好的建筑材料性能,但目前钢渣在道路工程中的利用率较低。该文对广西防城港某钢厂露天陈化 0、6 个月、12 个月钢渣集料的化学成分、基本物理力学指标、f?CaO、f?MgO、粉化率、CRB 膨胀率等指标进行试验研究,结果表明:钢渣集料在物理力学特性方面基本满足道路基层材料和路基填料的要求,但陈化 0、6 个月的钢渣集料其 f?CaO、粉化率、CRB 膨胀率等指标不能满足道路基层和回填材料的要求,而陈化 12 个月的钢渣集料略小于规范限值。由此可见,用于道路基层和回填材料的钢渣集料至少要露天陈化 12 个月才能满足路用稳定性要求。

    • 低冰点沥青混合料融雪抑冰性能影响因素研究

      2023, 43(1):207-214. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.037 CSTR:

      摘要 (70) HTML (0) PDF 4.68 M (535) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用电导率试验研究融雪抑冰成分释放规律,以冻结试验研究混合料降温规律,并以融冰率试验研究融雪抑冰性能。结果表明:低冰点材料融雪抑冰成分释放具有温度依赖性,高温为低温的 3.49~3.77 倍,颗粒型材料易溶于水, 导致融雪抑冰成分释放速率快于填料型材料;冻结过程分 3 个阶段,结冰阶段的冰点和结冰持续时间受材料类型、掺量及加水量影响,ZG?10S 冰点最低;增大掺量、减小加水量相当于提高溶液浓度,可有效降低冰点;融化时间对融雪抑冰性能影响最大也最为显著,其次是温度,原因在于释放速率的温度依赖性决定了融雪抑冰效果具有一定限度。

    • 水性环氧乳化沥青路用性能及其在微表处中的应用研究

      2023, 43(1):215-220. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.038 CSTR:

      摘要 (185) HTML (0) PDF 3.60 M (645) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高微表处路用性能,该文采用水性环氧树脂对乳化沥青进行改性并对改性乳化沥青相容性、微观结构、力学性能、流变性能及其混合料路用性能进行研究。储存稳定性试验表明:环氧乳液与乳化沥青相容性良好;随着水性环氧树脂掺量的增加,改性乳化沥青形成以环氧树脂为骨架结构的趋势;同时,随着水性环氧树脂掺量的增加,乳化沥青与集料黏附性、力学性能得到显著提升,在 20% 掺量下,黏结强度提高 2 倍以上,抗剪强度提升 1 倍以上;流变试验表明:水性环氧树脂能够提高乳化沥青抗车辙性能与弹性恢复率,高温性能得到显著提升。微表处混合料性能研究表明:水性环氧树脂能够显著提升乳化沥青水稳定性能、抗车辙变形性能,在掺量达到 20% 后,混合料水稳定性和抗车辙性能趋于稳定。综上所述,对于该文中改性乳化沥青体系,建议水性环氧树脂掺量为 10%~20%。

    • 再生胶/SBS复合改性沥青再生混凝土抗裂性能研究

      2023, 43(1):221-226. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.039 CSTR:

      摘要 (78) HTML (0) PDF 4.63 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高再生沥青混合料的抗裂特性,提出采用抗裂性能优良的新型 SBS/橡胶复合改性沥青进行 RAP 料的再生。基于低温弯曲小梁蠕变、约束温度应力及四点弯曲疲劳试验对复合改性沥青、SBS 改性沥青的再生混合料进行低温抗裂及疲劳开裂性能研究。结果表明:橡胶的加入可提高再生沥青混凝土的低温及中温抗裂性能,这可能与混合料开裂初期形成的微裂纹扩展至聚合物网络被吸收断裂能量,抑制微裂纹进一步发展有关。进一步分析断裂温度可知, 复合改性沥青再生沥青混合料较普通 SBS 改性沥青的再生混合料可延伸路面的服役温度范围 6 ℃左右,有利于再生沥青混合料在西北寒冷地区的推广应用。

    • 高速公路集料散失路面沥青混凝土抗飞散性能研究

      2023, 43(1):227-230. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.040 CSTR:

