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2026年01月31 00:00

通过系统梳理与分析现有文献,明确粉煤灰在改良公路土体领域的研究热点,总结粉煤灰的安全前处理技术,系统评述单掺粉煤灰、复掺改良、碱激发粉煤灰、碳化粉煤灰及纳米改性等新兴技术在公路土体改良中的研究进展; 从力学特性、耐久性、微观形貌及反应机理等维度,深入剖析不同改良方式的作用效果,并归纳影响粉煤灰改良体系性能的关键因素。研究结果表明:粉煤灰可显著提升公路土体性能,通过复掺改良、地聚物协同等技术手段能进一步优化改良效果,在公路工程中展现出广阔的应用前景; 当前研究仍存在粉煤灰活性激发方式有限、多源固废协同利用不足、多重环境-荷载耦合作用机理尚不明晰、改良土体的长期性能演变与风险缺乏监管、以及应用场景拓展受限等问题; 未来研究应聚焦于开发多元复合激发体系与智能化改性技术,深入探索多源固废协同机制与工程应用,构建粉煤灰改良土体长期性能演变的多尺度评估模型,深化多因素耦合作用下的土体改良机理,拓展粉煤灰在公路路基填筑中的规模化应用场景,为固废资源化利用与交通基础设施绿色低碳发展提供技术支撑。

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凌濛,陈浩,许鹰,崔瑛泽,杨萌 — 2026年01月31 00:00

为进一步提高中国沥青路面面层服役寿命,针对自上而下(TD)的开裂机理与性能评价,从沥青路面TD裂缝的表观特征、开裂机理、影响因素、预测模型与性能评价试验5个维度综述了国内外有关研究,阐明了TD裂缝产生时间和裂缝在路表及深度方向的演化规律,论述了拉应力、剪应力及二者同时对裂缝起裂和扩展的控制作用,分析了荷载、环境、结构与材料等因素对开裂性能的影响,对比了基于经验模型、力学-经验模型及机器学习模型的TD裂缝预测方法的优缺点,并总结了足尺加速加载试验(APT)、单轴贯入度试验(UPT)、半圆弯曲(SCB)试验等性能评价试验的进展与局限。研究结果表明:TD裂缝在路表的扩展呈现三阶段特征,向下扩展时会向施加荷载的方向偏移; TD开裂受多种应力作用,其机理复杂且尚未达成统一,这将是未来研究的重点和热点; 影响TD开裂的因素众多,目前已经明确了单一因素的作用,但多因素耦合效应下的裂缝演化规律及相互影响关系仍不明确; 相比于传统经验模型和力学-经验模型,数据驱动的机器学习模型在处理高维非线性与多因素交互方面展现出更优的拟合与预测潜力,但仍需进一步研究其泛化能力、可解释性以及与力学机理模型的融合; 针对沥青路面TD开裂性能,虽然室内单轴贯入度试验和加速加载试验能有效揭示裂缝的宏观发展规律,但仍缺乏能够精确模拟复杂工况的标准化和高效评价方法,未来应发展和完善室内与现场结合的标准化性能评价体系,以实现长寿命路面服役目标。

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2026年01月31 00:00

针对新疆阿乌阿地处荒漠绿洲区,长期冻融作用会导致变质砂岩劣化损伤进而影响边坡浅层岩体变形稳定性的状况,选择阿乌阿(阿克苏经乌什至阿合奇)公路边坡变质砂岩为研究对象,设计3组工况(FT-1、FT-2、FT-3,温度分别为-10 ℃～20 ℃、-20 ℃～20 ℃、-30 ℃～20 ℃)下的冻融循环试验,分析变质砂岩的表观损伤阶段、物理响应参数、力学行为参数的变化规律,揭示冻融对阿乌阿公路边坡变质砂岩的劣化损伤特性。研究结果表明:冻融循环次数越大,变质砂岩劣化损伤程度越大,表观损伤阶段依次为劣化颗粒出现、岩屑岩渣剥落、微小裂隙萌生、裂缝扩展贯通; 冻融循环次数增加导致饱和含水率先增后稳,纵波波速先降后稳,质量变化呈先增后减趋势,岩样物理参数发生显著变化的关键阈值为冻融循环30次; 冻融循环次数越大,岩样应力-应变曲线表现为峰值应力减小,峰值应变先减后增,压密阶段增长,弹性阶段缩短,峰后应力跌落速度减缓,塑性逐渐增强; FT-3工况下岩样的单轴抗压强度和弹性模量变化最显著,分别折减了48.83%和60.98%; 冻融损伤变量与冻融循环系数的变化关系符合指数型函数,前期非线性快速增长,后期趋于平缓; 环境预设最低温度越低,劣化程度越高。研究成果可对认识冻融循环作用下新疆荒漠绿洲区变质砂岩的劣化损伤提供一定参考。

