柔性路面结构设计的动力安定下限理论与分析方法

为研究长期交通荷载作用下柔性路面路基的力学响应与服役性能，回顾了安定理论在柔性路面路基设计过程中的研究现状、存在问题及前沿进展，阐释了经典上限、下限动力安定理论的基本原理及其在交通岩土工程领域的应用与发展现状，阐述了下限安定的判别准则与数值分析方法；结合人工边界-动力有限元案例揭示了交通移动荷载作用下路面-路基系统的动力响应，讨论了材料横观各向同性、轮-路摩擦等因素对道路结构动力安定性的影响规律。分析结果表明：交通荷载作用下道路结构的动力效应对安定极限有重要影响，下限安定极限水平随车辆移动速度的增大而降低，当移动速度增至结构体系的Rayleigh波速时，道路结构体系的安定极限降至最低；路基材料力学属性与各向异性程度、轮-路摩擦因数等因素对柔性道路结构的下限动力安定极限也有重要影响；道路结构体系的下限动力安定极限随结构上层与下层弹性模量比的增加先增大后减小；对应最大安定极限的最优模量比表明安定极限临界位置从下层路基向上层路面的转变；考虑水平向摩擦时，轮-路摩擦因数的增大会明显降低结构的动力安定极限，同时减弱荷载移动速度对道路结构动力效应的影响。     

交通荷载作用下软土路基残余变形的研究

通过对单个交通荷载作用下路面结构体系的数值模拟,计算了路基中竖向动应力的变化,并采用室内动三轴试验研究了软土地基在循环荷载作用下累积变形的规律;通过对以上两项研究的结合,建立了交通荷载作用下软土地基残余变形的计算方法,并计算了不同类型的交通荷载引起的软土路基的残余变形量.     

交通荷载作用下煤矸石路基变形响应特性分析

交通荷载作用下路基变形是道路工程主要研究问题。对煤矸石填料进行动三轴试验,研究了煤矸石填料变形特性与累积振次、动荷载幅值的变化规律,并依据交通荷载动力特性,对交通荷载作用下路基变形响应进行数值模拟。试验和数值模拟结果表明:煤矸石填料变形随累积振次增加而增长,前期增长速度较快,后期增长速度缓慢且变形值逐渐趋于定值;相同振次条件下,变形随动荷载幅值增加而增长;车辆正下方路基沉降位移随路基深度增加而减小,但减小速率逐渐降低,沉降曲线在深度6 m左右出现明显拐点,表明交通荷载影响深度为6 m左右;路基沉降随行车速度增加而增长,这为道路路基设计提供了依据。     

交通荷载对路基作用的研究现状

高速、重载成为交通运输发展的主流,建立精确的汽车荷载模型描述车辆—路基路面的相互作用关系,显得十分困难,有学者提出汽车荷载的静力等效模拟和动力模拟。还有一些学者从理论上研究了交通荷载对路基的作用及交通荷载在路基中的动力响应,并在实际中验证,取得了一定成果。     

交通荷载作用低路堤路基沉降特性研究

依托我国某高速公路低路堤工程背景,借助有限元分析软件ABAQUS建立有限元模型,首先结合路基不同深度动位移和动应力计算数据,分析了交通荷载作用下路基的响应特征及影响范围;然后,结合不同路基填土高度与路基动力响应相关性进行分析,依此为基础计算不同填土高度下路基累积沉降特性。研究结果表明:低路堤易受交通荷载影响,竖向影响深度达3.0 m左右;填土高度降低,会迅速增加路基累积沉降;结合实际工况,计算路基填土高度1.5 m时地基累积20年最大沉降达375 mm。同时,对保障低路堤长期动载作用下稳定的技术措施进行了探讨,能够为类似工程实践提供参考依据。     

沥青路面结构动力响应模型验证及分析

在移动荷载作用下研究沥青路面的动力响应是掌握路面结构行为的前提条件,由室内试验所得数据确定材料参数,选取合理的沥青路面结构,借助有限元软件Abaqus建立沥青路面结构模型,将汽车荷载简化为移动的均布荷载,用8节点等参元模拟路面结构,分析在标准动态荷载作用下路面结构的应变响应,并且在试验路段埋设传感器,实测路面结构应变,验证模型的可靠性。     

