可持续城市道路设计探讨

在中国,当前大部分城市道路设计依然依据传统的指导方针:即强调车辆行驶的机动性和安全性并且尽量减少建设的前期费用,而较少考虑资源和环境方面。笔者将从更广的范围界定城市道路的可持续性,探讨城市道路的可持续设计要点,叙述城市道路相关可持续解决方案以及相应的运用案例,论述可持续设计理念在中国的应用现状及其前景。

交通事故多发路段研究

通过对已有的道路交通事故多发路段鉴别方法的分析,在累计频率法的基础上进行了改进,并编制了相应的计算机程序。通过程序以一定的步长重新划分路段单元,多次搜索事故多发路段位置,并进行精简合并处理。结果表明可以有效的减少事故多发路段鉴别遗漏,并准确定位。数据分析表明了事故多发路段的死亡人数和事故数量远高于正常路段,因此通过对事故多发路段的整治可有效的增加道路交通的安全性。

基于驾驶人因的夜间高速公路隧道入口区域诱导系统优化研究

驾驶人夜间进行道路视认及驾驶决策的难度较大,夜间高速公路隧道入口区域事故频发且严重性高。从驾驶人因角度出发,考虑进入隧道过程中驾驶状态变化,将隧道入口区域分为决策段、接近段、入口段及过渡段,并设计由隧道反光环、警示型线形诱导标、柔性警示柱及防撞桶等组成的隧道入口区域视线诱导系统,缓和隧道入口区域视觉环境的剧烈过渡,降低驾驶任务决策难度。利用模拟实验对所提方案进行评价。结论表明,视线诱导系统可有效改善夜间隧道入口驾驶人视区过渡,缓和驾驶任务,保障交通安全。

低等级公路隧道V形反光环合理夹角设置研究

反光环在公路隧道内具有良好的行车诱导效果,其中V形反光环在单洞双向的低等级公路隧道中获得了较为广泛的应用,但其夹角范围没有明确规定,也缺乏相关应用标准及指南。文中针对限速20~40 km/h的公路隧道,在分析驾驶人动态视认性基础上,得出V形反光环的夹角范围为25°~32°时,相比垂直型反光环视认性显著提升,反光环的诱导效用加强,保障了隧道空间路权。同时V形隧道反光环还具有污染少、结构稳定性好、不易侵入建筑限界、更易于养护清洗等特点。V形反光环夹角合理取值为30°,建议在限速不高于40 km/h的低等级单洞双向公路隧道中推广应用。

高速公路隧道入口区域交通工程设施改善对策与应用

高速公路隧道入口区域交通事故率高于普通路段,尤其是追尾、撞击洞门事故频发,容易造成群死群伤。为提升高速公路隧道入口区域的交通安全,在《公路隧道提质升级行动技术指南》对交通工程设施相关规定的基础上,提出隧道入口区域交通工程设施应满足空间路权、驾驶人因和驾驶任务的基本原则。隧道入口区域典型问题集中于可变信息板、标志信息和视线诱导设施上,主要是信息组合不良、交通标志位置不当、诱导信息不连续和不一致。由此进一步提出隧道入口区域标牌内容、形式和位置的设置建议,并提出通过增设环形立面标记、隧道轮廓带、警示型线形诱导标、柔性警示柱和防撞桶等视线诱导设施来加强隧道入口区域的视觉环境过渡的方法。最后,基于空间路权、驾驶人因和驾驶任务3个基本原则对交通工程设施改善效果进行评价。

加热型沥青路面路表温度预估分析模型研究

加热型沥青路面防冰效果通常受路面结构组合、加热层温度以及外界环境条件的影响,并可用路表温度作为融雪化冰的控制指标。采用有限元数值分析方法,探讨了路表温度与结构层厚度、热夹层温度、环境温度以及对流系数的相关关系,构建了热稳态沥青路面路表温度预估模型。结果表明:对流系数与道路面层厚度是影响热夹层条件下沥青路面路表温度的主要因素,加热层温度与环境温度是次要因素;沥青路面路表温度预估模型显著性明显,模型系数置信概率较高,温度预测值与计算值之间误差较小,模型预估精度良好。研究成果为低温地区加热型沥青路面防冰控制策略提供了理论依据。

