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通勤合乘路径优化模型与算法

控制理论与应用 2024年第6期41卷 1101-1110页

作者：李旺柳伍生肖义萍李薇周清长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学数学与统计学院湖南长沙410114

道路车辆的增多导致城市交通和环境问题日益严重,共享合乘被认为是减少交通拥堵,降低碳排放的有效方法,特别是在新冠疫情持续影响下,通勤者采用互助合乘出行意愿较高.本文考虑到通勤时间的紧迫性,通勤者存在通勤压力和合乘不适感,在没... 详细信息

道路车辆的增多导致城市交通和环境问题日益严重,共享合乘被认为是减少交通拥堵,降低碳排放的有效方法,特别是在新冠疫情持续影响下,通勤者采用互助合乘出行意愿较高.本文考虑到通勤时间的紧迫性,通勤者存在通勤压力和合乘不适感,在没有经济效益驱动的情况下,限制合乘路径的匹配范围,并加入惩罚因子以提高合乘配对成功率.本文提出了一种基于最优时间插值的贪婪启发式算法,添加了3种扰动算子来提高全局搜索能力,采用多组不同规模案例测试扰动效果.结果表明:设计算法可以在短时间内求解出更优结果,在解决大规模问题上,相比于精确算法、粒子群算法和遗传算法更具竞争力.此外,通过选取位置较远且分布均匀的职员作为接送者,可以改善合乘效果.

关键词：交通工程共享合乘路径优化启发式算法通勤出行

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基于分子动力学的偶联剂接枝改性玄武岩纤维与沥青粘附特性研究

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材料导报 2024年第6期38卷 274-280页

作者：杨程程柳力刘朝晖黄优刘磊鑫长沙理工大学交通运输工程学院长沙410114

为增强玄武岩纤维(BF)与沥青的界面粘附特性,采用接枝KH550型硅烷偶联剂对BF表面进行改性。采用扫描电子显微镜和红外光谱仪对KH550接枝改性BF进行微观表征,并基于分子动力学方法,运用“化学接枝”和“叠加”方式建立沥青-BF_(KH550)界... 详细信息

为增强玄武岩纤维(BF)与沥青的界面粘附特性,采用接枝KH550型硅烷偶联剂对BF表面进行改性。采用扫描电子显微镜和红外光谱仪对KH550接枝改性BF进行微观表征,并基于分子动力学方法,运用“化学接枝”和“叠加”方式建立沥青-BF_(KH550)界面模型,研究了KH550接枝改性对BF与沥青粘附特性的增强效果及增强机理。结果表明,KH550接枝改性后,BF_(KH550)表面凸起增多、粗糙度增加,增大了BF与沥青的粘结强度;BF表面接枝的KH550个数越多,与沥青的粘附性能越好,25℃时BF表面接枝20个KH550的界面能相比不接枝KH550时增加了26.1%;经KH550接枝改性后,沥青四组分的扩散系数变化规律与不接枝KH550时相同,即饱和分>芳香分>胶质>沥青质,但其扩散系数整体比不接枝KH550时小,说明BF_(KH550)与沥青发生了较强的吸附,从而有效提高了BF与沥青的粘附性能。研究成果可为BF在沥青混合料中的推广应用提供重要参考。

关键词：硅烷偶联剂(KH550) 玄武岩纤维(BF) 化学接枝粘附性能分子动力学

铜尾矿改性水泥基地聚合物注浆材料性能与机理分析

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 1107-1119页

作者：付宏渊姚杰邱祥长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114

为促进岩土工程绿色发展,提高尾矿资源化利用效率,选取铜尾矿制备铜尾矿改性水泥基地聚合物注浆材料,研究水固比、铜尾矿掺量、碱激发剂用量及碱激发剂模数对改性浆液各性能指标的影响规律及微观机理。研究结果表明:掺入尾矿有利于改善... 详细信息

