螺旋匝道和螺旋桥的小客车行驶速度特征

为明确螺旋匝道和螺旋桥处的驾驶行为模式和汽车运行特征,在涪陵长江一桥、乌江二桥、重庆融侨大道和涪陵金凯环形高架4处地点开展螺旋匝道实车试验,用车载仪器采集自然驾驶状态下的汽车连续行驶轨迹、速度以及周围行驶环境等信息。基于自然驾驶数据,研究螺旋匝道范围内的速度变化模式、幅值特性以及影响因素。研究结果表明：单车道螺旋匝道的速度变化模式多样化,双车道螺旋匝道的行驶速度在整体上维持稳定,匝道范围内的连续升坡和降坡并未导致速度出现趋势性衰减和趋势性升高;螺旋匝道并入主线时,驾驶人在合流鼻之前有明显的、共性的减速行为,这与现行设计标准中的设计假定相反;除涪陵长江一桥之外,其余3处都是下行速度低于上行速度;螺旋匝道设计速度越低,实测速度与设计速度之间的偏离越严重,并且速度幅值离散化,因此不建议使用20 km·h^-1的匝道设计速度;螺旋匝道运行速度与匝道半径成正相关。     

在建公共建筑周边道路软基处理方案研究

针对南方软土地区在建体育馆等公共建筑周边地基处理问题,文章通过对水泥搅拌桩及竖向塑料排水板+堆载预压两种方法的技术性、经济性及可实施性等方面进行对比,得出水泥搅拌桩是此种工况下更合理的工程设计方案。根据大型公共建筑和周边市政道路容易产生不均匀沉降的问题,提出了增加土工格栅及设置绿化过渡带等处理措施,并提出通过施工期间的沉降监测及施工工序,尽量减小软土地区不同类型建筑物的不均匀沉降,可为类似工程提供借鉴。     

钢渣沥青混合料路用性能试验研究

为了探究不同钢渣骨料掺量下沥青混合料的路用性能,对AC-13C型钢渣沥青混合料在钢渣掺量分别为0%、30%、50%、70%和90%时采用传统马歇尔击实试验,按照体积法原理进行配合比设计,分析研究了不同钢渣掺量下沥青混合料的路用性能。结果表明:钢渣骨料表现为碱性,与沥青胶结料黏附性较好,随着钢渣掺量的增加,钢渣沥青混合料高温性能以及抗水损坏性能均表现出先增大后减小趋势,低温性能以及体积安定性逐渐降低,钢渣掺量在50%时沥青混合料路用性能相对最佳。     

加筋对桩承式路堤变形模式与土拱效应影响试验

对于桩承式加筋路堤,加筋改变了路堤底面的变形形态,不可避免地将对路堤变形模式与土拱效应产生影响。为了深入分析加筋的影响,利用开发的多沉陷门(Multi-trapdoor)试验装置和椭圆钢棒相似土填料,开展未加筋桩承式路堤试验并得到不同参数组合下存在的3种变形模式,选取3种变形模式的代表性试验,开展相同参数条件下的加筋试验以及4种不同填料高度和3种不同加筋刚度的桩承式加筋路堤试验。通过粒子图像测速技术(PIV)和自制三点式载荷计准确测试得到全场位移及桩顶和桩间土压力。结果表明:加筋后,未加筋桩承式路堤的三角扩展型和塔形升高型变形模式转化为同心椭圆扩展模式,等沉面模式转化为同心圆等沉模式;2种变形模式之间转化的临界高度为1.5倍桩间净距,但等沉面的高度仅为67%的桩间净距;加筋对土拱效应发挥起到了双重作用,一方面,加筋减小了差异沉降,导致土拱效应发挥程度降低,另一方面,加筋改变了路堤变形模式,为同心圆土拱提供了稳定的拱脚,使得土拱效应发挥程度提高;在填料高度低,加筋刚度高的情况下,土拱效应发挥程度进一步降低;而填料高度高,加筋刚度低时,土拱效应达到了充分发挥所需的差异沉降,加筋对土拱效应有提高作用;张拉膜效应发挥程度随加筋刚度增大而提高,且随着桩间土下沉而提高,导致土拱效应减弱。     