考虑支座弹性支承的变截面高墩稳定计算

变截面高墩墩顶由于受到支座的弹性固结作用,其稳定性介于底端固支顶端自由与底端固支顶端水平链杆支承两种状态之间,规范给出的计算方法已经无法适用,变截面的影响使稳定分析更加复杂。本文基于最小势能原理推导了考虑支座弹性支承刚度和变截面影响的高墩稳定变分式,采用瑞利-里兹法求解出变分式的近似解,得到高墩挠度曲线方程,进一步可以推导出高墩临界压力以及计算长度系数,并与有限元计算结果对比。该推导概念清晰,结果准确可靠,可以为工程设计提供参考。

沥青路面界面聚合微胶囊的制备和性能

为提高沥青胶浆的自愈性能,以沥青再生剂为囊芯材料、异佛尔酮二异氰酸酯和蒸馏水分别为油相和水相囊壁材料反应单体,采用界面聚合法制备了聚脲囊壁材料包裹沥青再生剂的微米级损伤自愈路用微胶囊,并利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、激光粒度仪和热重分析仪(TGA)分别从微观形貌、粒径、壁厚、化学结构及热稳定性等方面评价了路用微胶囊的技术性能。基于小梁弯拉愈合试验,系统研究了微胶囊掺量、愈合时间、愈合温度和粉胶比对微胶囊沥青胶浆自愈性能的影响。结果表明,制备的路用微胶囊表面光滑平整,粒径分布均匀,囊壁完整,化学结构稳定,热稳定性良好;微胶囊沥青胶浆的自愈性能随微胶囊掺量的增大先上升后下降,随愈合时间的延长先上升后趋于稳定,随愈合温度的升高先上升后趋于稳定,随粉胶比的增大而降低。

蓄能型自发光交通安全标识路用性能测试技术研究

蓄能型自发光交通安全标识在黑暗条件下能够为行人提供通行指示,有效减少交通安全隐患,具有巨大的社会经济效益。构建了蓄能型自发光交通安全标识路用性能评价指标体系,提出了蓄能型自发光交通安全标识亮度性能等测试所需的设备,明确了测试要求,为保证蓄能型自发光交通安全标识的路用性能提供了参考依据。

基于视觉需求的城市水下特长隧道光环境评价与优化综述

为提高城市水下特长隧道的行车安全和运输效率,总结了城市水下特长隧道光环境典型问题与改善措施,分别从舒适性、经济性、设置依据、安装形式等方面对洞口遮光设施、出入口加强照明、景观装饰、视线诱导系统4种隧道光环境改善措施进行了比较分析;依据马斯洛需求层次理论对驾驶人视觉需求进行分层,提出了包含事故分析、评价体系、优化思路、优化方法的城市水下特长隧道光环境评价体系与优化研究框架。分析结果表明:城市水下特长隧道光环境主要有出入口的明暗适应、道路线形变化引起的视距不足、中部的视觉参照信息不足、隧道整体空间路权不清晰的问题;设置视线诱导系统是一项低成本、有效的光环境优化方法,能满足驾驶人在不同隧道路段上的视觉差异化需求;驾驶人视觉需求由低到高可以分为功能性、安全性、舒适性、美观性,并依次对应相应的基本型、安全型、舒适型、韵律型视觉参照系,可构建以空间路权、人因与驾驶任务、差异化、韵律性为指标的评价体系来评价城市水下特长隧道光环境;城市水下特长隧道光环境优化应将视线诱导和加强照明相结合,主要通过视线诱导系统来重构视觉参照系,隧道接近段、入口段、中间段普通区、出口段应以舒适型视觉参照系为优化目标,中间段提醒区及唤醒区则应构建韵律型视觉参照系。

微胶囊沥青胶浆流变性能变化规律

通过界面聚合法制备了沥青再生剂为囊芯材料的路用微胶囊(self-healing microcapsules, SHM)。为评价SHM对沥青胶浆流变性能的影响,制备了不同SHM掺量(质量分数分别为0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%)的70号基质沥青胶浆和SBS改性沥青胶浆。通过动态剪切流变试验(DSR)和弯曲梁流变试验(BBR)对SHM沥青胶浆的流变性能进行了试验研究。结果表明:随着SHM掺量的增加,沥青胶浆的车辙因子G;/sinδ降低24%~31%左右,当SHM掺量大于0.6%时,沥青胶浆的高温流变性能不再发生明显变化;随着SHM掺量的增加,SHM沥青胶浆的蠕变劲度模量S逐渐减小,同时蠕变速率m逐渐增大,说明SHM能显著提升沥青胶浆的形变恢复能力。