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2026年01月31 00:00

采用石灰岩、KL90和废旧沥青混合料的抽提再生沥青制备了不同粉胶比的6种沥青胶浆,基于线性振幅扫描(LAS)试验测试了不同矿粉类型和粉胶比的基质与再生沥青胶浆的疲劳性能; 借助黏弹连续损伤(VECD)理论,引入最大应变系数修正了VECD模型,并采用应力峰值和初始模量下降35%这2种失效判定方法进行了基质与再生沥青胶浆疲劳失效的对比分析和寿命预测。研究结果表明:修正VECD模型及简化方法可有效减小由于模型系数初始值猜测以及试件平行样变异性导致的疲劳寿命结果差异性,相同条件下,基质沥青胶浆比再生沥青胶浆更快破坏,并在加载应变为17%～30%处出现了应力-应变的非规律变化,这是由于高应变条件导致沥青胶浆失去黏弹性特征而发生破坏,且相比低粉胶比试样,高粉胶比试样承受高应变荷载的能力弱; 粉胶比的增大会加快沥青胶浆的疲劳损伤速率,并缩短疲劳寿命,这是由于高粉胶比下沥青胶浆刚性增强,沥青膜变薄,从而加剧了应力集中,加入最佳掺量再生剂的再生沥青胶浆的疲劳寿命完全可以得到恢复; 建议采用应力峰值失效点分析再生沥青胶浆的疲劳性能,以避免由于试样变异系数过大导致的误差,同时提高疲劳寿命结果的计算可靠性; 最大应变取2.5%和5.0%时,计算所得厚沥青路面结构的抗疲劳性能优于薄路面结构。

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2026年01月31 00:00

为解决蓄能发光标线涂料中铝酸锶(SrAl₂O₃:Eu²⁺,Dy³⁺)微粉在使用过程中易水解失效的问题,从无机包覆工艺出发,选择廉价、耐久且透光的纳米二氧化硅包覆铝酸锶微粉,采用正硅酸乙酯(TEOS)和九水合硅酸钠(Na₂SiO₃·9H₂O)2种硅源进行了无机硅膜包覆方案研究; 从包覆温度、包覆时间和包覆量入手研究了2种包覆方案对铝酸锶微粉耐水性能的影响,并得出了2种方案的最佳制备工艺; 在此基础上,制备了2种硅源的无机包覆铝酸锶微粉,并对2种产品进行了宏观耐水性能测试和微观表征; 针对不同方案包覆的铝酸锶微粉在水性涂料中的分散性问题,采用吸油量测试方法研究了包覆前后铝酸锶微粉在水性涂料中的有机相容性。研究结果表明:TEOS和Na₂SiO₃·9H₂O的最佳包覆温度、时间和掺量分别为70 ℃、3 h、3%和80 ℃、3 h、4%,采用TEOS包覆方案时,铝酸锶微粉的耐水性能更优,较未包覆和采用Na₂SiO₃·9H₂O包覆时分别提升了30.64%和2.42%; 2种包覆方案均未改变铝酸锶微粉的晶体结构,物相保持稳定,TEOS包覆形成的无机硅膜表面更致密,温度稳定性更好; 包覆后铝酸锶微粉表面的无机硅膜导致其发光性能和在有机溶剂中的相容性受到一定影响,但不影响其正常使用,在实际标线制备中需加入分散剂,以避免铝酸锶微粉团聚。综合考虑成本、工艺和性能,TEOS包覆方案更优。