温度变化对粗粒硫酸盐渍土路基变形影响分析

粗粒硫酸盐渍土路基在环境温度变化下易出现盐胀、沉陷等变形问题,其对路基正常使用造成的影响不容忽视。针对此问题,依托伊朗德黑兰-库姆-伊斯法罕高速铁路项目,在施工现场选取试验段,开展路基温度、水分的长期监测,分析路基温度和含水率随时间的变化规律。在此基础上,利用自主设计的温度变化试验装置,采用现场路基填料,开展室内温度变化循环试验,对粗粒硫酸盐渍土的变形特性进行研究。结果表明：监测期间,试验段路基温度的敏感深度为0.22 m,深度为1.0 m以内的路基含水率变化较大;在9个周期的试验过程中,试样深度在20 cm范围内的温度和含水率随时间的变化更为显著,且随着试验温度的变化,试样温度的变化存在一定的滞后性;含盐量为1.5%的土样在第1,2次温度变化循环试验中表现为盐-冻胀变形,其最大盐-冻胀变形量为0.128 mm,而含盐量为3%的土样在前6次循环试验中均表现为盐-冻胀变形,其最大盐-冻胀变形量为0.232 mm;由于受到温度、冰盐相变、含盐量、土颗粒组成、试验周期等多重因素的影响,9个试验周期后,不同含盐量的试样最终均呈现沉陷变形,其中,含盐量为1.5%试样的最终沉陷变形量为0.585 mm,是含盐量为3%试样最终沉陷变形的5.42倍。该研究结果可为相关工程提供一定的技术参考和借鉴。     

温度对盐渍土抗剪强度和变形特性的影响

为了明确因冻结温度和结晶差异造成的温度对盐渍土抗剪强度和变形特性的影响,以高含盐量和不同盐分类型的盐渍土为研究对象开展试验研究。首先,选用青藏高原察尔汗-格尔木高速公路沿线采集的含盐量为10%~36%的氯盐含量高、硫酸盐含量低的盐渍土土样（HC-1,HC-2）和硫酸盐含量较高而氯盐含量较低的盐渍土土样（CS）3种高含盐量盐渍土作为试验土样,对3种土样进行冻结温度试验,验证其降温至-20℃时,土体不会发生冻结。其次,在5个不同控制温度（-20℃、-10℃、0℃、10℃和20℃）下,分别进行盐渍土直剪试验以得出温度与抗剪强度参数关系函数。最后,分析温度对抗剪强度和弹性模量的影响,同时,利用数值拟合建立考虑温度影响下的盐渍土抗剪强度和切线弹性模量公式。研究结果表明：当温度由20℃降低至-10℃,3种盐渍土的抗剪强度和初始切线弹性模量均增大后趋于峰值,而随温度继续降低至-20℃后,HC-1和HC-2土样指标呈下降趋势,CS土样各参数结果却趋于稳定;不同含盐类型的盐渍土,温度对其破坏比R_f的影响也不同;在温度由20℃降至-20℃的过程中,HC土样的R_f在-10℃出现峰值,且在较低荷载（100 kPa）下,呈现出先增大后减小的特点,在较高荷载（200,300,400 kPa）下呈现出先增大后趋缓的特点;CS土样的R_f在20℃~10℃、10℃~-10℃和-10℃~-20℃降温段呈现出先增大中趋缓后减小的分段式变化特点。     

微型桩-香根草协同护坡试验与计算研究

单一的香根草护坡或微型桩护坡在边坡加固与防护工程中均得到了广泛应用,但针对两者协同护坡的研究和相关工程应用相对较少。边坡安全系数作为评判边坡稳定性的重要依据之一,其计算分析结果的准确程度高,可提升滑坡灾害的预测水平,从而降低损失。通过室外大比例尺模型试验,采用坡顶分级堆载对植被与微型桩协同护坡的效果进行试验,并对采用多种理论与数值方法求得的边坡安全系数进行了比较,分析了香根草及微型桩对边坡安全系数的影响。试验与计算结果表明：采用三维有限元分析得到的安全系数略高于二维有限元分析;相比于素土边坡,微型桩-香根草协同护坡能极大地提高边坡安全系数,有效提高坡体稳定性,而且能够提高边坡承受荷载能力,研究结果可为生态防护与工程加固措施协同护坡工程设计提供理论依据。     

