Study on the temperature characteristic and high temperature risk of asphalt layer of Beijing-Xinjiang ExpresswayWutong Daquan to Yiwu Section

High temperature rutting is a typical highway damage in Xinjiang, China, and its trigger process usually has a close relationship with characteristics of road temperature distribution. A numerical model of earth-atmosphere coupling heat transfer on a typical section of the Beijing-Xinjiang Expressway(G7) from Wutong Daquan to Yiwu was established in this work. Spatiotemporal characteristics of pavement structure layer temperature distribution, frequency and duration times of road surface high temperature from May 1 to September 30 are statistically studied. The effects of wind speed, weather and air temperature on asphalt layer and pavement temperature are analyzed. The results show that:(1) Spatial and temporal temperature distribution characteristics of pavement structural layers are greatly affected by the coupled earth-atmosphere heat transfer process. Surface temperature increases along the airflow direction and daily temperature variation of the pavement structure layer decreases with an increase of depth.(2) G7 expressway will face the challenge of high rutting damage. The proportion of temperature higher than 50 ℃ for pavement surface and asphalt upper layer both exceeds 50%and high temperature of road lasts for more than six hours in numerous days.(3) High temperatures of asphalt pavement are usually associated with low ambient wind speeds, while the wind flow has little cooling effect when the road surface temperature is relative high. Weather conditions have a significant impact on temperature of the road surface. The probability of high temperature in sunny days is obviously higher than other weather conditions.(4) Pavement temperature rises as air temperature rises. When air temperature is higher than 30 °C, the proportion of pavement daily maximum temperature over softening point reaches up to 78%.

Reinforcement Technology for Soft Soil Roadbed in the Widened Section of Expressway Expansion

This article examines the soft soil roadbed reinforcement technology for widened sections of highways in a specific project.It provides an overview of the project,the principles of soft soil roadbed reinforcement technology for wide sections,and its practical application.The analysis aims to offer guidance on applying soft soil roadbed wide section reinforcement technology and enhancing the overall quality of similar projects.

Design Strategies of Expressway Routes and Interchanges

Road traffic conditions can have an important impact on the economic development of various regions.Under the background of rapid social and economic development,more and more expressway construction projects are initiated in various regions,including both new expressways and expansion of old expressways,and interchange design plays an important role.Scientific and reasonable interchange design can not only realize energy saving and low carbon footprint,but also be people-oriented and promote regional economic development.Therefore,this paper mainly analyzes the highway route and its interchange design strategy for reference.

Expressway Route and Interchange Design

With the rapid development of the socio-economy and the growing demand for transportation,highways have become an indispensable and important part of the modern transportation network.The design of highway routes and interchanges is a key link in highway construction,which directly affects the efficiency,safety,and traffic smoothness of highways.Based on this,this article analyzes in detail the highway route design and the design of two common interchanges,in order to improve the highway route design and the quality and efficiency of highway construction.

Ecological Design of Expressway Based on the Perspective of Landscape Ecology

The construction and operation of expressways will also bring a series of environmental and ecological problems,such as land use conflicts,ecological damage,environmental pollution,etc.In order to solve such problems,it is necessary to strengthen the application of landscape ecology.From the perspective of landscape ecology,this paper first introduces the impact of expressways on the ecological environment,and then analyzes the principles of expressway ecological landscape design.Landscaping,ecological environment,customer satisfaction,and other aspects have all performed well,with an optimization rate of over 90%.Future expressway design can strengthen the application of landscape ecology.

Analysis and Research on Interchange and Expansion options of Expressway

China's road network consists of numerous older expressways experiencing high traffic volumes and severe congestion,necessitating urgent reconstruction and expansion efforts.This study discusses the reconstruction and expansion project of the Yinkun Expressway's Chongqing High-tech Zone to Rongchang District section,with a detailed exploration of the entire design process.Through a comprehensive analysis,the strengths and weaknesses of different plans are examined,so as to determine the optimal plan.The design chosen saves costs while effectively addressing traffic demands.Additionally,the study summarizes the valuable design insights gained from this interchange transformation,aiming to provide valuable reference for similar interchange projects in the future.