为促进岩土工程绿色发展,提高尾矿资源化利用效率,选取铜尾矿制备铜尾矿改性水泥基地聚合物注浆材料,研究水固比、铜尾矿掺量、碱激发剂用量及碱激发剂模数对改性浆液各性能指标的影响规律及微观机理。研究结果表明:掺入尾矿有利于改善改性浆液力学性能,掺入碱激发剂能提高改性浆液整体的反应程度,减小改性浆液析水率;综合考虑各项性能指标,选取改性浆液最佳配比,即水固比为1.0,铜尾矿掺量为30%(质量分数,下同),碱激发剂用量为4%,碱激发剂模数为1.6;相较于纯水泥浆液,改性浆液最佳配比黏度减小11.1%,流动度增大22.3%,析水率减小29.7%,28 d结石体抗压强度仅减小9.5%,耐久性能良好;改性浆液发生地聚合物反应形成了具有三维空间网状结构的C-A-S-H凝胶和N-A-S-H凝胶等胶凝物质。本研究成果可为岩土工程提供高性能低成本的注浆材料,同时还将为尾矿等固废材料资源化利用提供参考。

关键词：岩土工程注浆材料铜尾矿地聚合物碱激发微观机理

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公路建设行业营商环境分析及优化路径研究

铁道科学与工程学报 2024年第6期21卷 2499-2510页

作者：李晶晶姜杭毛静怡长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114

优化营商环境是建成公路建设行业统一大市场的必然要求。基于文献研究和问卷调查,结合公路建设行业实际,构建含市场环境、公共服务、人力资源、创新环境、信用环境等8个一级指标,30个二级指标的公路建设行业营商环境评价指标体系,测算我... 详细信息

优化营商环境是建成公路建设行业统一大市场的必然要求。基于文献研究和问卷调查,结合公路建设行业实际,构建含市场环境、公共服务、人力资源、创新环境、信用环境等8个一级指标,30个二级指标的公路建设行业营商环境评价指标体系,测算我国31个省域营商环境评价值,据此分析省域与地区的水平特征、聚类特征、空间特征和组态特征,提出公路建设行业营商环境优化策略。研究结果表明:1)我国公路建设行业营商环境省域差异显著,存在地区内各省发展不平衡的现象;2)具有行业标杆型、领先型、追赶型、落后型聚类特征,整体稳定、微幅提升的时序特征,显著正向关联和东、中部地区显著优于西部、东北部的空间集聚特征;3)存在产生高水平公路建设行业营商环境的4个核心要素、7种组态、3处代表性集聚区域;4)提出“认清现实基础+利用空间集聚效应自我优化+匹配组态路径持续提升”的营商环境优化路径,行业领先型省份可通过组态S3、S6升级至行业标杆型,行业落后型与追赶型省份充分利用空间集聚特征,借助“辐射”效应自我优化,再根据组态配置适宜的建设路径,实现营商环境持续优化。研究结论为公路建设行业持续优化营商环境,建设全国统一大市场提供理论参考。

关键词：营商环境 RSR-CRITIC法模糊集定性比较分析优化路径公路建设行业

金属掺杂氧化铈柱撑蒙脱土改性沥青的老化行为及催化性能

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 1132-1145页

作者：刘帅金娇刘培曾湘高玉超陈柏臻长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 公路养护技术国家工程研究中心湖南长沙410114

针对传统光催化材料在沥青路面中的应用催化降解效能低的问题,综合金属掺杂法和共沉淀法制备了3种金属(Cu、Fe、Mn)掺杂蒙脱土基氧化铈复合材料,探讨其物相成分演变规律、官能团变化特征及光吸收拓展范围,研究在梯度掺量条件下不同光催... 详细信息

