城市道路十字交叉口通行能力研究

道路交叉口是城市路网的瓶颈,十字交叉口是交叉口的典型类型,这与城市建筑布局密切相关.通过对车道通行能力、无信号控制交叉口及有信号控制交叉口通行能力的研究,提出了提升交叉口通行能力的手段和措施,以便更好地满足道路通行的要求,进而最大限度地发挥城市道路的交通效率.

热夹层条件下沥青路面温度梯度分布特征研究

为探讨热夹层条件下沥青路面温度梯度变化与外界环境因素之间的相关关系,采用三维有限元数值计算方法,分析了不同热夹层条件、路表环境温度及对流系数下沥青路面结构温度场的空间分布规律,构建了外界环境参数、热夹层温度与热稳态路表温度的对应数据库,并基于多元线性回归分析方法,建立了沥青路面热夹层温度预估分析模型.结果表明:无热夹层条件下道路表面环境温度是影响路表热稳态温度的主要因素,对流系数的变化对沥青路面温度场空间分布几乎没有影响;有热夹层条件下路表热稳态温度随路表环境温度的下降而降低,且对流系数的增大对路表热稳态温度的下降速度有推动作用;所构建的沥青路面热夹层温度预估模型具有高度显著性,模型系数的置信概率较高,热夹层温度预测值与理论值之间误差较小,模型精度良好.研究成果为低温地区结冰路面热夹层温度控制提供了理论依据.

基于多层次模糊综合评价的路用基层材料甄选分析

针对水泥、石灰稳定集料及离子加固土等常用筑路基层材料,综合考虑材料的可获得性、施工要求、耐久性、承载能力、能耗、环保性、材料经济费用和使用寿命8种影响因素,在建立决策指标的层次结构及评价指标的模糊关系矩阵的基础上,通过层次分析法构建了基层材料选择的多层次模糊综合评价模型,并由模糊数学运算得到了不同材料的综合性能排序,进而提出了路用基层材料选择的最佳方案.多层次模糊综合评价模型的评价指标易于量化,准确性高,适用于解决多因素影响下基层材料的选择问题.研究成果为路用基层材料的合理选择提供了理论基础与技术保障.

基于VISSIM的城市主干道双向绿波交通仿真与评价

绿波交通是缓解城市主干道交通拥堵的重要措施之一.利用微观仿真软件VISSIM对城市主干道双向绿波交通实施效果进行了评价.仿真结果表明:在特定的流量下,相对于单点控制,绿波交通能有效减少主干道延误,但有可能会增加部分相交道路的延误.另外,车辆速度和相位差均对绿波交通实施效果有显著影响,主干道车均延误随着车辆速度和相位差的增加呈现"U"字型的特征.利用VISSIM仿真系统能够找到最佳的绿波速度和相位差,使绿波交通的实施效果达到最优化.

压剪耦合条件下沥青-集料界面粘脱滑移特征行为研究

为探求沥青与集料界面间的压剪断裂失效机制,在研发测试加载系统及分析原材料基本物性参数的基础上,通过制作沥青-集料三明治试件,开展了不同影响因素(集料粗糙度、沥青老化、环境温度及加载速率等)下沥青-集料界面的粘脱滑移特征行为研究,定量感知了沥青-集料界面的应力传荷与粘脱滑移过程,构建了沥青-集料界面的粘脱滑移本构模型.结果表明:增大粗糙度和法向应力与加快荷载速率能够提升界面抗剪能力与剪切抑制能;沥青老化在一定程度上能够提高界面抗剪强度,但降低了界面剪切抑制能;所构建的粘脱滑移本构模型能够表征沥青-集料界面在压剪耦合状态下应力变化三阶段特征.研究成果可为沥青混合料复杂力学行为的细观分析提供理论支撑,并为混合料结构参数的优化设计提供科学依据.

基于GRA与BP神经网络的沥青路面模量参数反演分析

为了提升沥青路面模量参数反演分析的可靠性,基于沥青路面动力有限元数值分析模型,在构建FWD路表弯沉与结构层模量参数对应数据库的基础上,将GRA和BP神经网络分析方法相结合,实现沥青路面模量参数的反演分析.结果表明:FWD径向距离为0,60,210 cm处的路表弯沉值分别与面层模量、基层模量和路基模量的关联度最大;相对于传统的BP神经网络方法,GRA方法的引入提升了沥青路面各结构层模量反演结果的精度和稳定性.研究成果为利用FWD测试技术诊断与评价沥青路面各结构层的性能状态提供了新视角.

基于Manhattan距离的城市轨道交通布控研究

研究了城市轨道交通布控理论中的设计技术,分析了城市轨道交通站点和线路布控原则、站点设计、线路布控、方案评价模型等内容.站点布控设计模型中,根据线路长度(L)和平均站点间距(d)可确定n个线路的站点个数,以最小站间距(dmin)和最大站间距(dmax)可依次优选具体站点,确定所有可行线路方案.线路布控设计模型研究认为,应尽量保持线路走向的平顺,以减少城市轨道交通线路总里程.基于Manhattan距离的覆盖量模型分析,将客流的乘坐意愿按站点距离分级(θi)加权折算,可量化预测站点客流量.根据线路覆盖量(C(sj))、轨道交通线路总建设费用(S)、单位长度承载客流量(T)建立的目标函数,当C(sj)较大、S和T较低,即线路单位建设成本较低时,设计方案较优.

基于临界车速的平面交叉口通行模式设计

城市道路平面交叉口成为限制路网通行能力的瓶颈之一.针对大部分交叉口入口车速较慢,导致车辆相互作用强烈、延误时间增加、通行能力下降等问题,提出了基于临界车速的通行方法,建立了停车线位置及信号周期配时的优化模型,将车流提前放行,提高车辆在交叉口内的通行速度,以达到降低车辆运行延误、提高交叉口通行能力的目的,使交叉口内通行模式转变为路段通行模式,并通过VISSIM仿真,验证其有效性.结果表明:该交叉口通行模式在避免车辆排队溢出的条件下,车辆平均延误降低了31.92%,出口流量提升了4.54%.

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。

沥青路面结冰条件判别标准及SVM预测分析

为了探讨沥青路面结冰与道路气象环境间的相关关系,实现路面结冰状态的准确预报,在分析影响沥青路面结冰的主要气象环境因素的基础上,探讨了不同降水类型与气象环境参数的关联性,建立了沥青路面路表温度预估分析模型。结合Norrman路面结冰打滑判别准则,提出了浙中地区冬季沥青路面结冰状态判别标准。通过支持向量机方法(SVM),以RBF函数作为模型核函数,构建了不同降水类型条件下以地表温度与气温为输入量的沥青路面结冰预测模型。结果表明:不同降水条件下沥青路面结冰时的日均气温、日均测点路表温度、日均风速、日均降水量以及日均相对湿度存在差异,其中,日均气温与日均测点路表温度变化差异较大,日均风速与日均降水量次之,日均相对湿度变化差异较小;通过气象环境监测数据可实现降水类型的间接判别和沥青路面路表温度的预估分析;不同结冰类型对车辆行驶安全的影响从高到低依次为雪降到严寒路面、雨降到严寒路面和雪降到温暖路面;使用SVM构建的路面结冰预测模型对路面结冰状态的预测效果较好,错报率低于6.5%,未出现结冰天气的漏报,同时具有良好的泛化能力,充分展现了SVM在道路气象预报领域的应用前景。