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2026年01月31 00:00

为协同提升高韧性混凝土(HTC)的韧性及其在季冻区服役的耐久性,采用乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)乳胶粉分别与丁苯(SB)乳胶粉和苯乙烯-丙烯酸酯(SA)乳胶粉复掺,成型不同复掺比例的改性HTC试件,通过强度、折压比评价HTC的力学性能及韧性,通过冻融及盐离子冻融循环试验对HTC耐久性进行评价,利用扫描电镜及孔结构试验对复掺乳胶粉改性HTC的微观结构及改性机理进行研究。研究结果表明:与EVA改性HTC(HTC1)相比,EVA/SB改性HTC(HTC2)和EVA/SA改性HTC(HTC3)的抗折强度和韧性均有显著提高; EVA/SB与EVA/SA均可以提高HTC的抗冻和抗盐冻性能,EVA/SA对HTC抗冻和抗盐冻性能的提升作用更显著; 相较于HTC1,HTC2、HTC3的界面过渡区黏结更为紧密且内部孔洞较少,结构更加致密; HTC2、HTC3孔隙率更低,孔结构分布更为合理,EVA/SA相较于EVA/SB对HTC孔结构改善更为显著,这可归因于复掺乳胶粉能够在HTC内部聚合成膜,与水泥水化产物共同形成网状结构,同时乳胶粉及其膜结构填充了孔隙,使得HTC的界面过渡区及孔结构得到了改善; 研究结果为季冻区高韧性混凝土的耐久性设计与性能优化提供了理论依据与可行路径,对提升寒区工程结构的服役安全与使用寿命具有积极意义。

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2026年01月31 00:00

通过CiteSpace文献可视化工具,分析国内外高压旋喷注浆技术的发展脉络和重点领域。首先,介绍高压旋喷注浆的技术原理和现有工法分类,包括单管法、二重管法、三重管法,以及新发展的交叉喷射旋喷技术工法、双高压旋喷技术工法和双液旋喷技术工法。然后,从高压射流的特点及衰减规律、射流与土体相互作用机理、水泥土固化成桩机理3个方面深入分析旋喷成桩机理。最后,概述旋喷注浆技术长期存在的2个难题(旋喷成桩直径的准确预测和施工引起周围土体变形的计算分析),厘清旋喷成桩直径的影响因素,并归纳3类直径预测方法(经验公式法、半经验半理论法和人工智能方法),分析旋喷施工对周围土体的扰动与变形计算方法。研究结果表明:高压旋喷注浆技术在国内外已经建立了从理论到实践的完善体系,取得了长足的进步; 未来应进一步开展高压旋喷注浆过程的细观分析、新型注浆材料及智能施工控制等方面的研究,基于大数据和人工智能技术,建立力学理论和数据双驱动的高压旋喷注浆全过程分析模型,为提升高压旋喷注浆设计施工智能化水平奠定理论基础。