大跨度窄钢桁加劲梁悬索桥车桥耦合振动分析

大跨度窄加劲梁悬索桥竖向振动响应研究具有现实意义。基于动力平衡理论和有限元法建立车辆和桥梁的动力微分方程,采用空间三轴车辆模型,利用ANSYS软件编制车桥耦合振动程序进行计算。激振源为路面不平整度,利用车桥系统力与位移协调条件,应用Newmark-β法求解动力方程,分析不同车速、车重、路面等级工况下车辆荷载对大跨度窄钢桁加劲梁悬索桥跨中竖向振动响应的影响。结果表明:车速和路面等级主要对竖向振动加速度响应有较大影响,而对竖向振动位移响应影响较小;竖向振动加速度响应随车速增大而增大,随路面等级降低而增大;随车重的增加竖向振动位移响应增加,而竖向振动加速度降低。     

以交通荷载作用为基准探讨公路路基工作区深度

通过对路面的不平整实地测量资料来获取汽车荷载的参数及计算模型,根据此模型对公路结构中的动力响应情况进行分析,由于公路的结构具有三维分层性状,可以使用Fourier变换技术与求解层状结构的精确刚度矩阵法对公路结构域汽车移动下荷载的动力响应问题进行了研究。     

动荷载作用下加筋土路基的力学行为

针对加筋土路基的力学响应问题,通过数值模拟对加筋土路基在行车荷载作用下的力学行为进行了深入研究.揭示了行车荷载作用下加筋土路基应力-应变关系、强度特征,掌握了路面结构对路基变形的力学响应,为加筋土路基的设计提供了理论依据.     

高速铁路振动荷载时程的动力反分析

为了求解高速铁路竖向振动荷载时程问题,在用Newmark法求解运动平衡方程的基础上,推导了求解振动荷载的公式,提出了由振动加速度反求振动荷载时程的动力有限元方法。结合秦沈客运专线,计算了列车运行速度分别为230km／h和265km／h时的列车竖向振动荷载时程。发现列车运行速度提高了35km／h时,列车竖向振动荷载最大值增加了16．34kN。结果表明由实测振动加速度可以反求振动荷载,该方法可行。     

基于在线地图交通状态的关键道路动态识别方法

交通拥堵问题日趋严重,关键道路识别成为了交通领域的研究重点. 以在线地图的交通状态数据为基础,利用时空相关性理论计算道路交通状态的预测值和波动影响值,并通过Moran 散点图划分道路类型,提出了基于在线地图交通状态的关键道路动态识别方法. 首先,调用在线地图开发者平台API 采集路网的交通状态数据,利用集成学习动态预测交通状态;其次,分析交通状态波动的传播结构,以此量化道路对其近邻道路的影响值;然后,结合道路交通状态的预测值和波动影响值划分道路类型,进而识别出关键道路;最后,以实际路网为例,论证方法可行性.     

基于在线地图交通状态的关键道路动态识别方法

交通拥堵问题日趋严重,关键道路识别成为了交通领域的研究重点. 以在线地图的交通状态数据为基础,利用时空相关性理论计算道路交通状态的预测值和波动影响值,并通过Moran 散点图划分道路类型,提出了基于在线地图交通状态的关键道路动态识别方法. 首先,调用在线地图开发者平台API 采集路网的交通状态数据,利用集成学习动态预测交通状态;其次,分析交通状态波动的传播结构,以此量化道路对其近邻道路的影响值;然后,结合道路交通状态的预测值和波动影响值划分道路类型,进而识别出关键道路;最后,以实际路网为例,论证方法可行性.     

基于轨迹大数据的城市交通感知和路网关键节点识别

结合城市道路网络的拓扑结构特征和交通流特性,建立基于有向加权复杂网络的城市交通网络关键节点识别模型.以兰州市连续7天的出租车GPS数据为基础,分析并可视化呈现兰州市在工作日和非工作日的城市交通流状态,并采用基于DWNodeRank的有向加权复杂网络关键节点识别方法对兰州市路网关键节点进行识别研究.本文研究方法和结果可为交通管理部门的规划、设计和管理提供科学指导.     

交通振动对邻近古建筑的动力影响测试分析

对北京地铁2号线和在建直径线邻近古建筑（明城墙遗址和京奉铁路正阳门老车站旧址）现场测试,评估其在既有地铁交通和路面交通作用下的振动响应,并研究古建筑结构振动响应的传播规律.测试结果表明：1）时域内,古建筑结构在地铁运营下的振动响应是路面交通的10倍左右;交通振动引起古建筑结构的动力响应随水平距离和竖直距离呈规律改变,且古建筑结构以水平方向动力响应为主;2）频域内,地铁交通引起古建筑响应的主要频段是40-90 Hz,路面交通引起古建筑响应的主要频段是10-20 Hz,且路面交通引起的古建筑振动速度在一定范围内出现放大现象.     