Reliability Design for Longitudinal Slope Length of Expressway

The significance and the strategies of applying the reliability design method of longitudinal slope length in expressway engineering were explored in this study.The objective is to offer insights that can be beneficial for designing longitudinal slope lengths in contemporary expressway projects,with a focus on enhancing their reliability and safety.

基于平纵组合的山区高速公路连续下坡路段行车安全评价方法

受制于地理和经济条件,山区高速公路在建设中不可避免会存在连续下坡路段,其中平纵组合路段对车辆稳定性和安全性提出了更高的要求。为分析山区高速公路连续下坡平纵组合路段的行车安全,利用西南山区高速公路数据,以80 km/h的设计速度,在连续下坡路段的不同位置、不同平纵组合工况构建了驾驶仿真实验。根据驾驶者的心理数据、车辆速度变化数据和横向偏移数据推出综合评价指标;将综合评价指标与平曲线半径和纵坡进行相关性分析;再通过累计频率图划分评价阈值;提出了基于平纵组合的连续下坡路段行车安全评价方法,并依托评价方法提出了连续下坡路段坡顶、坡中和坡底位置的平纵组合设计建议值;并以西南山区某高速公路为例对该评价方法进行了应用与验证。研究结果表明:该方法能为高速公路连续下坡路段的行车安全评价提供有效的参考依据。

顶部隐伏溶洞对隧道围岩变形特征影响分析——以齐岳山高速公路隧道为例

齐岳山高速公路岩溶隧址区强致灾性隐伏溶洞较为发育,为研究隐伏溶洞对隧道围岩位移影响的变化规律,选取围岩等级、隧道埋深2个地质因素,对溶洞大小、溶洞与隧道的距离2个形态因素开展数值试验,讨论支护对围岩位移的影响,分析顶部隐伏溶洞对隧道围岩不同方向变形的影响,系统研究不同因素对顶部溶洞作用效果的影响规律。得到如下研究结果:1)顶部溶洞对围岩变形在垂直方向和水平方向的作用效果是相反的,在垂直方向,顶部溶洞减缓拱顶和拱底的收敛效果;在水平方向,顶部溶洞加剧拱腰的收敛效果,且对拱顶、拱底、拱腰位移变化的影响依次减小。2)随着围岩级别提高、隧道埋深增大、溶洞尺寸增大、溶洞与隧道距离减小,顶部溶洞对隧道围岩变形影响的作用效果增强;在因素设计范围内,各因素对顶部溶洞作用效果的影响差异明显。

基于实车路试的高速公路减速标线运行效果研究

为探寻高速公路减速标线设置对小客车的纵向运行特性的影响,明确减速标线的减速效果,以G50沪渝高速重庆段的3处减速标线区段为对象,开展了实车驾驶试验,采集了自然驾驶状态下的车辆速度、加速度和轨迹等数据,对比分析了车辆经过3处减速标线区段时的速度整体特征、幅值分布和变化模式;同时分析了纵向减速度变化特征;根据速度与加速度的组合示意图和纵向减速标线设置区段内速度的最大降幅、起止点的速度差异性,评价了减速标线的实施效果。结果表明:由于道路线形条件不同,3处减速标线区段的车辆行驶速度整体特征和变化模式存在差异,其中弯坡组合路段车辆速度存在波动,分为“近匀速—减速—加速—稳定—加速”的五阶段变化模式;减速度中位值和85%位值分别为0.123 m/s^(2)、0.225 m/s^(2)、0.185 m/s^(2)和0.346 m/s^(2)、0.513 m/s^(2)、0.489 m/s^(2)。减速标线主要有两方面作用效果:能够使车辆运行车速显著降低,或能够抑制车辆速度增加的趋势。研究成果为高速公路减速标线有效性评价及安全改善提供了基础数据支持。