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2026年01月31 00:00

为使桥梁养护适应当前可持续发展要求,构建了一个融合桥梁退化预测、成本控制与绿色低碳目标的管养决策模型; 通过调研和机理探究,选取桥梁位置、设计时速、路基宽度、交通量、桥龄、桥型等作为特征列,基于反向传播(BP)神经网络构建了桥梁退化预测模型,将桥梁总体、上部、下部及桥面状态划分为5个等级; 提出了桥梁养护碳排放计算框架,包括维修工程和延误交通两部分,系统搜集并整理了材料生产与运输、能源及施工机械等环节计算时所需碳排放因子,根据二氧化碳在大气中随时间衰减的情况引入动态碳排放因子,以反映衰减效应,并从单桥单次维修、单桥多次维修逐步推出多桥多次维修的计算方法; 在此基础上,通过非支配排序遗传算法-Ⅲ(NSGA-Ⅲ)构建了基于养护费用、安全评级、二氧化碳排放量这3个目标函数的多目标优化模型; 以山东高速公路网为例,选取1 362座桥梁的7 225组数据进行模型训练和验证,通过设定不同的代价系数,调整BP神经网络模型层数,以准确率为评价指标测试了不同神经网络参数的退化模型的性能,并选取了最优模型; 进一步将该退化模型与NSGA-Ⅲ结合,通过非支配排序给出了Pareto前沿解集,设置了不同区分点,得到了不同偏重指标的养护策略。研究结果表明:在4层隐藏网络结构和对低等级状态预测错误设置更高惩罚权重的代价系数条件下,退化模型取得的分类准确率为76.5%,相较于网络结构相同但仅考虑均等错误代价的基线模型(分类准确率为67.2%)有明显提升,表明采用的代价敏感学习策略能改善模型对关键状态的预测性能; 结合NSGA-Ⅲ和较优的退化预测模型得到的Pareto解集包含了费用、均衡、安全与绿色方案,每个方案都无法在不损失其他指标的前提下提高某个指标,是局部最优解,而多种差异化方案能够满足桥梁养护的多样需求。

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2026年01月31 00:00

为探讨腹板剪切变形对单箱多室薄壁箱梁结构力学性能的影响,提出了一种考虑腹板等效剪切变形影响的箱梁单元(TBE),通过微元体平衡条件和变形协调关系,建立了单箱多室薄壁箱形截面弯曲剪力流的分布规律; 基于腹板剪切应变能等效原理,提出了腹板等效剪切变形影响系数的3种取值公式; 利用最小势能原理下的齐次解和Hellinger-Reissner变分原理下的伽辽金法,分别构造了包含剪切变形项的单元广义位移插值函数,实现了2种理论方法的相互验证; 基于最小势能原理和Hellinger-Reissner变分原理,建立了考虑腹板剪切变形影响的箱梁单元刚度矩阵和等效节点荷载向量。研究结果表明:提出的箱梁单元形式简洁,计算高效,能够克服剪切锁死问题,且与在经典梁单元中引入剪切变形影响的修正单元刚度矩阵结果一致; 建立的TBE模型能够准确预测单箱多室薄壁箱梁的内力和变形分布,与ABAQUS实体有限元模型相比,计算结果误差控制在3%以内; 当计算模型需同时考虑翼缘板和腹板剪切变形影响但缺乏有效途径时,建议采用各腹板最大剪应变与平均剪应变比值的平均值确定等效剪切变形影响系数; 若计算模型能够分别考虑翼缘板和腹板剪切变形的影响,建议基于腹板等效剪切应变能与真实剪切应变能等效原理确定该系数; 对于宽箱梁,还需进一步考虑剪力滞后效应。

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2026年01月31 00:00

为探究混凝土受剪损伤破坏过程的声发射特性,开展了Z形试件的直剪和压剪破坏试验,联合累积能量、幅值和计数时变曲线、计数-幅值、上升角(RA)-平均频率(AF)及b值等多种声发射参数分析方法,探明了混凝土受剪损伤破坏过程的声发射特性。研究结果表明:压剪试件因水平力约束,具有更高的承载力,材料内部损伤劣化程度更高,声发射信号更活跃; 在微裂纹萌生阶段,所有试件的声发射信号幅值集中在80 dB内,振铃计数低于200,而在剪切裂纹成型、扩展和宏观裂纹阶段,其声发射信号幅值高于80 dB,该特征与受力形式无关; 所有试件的剪切裂纹单元数均超过80%,明显大于拉伸裂纹单元总数,说明各试件产生的裂纹以剪切裂纹为主,且其聚类中心的AF和RA范围分别为20～40 kHz和0.3～0.6 s/V; 竖向加载时,压剪试件的b值呈三阶段破坏特征,初始阶段b值较高且声发射信号幅值低于70 dB,损伤稳定扩展阶段b值数据点变得密集,且维持在1.4上下波动变化,而直剪试件此特征不明显,破坏阶段b值持续震荡下降,且80 dB以上高幅值信号剧烈增多,此外,b值首次持续下降预示混凝土材料出现剪切裂纹。