基于武汉市ETC系统的交通运行分析色谱图

为实时监测武汉市过江桥隧的交通运行状况,对ETC流量分析子系统开展研究。以速度-流量模型为基础,基于浮动车和ETC过江流量数据,综合考虑流量和速度两项指标,分别确定其等级划分标准。在此基础上构建交通运行分析色谱图,避免了采用单一流量指标可能出现的运行状况错误判断。武汉市的应用结果表明,该色谱图能为实时监测道路运行状况、分析道路异常情况、定量分析道路实际通行能力及畅行速度提供直观、有力的技术支撑。     

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提出考虑信息接收程度的Ｌogit型随机交通分配方法,来计算道路指引信息发布下路网交通的重新分配.出行者被划分成两类,一类根据信息的指引出行,另一类则以Logit型的随机方式进行路径选择;利用道路指引信息的市场占有率的概念,给出这两种出行行为共存下的网络加载算法,并运用逐次平均法实现了拥挤网络中的交通分配.数值试验结果表明,发布良好的道路指引信息有助于提高路网运行效率;对拥挤网络中的给定OD,存在一个最佳的占有率,并随着交通需求的增加而增加;在合理的占有率下,增加信息指引路段可有效降低路网运行时间.     

基于优化SVM的城市快速路网交通流状态判别

以交通流率、速度和占有率为输入参数,采用交叉验证法优化模型惩罚参数C和核函数参数γ,建立以径向基为核函数的支持向量机模型,判断道路断面交通流状态;结合设计的道路网综合状态指数,依据自由流、拥挤流和阻塞流状态下占有率划分区间,构建城市快速路网交通流状态判别方法;最后以某一区域路网为例,进行了实证性研究．结果表明：该方法对道路断面交通流状态判别精度可达92．22％;同时能够实现道路网范围内对自由流、拥挤流和阻塞流状态的判别,判别精度可达86．67％．     

道路软土地基处理方法分析

珠海市香洲洪湾工业片区内为软弱地基,满足不了上部荷载对路基的要求,将会导致路基在通车后产生较大沉降和地下管线的破坏。为保证路基的稳定,提高地基土强度和变形模量,以满足上部荷载对地基土承栽力的要求,提出了对场区内路基采取加固处理方案。目前针对软弱地基的不同构成有很多不同的处理方法,本文结合工程实际情况主要介绍袋装砂井堆载预压处理软弱地基的方法。     

城市主要道路交通噪声测试及分布规律

采用噪声与振动测试分析系统,进行城市主要道路交通噪声测试及分析,通过测试分析得知,平直路段道路两侧交通噪声的等效声压级在同一时段相差不大,道路噪声在1 600 Hz内达到峰值67.1 dB（A）.交叉路口噪声在3 150 Hz达到峰值67.2dB（A）,在2500～5 000 Hz范围内易出现阶段性峰值.同一路段中,上坡路段的噪声值普遍高于下坡路段噪声值.坡路上测点噪声值在1 250 Hz以下呈阶段式上升,在1 250 Hz出现峰值,即上坡路段噪声峰值为66.8 dB（A）,下坡路段噪声峰值为59.5 dB（A）,在2500～5 000 Hz范围内波动较大,易出现阶段性噪声峰值.在315 Hz以下,隧道入口处噪声值普遍高于隧道出口处.隧道入口处噪声在1 250 Hz达到峰值66.8 dB（A）,隧道出口处噪声在1 000 Hz达到峰值71.1 dB（A）.     

基于GA-BP神经网络算法和粗糙集理论的交通事故黑点模型

道路交通事故黑点的预测鉴别是改善道路交通安全状况最重要、最关键的一步,采用基于GA-BP神经网络算法与粗糙集理论相结合的方法建立交通事故黑点预测模型.分析天津市津围公路的交通事故统计数据,通过GA-BP神经网络算法建立静态单元,考虑静态道路状况,分析得出道路的事故黑点样本.考虑实时动态道路交通环境条件的影响,并利用粗糙集理论建立有效的交通道路事故黑点预测模型,2种理论的有机结合,减少糙杂繁冗的数据量,降低伪报警率,提高事故黑点的预报精度,并通过实例进行实证分析.