支盘桩加固既有填砂路基深层软土的模型试验研究

高速公路改扩建中既有填砂路基深层软土加固时存在路面结构层和施工场地空间限制的问题。首先,提出使用单盘挤扩支盘桩方案进行地基处理,通过挤扩法成盘于桩顶,以期实现不破除路面结构层的情况下达到设置桩顶承台或托板的效果。其次,利用群桩地基物理模型试验模拟一个桩土单元体研究加固方案的承载过程,通过分析桩体、盘体和土体的力学及变形指标研究支盘桩加固既有填砂路堤的承载表现和土体变形特征,最后,考虑土体参数和桩体尺寸推导了既有填砂路基深层软土支盘桩加固方法的二维简化模型。研究结果表明,软土在恒载下桩体轴力和土压力随时间变化调整,原因在于软土的压缩性和砂土的散粒体属性;桩顶轴力总和与恒载大小近似线性正相关,同时支盘直径越大桩顶轴力总和越大、桩承荷载占比越高,试验发现支盘桩加固法的桩承荷载占比约70%。另外,利用所建二维简化模型进行参数分析发现填砂路基中的最小盘间净距与上覆荷载、填砂内摩擦角、深层软土强度指标和支盘桩几何参数相关。

PPP项目回报机制选择研究——以高速公路PPP项目为例

PPP项目回报机制的选择对于保障PPP项目顺利推进具有重要意义。在分析高速公路PPP项目回报机制选择影响因素的基础上,采用fsQCA方法,以我国55个高速公路PPP项目为样本,分析政府付费、使用者付费、可行性缺口补助等三种回报机制对应的内外部因素作用路径,总结归纳了PPP项目回报机制的选择原则,并以兴延高速公路为例进行验证说明。

基于多源数据的高速公路差异化收费路段识别

在全面推广高速公路差异化收费背景下,针对如何选取差异化收费路段的问题,建立一种基于多源数据的差异化收费路段识别方法.首先,基于高速公路门架数据、收费站出入口流量、普通国省道交通流量自动观测站数据等多源数据,从路段沿线社会经济发展水平、网络化水平、交通运行特征、交通可转移性、交通负荷均衡性5个维度,构建高速公路差异化收费路段识别指标体系.然后,基于k-means聚类和分类回归树算法(Classification and Regression Trees,CART)建立高速公路差异化收费路段识别模型.最后,以云南省130条高速公路路段为例,提取高速公路差异化收费路段细分规则及关键特征指标.研究结果表明:影响高速公路差异化收费路段细分的关键特征指标分别为路段成网率、收费站节点度、出行成本偏差率、路段全天小时拥挤度、可替代路径数量;根据决策树细分规则可将差异化收费路段划分为差异化上浮型、不适合差异化、差异化下浮型3种,符合高速公路实际收费运营情况.

基于元胞自动机的高速公路主线同侧连续入口间距研究

针对高速公路主线同侧连续入口处车辆行驶安全与通行效率问题,对高速公路主线同侧连续入口间距进行了研究。通过建立元胞自动机仿真模型,分析了主线与匝道设计速度的差异以及高速公路主线匝道连续入口间距各部分长度对交通冲突率、平均拥堵车辆数和平均速度的影响;提出了不同主线与匝道设计速度组合下的主线同侧连续匝道入口间距推荐值;并对不同间距组合下的工况进行了仿真对比分析。研究结果表明:当主线与匝道设计速度的差异较大时,现有规范中的高速公路主线同侧连续入口间距难以满足交通安全与通行效率要求;相比采用规范中的一般值,采用文中推荐值时的主线车辆平均速度由81.39 km/h上升到95.29 km/h,匝道车辆冲突率由0.0335次/(km·veh)下降到0.0256次/(km·veh),匝道车辆平均拥堵数由0.0077 veh/s下降到0.0022 veh/s,提高了车辆通行效率,降低了车辆发生事故的风险。

