基于运行速度的高速公路安全性评价探讨

公路线形条件与公路交通安全有着密切的联系,顺畅的线形是行驶安全的基本保障.从提高道路安全角度出发,对公路线形设计中潜在的不利安全因素进行鉴别以便消除或减弱道路危险因素,就显得尤为重要.通过简介国外基于运行速度的线形连续性研究,并总结基于设计速度的路线设计方法存在的不足,指出以运行车速设计方法作为我国现行设计方法的补充,是改善我国道路行驶安全的手段之一.指出运行速度计算存在的不足,并分析导致的原因,与此同时还从简明实用的角度,建议了新的路段划分方法,并建议增设计算参数说明表.最后结合实际工程,找出了设计中潜在的安全隐患并提供相应的建议.     

高速公路典型事故隐患路段安全性评价与优化设计

对高速公路的主要事故隐患路段进行了安全性评价分析,包括线形不良路段、路桥过渡段、隧道进口段、路侧安全净空区存在隐患路段等,并提出了相应的优化设计方案和完善交通安全设施等措施降低或消除事故隐患路段的风险,提高高速公路路线的行车舒适性和安全性,研究成果可为高速公路工程设计和建设管理提供参考。     

基于路基动应力的路基工作区深度确定方法研究

鉴于考虑路面厚度和材料刚度影响的 J．Boussinesg修正公式所得的路基工作区深度过小,仅至上路床部位,与实际情况不符。提出了基于竖向路基动应力分布规律确定路基工作区深度的方法。通过比较模型试验和计算模拟在竖向动应力和动位移沿深度方向的衰变规律,发现衰变规律在路基工作区深度范围符合性较好,验证了该方法的正确性与可靠性。对典型结构组合下路基动应力与工作区深度进行计算分析,分析结果表明：在标准汽车荷载100、130 kN 作用下,路基顶面动应力为6．4～13．4 kPa,相应的工作区深度为0．6～0．9 m。在重交通和特重交通的汽车荷载170 kN、200 kN 作用下,路床顶面动应力为12～20．6 kPa,相应的工作区深度为1．0～1.2 m,已进入上路堤范围0．2～0．4 m。     

基于自适应遗传算法的3D钢桁架优化设计研究

研究目的:针对标准遗传算法出现的未成熟收敛、振荡、随机性太大等缺点,通过研究对其改进,提出自适应遗传算法.利用自适应遗传算法建立钢桁架结构优化设计模型,采用 matlab语言编写自适应遗传算法优化分析程序,用于铁路车站工程一雨棚的优化设计.研究结论:针对标准遗传算法存在的缺点,通过研究提出了自适应遗传算法.该算法在计算过程中依据个体的适应值,来确定染色体的交叉位置、交叉率、变异率,使杂交沿着有利于算法收敛的方向进行.确保了子代个体优于父本,使进化前期变异明显,后期趋于稳定,确保搜索到全局最优解,从而保证了种群开发和搜索的平衡及全局收敛性.并建立了桁架结构优化设计模型,以matlab软件为平台,对铁路车站一雨棚桁架结构进行了优化设计,取得了满意的效果,证明自适应遗传算法是一种理想的建筑结构优化设计方法.     

基于数值差分法的边坡可靠度分析模型

通过研究Janbu模式边坡稳定的力学分析过程和特点,归纳了其安全系数的计算流程,指出了Janbu模式下边坡稳定可靠度计算存在的问题.由此引入差分法,依据复合函数求导原理,推导了采用验算点方法求解Janbu模式下边坡稳定可靠度过程中各项偏导数的计算公式和可靠度指标的线性逼近循环迭代方法,并研发了一种基于数值差分的极限平衡模式下的新型可靠度近似计算方法.最后对某公路边坡的稳定可靠度进行分析,并与响应面法及蒙特卡洛法结果进行了对比.研究表明所提出的方法简便、精度,能满足工程要求,具有较好的工程实用价值.     

不同湿度粘性路基土动态回弹预估研究

研究以滤纸法测量了粘性路基土基质吸力,获得了土水特性曲线。通过动三轴试验,研究了不同含水量下粘性路基土动态回弹模量,并于试验后以滤纸法测量土样的基质吸力,并探讨了粘性路基土动态回弹模量与基质吸力的关系。研究表明,粘性路基土动态回弹模量随循环偏应力和含水量的增大而减小,随基质吸力的增大而增大。鉴于动态回弹模量是偏应力和体应力的函数,在现有偏应力和体应力为变量的三参数复合模型基础上引人基质吸力的影响,进而提出综合反映湿度和应力状态的动态回弹模量预估模型。通过对试验数据进行回归分析,结果表明所选模型具有较高的决定系,证明所选综合考虑应力和湿度影响的模型具有较高的合理性与可靠性。模型的建立,不仅为南方多雨地区评价路基土在环境和交通荷载作用下长期性能提供了依据,也为基于动力学的路面结构设计提供了参数。     

高速公路中央分隔带横净距问题及对策

结合我国相关公路路线设计规范以及湖南省高速公路设计与管理实践,对高速公路中央分隔带弯道路段横净距进行计算分析,结果表明,若按照现有路线设计规范进行最小平曲线设计,高速公路局部弯道路段中央分隔带横净距不足以满足停车视距。然后,针对这一问题,综合考虑经济可行性和技术可行性,笔者提出了若干工程对策,为高速公路中央分隔带设计和运营管理提供参考。     

基于路基路面协调变形的水泥混凝土路面设计研究

采基于路基路面协调变形,建立三维有限元分析模型,并对典型水泥混凝土路面结构的荷载应力进行计算。采用正交试验设计的方法对路面设计参数进行组合,系统分析了设计参数对路基路面应力响应的影响。结果表明,对于水泥混凝土路面,在路面设计参数中,仅有路基回弹模量对路面板拉应力与面层板厚度对路基应力具有显著影响。因此,可将路面厚度和路基回弹模量设计作为水泥混凝土路面设计重点。基于不同路面板厚度下路基工作区深度,可将交通荷载影响区加深至1．5m。基于不同路面板厚度、路基回弹模量和不同轴载对水泥混凝土路面板疲劳寿命影响规律,在重载交通条件下,应该增加路面厚度和增强路基。考虑经济因素并结合以上分析,建议水泥混凝土路面厚度宜取28—30cm,路基回弹模量宜介于40-80MPa之间。     

基于动态回弹模量的湖区黏土路基临界高度与湿度关系研究

公路路基的设计高度对路基的修建难度、整体使用性能、工程造价都有非常重要的影响。在利用路基动态回弹模量进行有限元计算分析的基础上,以路基在交通荷载作用下不至于变形过大为主要目的,根据动变形控制法,针对湖南省洞庭湖区某高速公路黏土路基高度与湿度的相互关系进行了研究。首先,通过系统的室内动三轴试验,建立了适应压实黏土的动态回弹模量预估模型,通过数据拟合获取了模型参数与含水率、压实度之间的定量关系;同时,根据设计交通等级确定了路基的容许动变形值;最后,建立了路基有限元分析模型,推导了动态回弹模量预估模型的雅克比矩阵,将动态回弹模量有效移植入了路基的本构关系中,进而获取了不同湿度下黏土路基的临界高度,并探讨了轴重、压实度的影响。结果表明:当路基湿度高于wopt+2%时,路基临界高度迅速增大,而且轴重对临界高度的影响也更加显著。为满足路基长期动变形要求,该高速公路黏土路基的高度建议值宜采用wopt+2%且超载40%条件下的路基临界高度。研究结果为湖区黏土路基高度和湿度的合理取值提供了新的思路和方法。