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2026年01月31 00:00

为了提升轻型覆表式回转缆地锚锚碇(回转缆锚碇)的安全耐久性能,结合世界首座独塔单跨地锚式回转缆悬索桥工程,探究回转缆锚碇可能存在的失效模式及对应的极限承载力。回转缆锚碇无需承担主缆上拔力,可以明显缩小锚碇体积; 覆表式轻型化设计使得其在水平拉力下容易与基岩发生滑移,受地基初始应力的影响较大。基于回转缆锚碇的受力特征,识别回转缆锚碇的3种主要失效模式,包括回转缆锚碇基础齿坎开裂失效、锚碇-地基接触界面滑移失稳以及地基剪切破坏失效。基于现场地勘数据,建立考虑初始地应力干扰的回转缆锚碇-地基接触界面精细化模拟模型与回转缆锚碇极限承载能力评估框架。依托某独塔单跨回转缆悬索桥工程,建立全桥多尺度模型,利用现场实测数据验证回转缆锚碇模型的精度。研究结果表明:回转缆锚碇基础齿坎开裂失效为控制失效模式,其极限承载力仅为1.87倍设计荷载; 荷载为2倍设计荷载时,回转缆锚碇-地基接触面和回转缆锚碇前侧土体可能发生滑移; 荷载为2.5倍设计荷载时,地基塑性区迅速发展,可能导致剪切破坏; 建议通过优化齿坎的布置形式,提高锚碇与基岩之间摩擦因数或者降低锚碇对基岩承载力的需求,提升回转缆锚碇的使用寿命。

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2026年01月31 00:00

为解决中国现行规范中对高速公路互通式立体交叉(简称互通)范围内主线分流方式的选择仅定性规定了应依据主、次交通流选择,但未明确不同分流方式选择的交通量和分流比例,导致设计人员选择随意性大的问题,并为互通范围内单向三车道高速公路主线分流方式选择提供定量指标依据,基于无人机航拍及YOLOv8目标检测技术,采集高速公路互通主线分流区的交通流数据,分析主线分流区车辆运行速度、车头时距、变道轨迹等关键交通流仿真参数,并建立单向三车道主线分流区仿真模型; 基于修正双曲正切微观变道模型,提出单向三车道主线分流区车辆变道最小长度,并据此调整仿真模型变道参数; 通过GEH法检验模型的准确性,以延误时间和冲突率作为通行能力和安全性的评价指标,运用控制变量法分析主线分流前交通量、主线设计速度以及左行分流比例对延误时间和冲突率仿真结果的影响和变化规律,提出基于临界交通量和临界分流比例的单向三车道主线分流方式所适应的交通条件。研究结果表明:单向三车道主线分流方式的适用性与主线分流前交通量、主线设计速度密切相关,左侧直接分流和右侧间接分流2种主线分流方式随分流比例变化呈现出不同优势,但此2种分流方式对主线分流区通行效率的优化程度有限,在设计时不能只简单地将主、次交通流作为单向三车道主线分流方式选择的依据,应综合分流比例并优先考虑交通量对其适用性的影响。

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2026年01月31 00:00

利用Krauss模型和智能驾驶模型(IDM)分别描述了网联辅助驾驶车辆(CHV)和网联自动驾驶车辆(CAV)的跟驰行为和行驶特征,考虑交叉口进口道的交通需求与CAV渗透率的变化,以进口道中不同功能车道交通流量分配均衡为约束,使用绿灯时间利用率和转变指标建立了CAV专用车道配置方法; 结合直行待行区设计了1个直行CAV专用车道动态配置(方案1)与2个直行CAV专用车道动态配置(方案2),提出了对应的CAV专用车道配置管理方法; 采用随机抽样法确定了仿真试验的交通流量输入参数,利用SUMO和Python搭建了交通仿真模型,对比分析了CAV专用车道方案的实施效果; 采用敏感性分析方法,从交通流量和CAV渗透率的角度分析了CAV专用车道方案的适用情景。研究结果表明:CAV渗透率为50%的情况下,不同车道配置方案对交叉口车均延误和停车次数的影响差异显著,相较于原交通管控方案,方案1可使车均延误减少5.79%,能有效减轻车辆混合通行造成的交通拥堵,充分发挥CAV的跟驰性能,提高道路通行效率; CAV渗透率小于35%时不宜设置CAV专用车道,CAV渗透率处于35%～70%时1个直行CAV专用车道的通行效率最高; CAV渗透率大于70%时2个直行CAV专用车道的车均延误最低; 在车流饱和状态下,CAV专用车道方案下的车均延误相较于原交通管控方案下降了14%。