基于主线密度预测的快速路入口匝道控制方法

针对快速路入口匝道区域拥堵问题,本文提出一种基于交通密度预测的入口匝道控制方法。通过分析快速路匝道区域的交通特性,定义交通流缓行状态,利用经典宏观交通流模型对快速路主线的历史密度进行统计,基于速度、密度参数进行聚类分析量化缓行状态交通参数特征。基于城市交通流的日变化特性,利用时间序列模型对交通密度进行短期预测,基于预测结果识别缓行状态。针对交通缓行状态,提出一种快速路主线交通密度与入口匝道排队长度的协同控制模型,通过控制入口匝道进而控制主线下游密度不超过临界密度,利用PSO-PID(Particle Swarm Optimization-Proportional Integral Derivative Control)算法对控制模型进行求解。以南昌市洪都大道快速路为例,对晚高峰缓行时段进行仿真分析,并与经典的匝道控制方案进行对比分析。结果表明:本文模型相较ALINEA模型,将匝道调节率提高11.0%,匝道平均排队长度和平均延误分别降低了14.8%和13.5%。

高速公路小净距互通立交车辆纵向运行特性

为明确车辆在高速公路小净距互通立交的纵向运行特性,在G50沪渝高速公路重庆段的白杨沟立交和跑马坪立交,开展了38位被试的实车驾驶试验。利用车载仪器采集了自然驾驶状态下的车辆运行速度以及纵向加速度等参数,计算了速度极差、带宽以及聚集系数,分析了驾驶行为的约束性以及速度变化特征。提取了纵向加速度连续变化曲线的峰值,研究了纵向加速度的累积频率、概率分布特性以及特征百分位值。结果表明:在小净距区段,合流区与分流区相互重叠,车辆交织行为增多,车辆间干涉严重,速度极差较大,离散性较高;断面速度总体呈现偏态分布,小净距区段断面速度区间大于其它断面。纵向加速概率分布曲线总体呈现偏态分布,加速度负值分布区间大于正值分布区间;小净距区段交通环境相对更复杂,驾驶人操作更加谨慎,与常规净距立交相比,小净距立交纵向加速度平均值低0.28 m/s^(2)。汇入过程中,驾驶人对加速度的选择存在一定差异,偏向于较大的加速度正值(0.542 m/s^(2))与较低的加速度负值(-0.081 m/s^(2))。然而,驶出过程中,驾驶人对加速度的选择具有一定趋同性,加速度正值(0.300 m/s^(2))与负值(-0.350 m/s^(2))差异性小;男性驾驶人纵向操作频率高于女性,幅度低于女性,不同驾驶风格驾驶人纵向加速度变化趋势具有一定的趋同性。

高速公路隧道接近段视错觉控速标线信息感知研究

由于高速公路隧道洞口处存在黑洞效应,且隧道内外限速存在差异,因此,高速公路隧道洞口处成为事故高发路段。为了改善高速公路隧道洞口处行车的安全舒适性,常在隧道接近段布设视错觉控速标线给予驾驶员视觉冲击,起到提醒驾驶员安全减速的作用。本研究利用UC-win/Road软件建立仿真模型,通过室内模拟驾驶平台进行仿真试验,利用眼动仪对驾驶员视觉信息感知进行测量,选取物理指标速度降低率、最大减速度值和生理指标瞳孔直径变化率作为评价指标。基于加权RSR综合评价法,分别对行车道上不同闪现率的车速增加式视错觉控速标线(横向形、鱼刺形)和车道压缩式视错觉控速标线(正梳齿形、斜梳齿形)进行减速效果评价。结果表明:4种视错觉控速标线都具有影响驾驶员感知信息的能力,其影响程度从大到小为鱼刺形、横向形、正梳齿形、斜梳齿形;相同类型不同闪现率的视错觉控速标线减速效果存在差异性,相同闪现率下车速增加式视错觉控速标线减速效果较车道压缩式视错觉控速标线好;在满足行车舒适度要求下,快车道推荐布设闪现率为8 Hz的横向形视错觉控速标线,慢车道推荐布设闪现率为8 Hz的鱼刺形视错觉控速标线。