      摘要 (76) HTML (0) PDF 2.93 M (464) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于目前国内外缺乏量化评价高速公路沥青路面集料散失病害程度的方法,根据其表面层剥落掉粒的病害特点, 该文采用肯塔堡标准飞散试验,对浙江省黄衢南高速公路(G3)集料散失病害路段混凝土进行取样试验,分析不同病害严重程度部位的混合料飞散冲击破坏模式,以质量损失率及吸水率指标评价混凝土的抗飞散性能。结果表明,集料散失病害会降低表面层混凝土结构密实性,病害路段抗飞散性能低于正常路面,外观散失程度越严重,吸水率也越高,混凝土抗飞散性能越低,飞散冲击产生的破碎试件也越多。最后,基于试验结论,对集料散失病害处理方法提出相关建议。

    • 生石灰对冷拌沥青混合料性能的影响研究

      2023, 43(1):231-234. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.041 CSTR:

      摘要 (69) HTML (0) PDF 1.04 M (422) 评论 (0) 收藏

      摘要:冷拌沥青混合料初期强度低导致开放交通时间推后,空隙率大导致水稳定性差等问题,严重阻碍了冷拌环保型施工方式的发展。该文基于生石灰遇水发热促进冷拌料内部水分快速散失的原理,首先对加生石灰的 MS?3 型稀浆冷拌沥青混合料进行拌和试验和黏聚力试验,探究生石灰对破乳时间和黏聚力的影响,然后通过测试 AC?13 型冷拌沥青混合料的空隙率和单轴贯入强度验证生石灰对冷拌料初期强度和水稳定性的改善效果。试验结果表明:在冷拌料中加入生石灰后,与水反应放热且生成碱性氢氧化钙使混合料破乳进程加快,早期强度的形成可大大缩短开放交通的时间,同时形成的复合胶凝结构对提升路面的整体强度和水稳定性效果显著。

    • >交通工程与管理
    • 伏牛山区高速公路收费型互通式立交设计流程研究

      2023, 43(1):235-239. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.02.001 CSTR:

      摘要 (95) HTML (0) PDF 1.82 M (682) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前河南省在建高速公路主要集中于西部伏牛山区,如:尧栾西高速、西淅高速、渑栾高速、栾卢高速等,该类项目的显著特点是地形条件复杂、设计难度大、工程规模大,特长隧道、特大桥梁云集。在这种复杂条件下,如何合理布设互通式立交,保证工程方案最优,成为项目设计成功与否的关键点。该文总结近几年伏牛山区高速公路收费型互通立交典型特征,提出设计准备、控制因素分析、方案拟定、确定最优方案 4 个阶段的设计流程,并通过对河南省栾卢高速公路上的鸡冠洞互通进行阶段化设计过程分析。

    • 浓雾下高速公路可变限速控制方法

      2023, 43(1):240-246. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.043 CSTR:

      摘要 (108) HTML (0) PDF 1.45 M (552) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决浓雾时高速公路行车交通安全问题,并改变原有的固定限速措施,提出以安全允许速度为基准的可变限速控制方法。以道路交通安全法对浓雾下车速的规定为基准,考虑交通法里并未提及道路线形条件、路面状况等因素对限速值进行计算,并采用监测器数据近似代替个体车辆数据进行数据优化,得到浓雾行车安全车速及安全行车间距取值。基于此限速信息对动态可变限速信息牌的设置提供依据,进一步确定可变限速控制流程。VISSIM 仿真试验结果表明:与固定限速控制相比,实施可变限速控制路段的最低平均车速提高了 12.16%,平均速度最大差值降低了 26.37%。 表明浓雾下高速公路可变限速控制方法相比传统固定限速手段能有效地在保障出行安全的同时提高出行效率。

    • 公路路面养护资金动态分配优化研究

      2023, 43(1):247-252. DOI: 10.14048/j.issn.1671?2579.2023.01.044 CSTR:

      摘要 (125) HTML (0) PDF 1.26 M (473) 评论 (0) 收藏

      摘要:养护资金不足与养护需求增长的冲突,制约了公路路面技术状况改善。该文以路面技术状况技术等级定义路面养护需求状态空间,将不同养护措施下的需求状态设计成一个马尔可夫决策过程,建立公路路面养护资金动态分配优化模型,并设计相应的遗传算法。最后对建立的优化模型进行算例模拟分析。结果表明:马尔可夫决策过程可以动态地分配公路路面养护资金,使得整个路面养护需求状态趋于平缓,实现路面技术状况改善效用最大化。

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