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徐增丙,黄正 — 2026年01月31 00:00

针对单一时域振动信号故障特征表征能力有限及单一深度学习诊断模型诊断性能不足,导致夹送辊损伤状态识别精度欠佳,提出一种融合多域信息的夹送辊损伤状态评估方法。为充分利用各域信号的特性,将原始振动信号、基于快速傅里叶变换(FFT)的频域信号、基于连续小波变换(CWT)的时频图分别输入基于Yu范数的深度度量学习模型(Yu_DML)、深度信念网络(DBN)和AlexNet卷积神经网络进行初步诊断分析,然后结合加权软投票法的决策层融合策略充分发挥各深度学习模型的识别性能和多域信号特征互补的优越性,从而获取最终诊断结果。为验证所提方法的有效性,采集某钢厂夹送辊装置的振动信号数据并进行损伤评估试验。研究结果表明:提出的多域信息融合方法显著提升了诊断精度,与单一的Yu_DML、DBN和AlexNet模型相比,提出方法的诊断准确率分别提高了28%、2.8%和4.0%,证实了融合多域信号与多模型的有效性; 通过与基于简单软投票和简单硬投票的融合方法进行对比试验,提出方法采用的加权软投票策略将诊断精度分别提升了2.0%和2.8%。研究结果凸显了加权软投票融合策略能根据不同深度学习模型的识别率大小合理地分配权重,完成各基模型诊断信息的整合,并通过抗噪性试验证实了提出方法具有一定的泛化性能,具有迁移应用的潜力。

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2026年01月31 00:00

为研究连续搅拌设备内的颗粒运动特性和作业参数对多介质路面材料搅拌均匀性的影响,以半柔性路面材料为例,在相似理论的基础上建立了连续搅拌设备模型,采用离散元方法模拟了设备内不同粒径的颗粒分布、运动轨迹及速度特征; 以离散系数为评价指标,分析了搅拌轴转速和颗粒供给量对搅拌出料口颗粒均匀性的影响,确定了最佳组合参数,并通过方差分析(ANOVA)确定了最大显著影响因素。研究结果表明:与Hertz模型相比,Hertz-Mindlin with JKR接触模型的颗粒受黏结力作用,黏聚程度较高,扩散程度较小,更接近混凝土塌落的实际情况; 相同粒径颗粒在连续搅拌设备进料口处聚集性最大,经过搅拌后沿轴线逐渐分布均匀,在出料口混合程度最佳; 混合料在搅拌设备中间区域出现聚集现象,在搅拌叶片的驱动下产生沸腾效应; 进料口和搅拌轴与搅拌设备内壁间的颗粒速度较大,沿搅拌轴中间区域的速度较小; 搅拌工作开始后8 s左右颗粒平均速度在0.09 m/s附近波动,此时搅拌设备内颗粒基本充盈,进入稳定工作状态; 在搅拌叶片的带动下,颗粒间存在一定间隙,可增加颗粒在运动中与其余类型颗粒接触的机会,促使搅拌均匀,且颗粒均匀性从进料口到出料口不断增大; 当颗粒供给量为164 t/h,搅拌轴转速为160 r/min时,搅拌均匀性最佳; 通过双因素方差分析得出,颗粒供给量对搅拌均匀性的影响大于搅拌轴转速。