基于大数据分析的高速公路分车型拥堵态势评估

针对面向全车型的道路拥堵状态评估统一化和静态管控方法的局限性,围绕不同类型车辆的交通拥堵问题开展研究。首先,基于沈海高速公路福建段龙门架数据,采用聚类方法分析不同类型车辆在不同指标下的交通拥堵特征;其次,提出分车型数据驱动的模糊云模型,根据行业专家给出的数字特征计算不同车型下的拥堵等级隶属度;然后,选取拥堵指标作为模糊逻辑系统的输入,并采用Mamdani方法建立模糊关联矩阵,量化不同专家评价的可信度;引入Dempster-Shafter证据理论对所有专家的综合可信度进行模糊融合,根据隶属度最大原则综合评判道路交通状态;最后,验证了提出模型的精度及对车型间差异表征的准确性,分车型下的拥堵评价结果一致性达84.51%。结果表明:相比1~4型客车及小型货车,大型货车在移动过程中形成的瓶颈对高速公路上堵塞的消散表现出明显的迟滞作用;在低密度下,客车、少轴货车、多轴货车渗透率的提高对路况的影响依次提升;在高密度下,3~6轴货车渗透率的改变对拥堵状态的影响最为明显,1~4轴客车次之。分车型拥堵研究可为制订适应各类车型的主动交通管理提供定量的数据支撑,特别是在动态调控措施如错峰出行、可变限速等方面具有重要指导意义。

深基坑开挖对临近高速公路影响及支护系统受力与变形研究

由于城市基础建设的快速发展,出现了很多近邻高速公路的基坑,对基坑及近邻高速公路的变形控制提出了新的要求.为控制临近高速公路基坑施工变形与保证高速公路安全,根据某深基坑临近高速公路施工的工程概况、施工方法与加固措施,采用有限元方法考虑车辆荷载后建立三维数值模拟模型,系统性地分析了基坑开挖过程中及开挖后高速公路路面的位移、支护结构的位移及内力变化规律.结果表明:基坑开挖后高速公路路面呈现中间沉降、两侧隆起的现象,路面与支护结构均会发现偏向基坑方向的水平位移,支护结构会整体“上浮”,支护结构呈现出中间横梁受压、两侧横梁受拉且压力远大于拉力的现象,增加支护密度可以有效减小路面与支护结构位移.

基于XGBoost-SVR组合模型的高速公路建造碳排放量预测方法研究

开展高速公路碳排放量预测是实现交通领域节能减排的重要内容之一。选取高速公路建设中影响碳排放的路基长度、路面面积、桥梁长度、隧道长度等14个参数,采用生命周期评价法(LCA)对高速公路建造碳排放量进行核算,获得80个高速公路碳排放样本,并对碳排放量影响参数的重要性进行分析。通过等值赋权、残差赋权和自适应赋权3种赋权组合方式,建立XGBoost-SVR机器学习组合模型。结合高速公路碳排放样本,通过XGBoost-SVR组合模型训练得到碳排放量预测结果。基于误差和相关指数分析,对3种赋权方式的组合模型预测结果进行评判,并与单机器学习模型结果进行对比。研究结果表明:XGBoostSVR组合模型融合了XGBoost和SVR模型的优点,其预测效果明显优于单机器学习模型的预测效果;对比等值赋权、残差赋权和自适应赋权,基于自适应赋权的XGBoost-SVR模型预测精度最高,建议应用于高速公路建造碳排放量预测。