考虑沥青路面材料参数空间差异性的解析计算及影响分析

复杂服役环境下沥青路面的材料参数存在明显的空间差异性,具体表现为沿深度的模量梯度分布与非连续层间接触以及横观各向同性,实现其解析计算对现有的沥青路面力学响应分析及结构设计方法具有重要的参考价值。为此,从弹性力学基本方程出发,基于状态空间法,推导了具有指数模量梯度的横观各向同性弹性层状体系通解;在此基础上,基于波传递方法,将状态向量转换为波向量,并结合边界条件和层间条件,建立了考虑沥青路面材料参数差异性的多层路面结构解析解;然后借助MATLAB平台编制了数值计算程序,采用文献对比、BISAR程序以及有限元软件ABAQUS验证了该解析解的精度与效率;最后结合典型数值算例,阐述了该解析解在沥青Top-Down开裂和传统路面疲劳损伤分析中的应用。理论推导和数值计算结果表明：该解析解摆脱了弹性力学问题求解对应力函数的依赖性,并且借助波传播方法,避免了求解中正指数过大对求解精度的影响,并使得边界条件和不同层间接触关系的描述更加便捷;沥青路面材料参数的空间差异性不可忽视,沥青面层连续模量梯度会造成更大的路表拉应力和最大剪应力,进而加剧沥青路面的Top-Down开裂;而横观各向同性和层间接触状态间存在耦合效应,从而会加剧沥青路面的疲劳损伤。     

长寿柔性基层沥青路面的极限应变

长寿柔性路面设计通常采用沥青层底极限拉应变和土基顶部极限压应变作为控制指标。现阶段极限应变指标参照室内试验结果确定,且数值相对固定。而现场路面结构层应变响应值受结构厚度、荷载、环境作用（温度及老化）等因素的影响,在服役过程中不断演化。以2条服役超过35年的柔性路面结构（屯门公路与吐露港公路）为基础,分析了不同服役阶段路面结构层在不同荷载、环境作用下的极限应变响应,探讨了柔性路面极限应变的大概范围。研究结果表明：在初始服役状态下,屯门公路高温状态下沥青层底的极限拉应变为376×10^-6,土基顶部极限压应变为562×10^-6;低温状态下上述极限应变分别降为87×10^-6,249×10^-6;吐露港公路高温状态下沥青层底、土基顶部极限应变分别为149×10^-6,324×10^-6,低温状态下上述应变分别降为50×10^-6,156×10^-6。在经过长期服役后,老化状态下2类路面沥青层底拉应变及土基顶部压应变均大幅降低。屯门公路在使用36年后,某些路段出现零星的疲劳破坏,而吐露港公路则没有发现疲劳破坏。极限应变计算结果表明,路面关键位置的应变受荷载、沥青层厚度、温度和沥青层老化状态等多因素的影响。因此,在进行长寿柔性基层路面设计中,荷载、沥青层厚度、温度及沥青层老化状态等因素都应该考虑在内。     

道路沥青材料VOCs的指纹组分及其定量分析

深入开展沥青材料环境影响规律研究,是加快推进交通运输污染防治和绿色交通发展的重要手段之一。针对热拌沥青材料在使用过程中挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds,VOCs）释放量小、组分复杂且材料来源和环境因素依赖性强等难以定量表征的科学问题,开展包括不同沥青材料间VOCs公共组分、特有组分和超微量组分的VOCs全组分的特征研究。综合共计80种沥青材料的VOCs组分特征,提出并定义沥青材料VOCs的指纹组分。基于指纹组分的释放量-色谱峰面积的绘制,分别构建沥青材料VOCs中单一组分释放量和VOCs释放总量的计算方程。研究结果表明：不同沥青材料的VOCs释放差异显著,其组分信息和对应释放量均存在很强的原材料来源依赖性;沥青VOCs的指纹组分具有色谱峰面积大、组分纯、毒性强等特点,包括2-甲基戊烷、正己烷、3-甲基己烷、庚烷、2-甲基庚烷、丙酮、甲基丙烯醛、正丁醛、异戊醛、苯、甲苯和二硫化碳这12种物质;该系列指纹组分能够用于沥青材料VOCs的单一组分释放量和总释放量的快速准确分析;70A沥青、70B沥青、90A沥青、90B沥青和SBS改性沥青在160℃加热条件下的VOCs释放总量分别为4.42,3.32,2.52,2.29,1.88 μg·g^-1,其中指纹组分的总释放量分别为3.00,2.33,2.01,1.75,1.44 μg·g^-1;70号沥青中释放量最多的物质包括正己烷、2-甲基戊烷和庚烷,其释放量均大于0.40 μg·g^-1;90号沥青和SBS改性沥青中,释放最多的物质为正丁醛,其中90A沥青中正丁醛的释放量高达0.76 μg·g^-1。