针对传统光催化材料在沥青路面中的应用催化降解效能低的问题,综合金属掺杂法和共沉淀法制备了3种金属(Cu、Fe、Mn)掺杂蒙脱土基氧化铈复合材料,探讨其物相成分演变规律、官能团变化特征及光吸收拓展范围,研究在梯度掺量条件下不同光催化复合材料改性沥青的流变性能、高温服役性能、抗老化能力及尾气降解效率.研究结果表明:引入过渡金属阳离子可降低复合材料的带隙,在实现CeO2在负载体上高分散效果的同时,也提高了新型光催化复合材料的光响应能力;当光催化复合材料掺量(质量分数)为4%时,改性沥青的高温流变性能、高温抗变形能力及抗老化性能衰减能力明显提升;当掺量为6%时,Fe3+掺杂CeO2柱撑蒙脱土改性沥青催化效果最佳,其中,对NO的降解效率可以达59.6%,降解效能提升17.3%.

关键词：光催化金属掺杂改性沥青老化性能尾气降解

来源：博看期刊评论

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红黏土裂隙湿化自愈行为及强度影响机制

中国公路学报 2024年第6期37卷 157-168页

作者：高乾丰吴昕阳曾铃余慧聪余涵长沙理工大学特殊环境道路工程湖南省重点实验室湖南长沙410114 长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114

许多黏性土在干缩开裂后受湿化作用会呈现裂隙自愈现象。为探究红黏土裂隙自愈行为及其对土体强度特性的影响机制,基于摄影识别与数字图像相关技术,分析湿化过程中红黏土试样顶面裂隙自愈与应变演化规律;并开展单轴拉伸试验与直剪试验,... 详细信息

许多黏性土在干缩开裂后受湿化作用会呈现裂隙自愈现象。为探究红黏土裂隙自愈行为及其对土体强度特性的影响机制,基于摄影识别与数字图像相关技术,分析湿化过程中红黏土试样顶面裂隙自愈与应变演化规律;并开展单轴拉伸试验与直剪试验,获取不同条件下红黏土的抗拉强度、抗剪强度及指标恢复率。最后采用扫描电镜观察裂隙自愈前后试样的微观形貌,阐明红黏土裂隙自愈及强度影响机制。结果表明:红黏土在湿化条件下表现出裂隙自愈行为,自愈过程中压应变区域不断向裂隙靠近,裂隙率快速减小并趋于稳定,裂隙自愈率可达90%以上;随饱水湿化时间增加,含裂隙红黏土的抗拉强度小幅提升,此时土表裂隙痕迹几乎消失;湿化条件下土颗粒膨胀程度有限,裂隙宽度越大其愈合难度越高,抗拉强度恢复程度也越低;裂隙深度增加后裂隙自愈率小幅提升,抗拉强度与黏聚力的恢复率增加,内摩擦角恢复率先减小后稳定;裂隙自愈主要源于土颗粒膨胀变形后引起裂隙两侧壁相互黏结,以及土颗粒崩解剥落后对裂隙的填充效应;由于细小颗粒与水混合后可能吸附在裂隙内形成假愈合现象,且土颗粒膨胀崩解将影响土体强度,故尽管表观上裂隙愈合程度良好,但抗拉强度与抗剪强度指标仅小幅恢复。

关键词：路基工程红黏土微观机制裂隙自愈强度特性

融入坐标—时间函数(CT-PIM)的矿区时序InSAR形变预计——以淮安盐矿为例

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遥感学报 2024年第6期28卷 1615-1631页

作者：张腾飞邢学敏彭葳朱珺刘祥彬葛家旺雷敏超长沙理工大学交通运输工程学院长沙410114 长沙理工大学交通测绘雷达遥感应用研究所长沙410114

对矿区开展长期形变监测和后续形变预计对于预防矿山开采所引发的潜在安全问题和矿山生态环境保护具有十分重要的意义。利用合成孔径雷达干涉测量技术InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)与概率积分法PIM(Probability Inte... 详细信息

对矿区开展长期形变监测和后续形变预计对于预防矿山开采所引发的潜在安全问题和矿山生态环境保护具有十分重要的意义。利用合成孔径雷达干涉测量技术InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)与概率积分法PIM(Probability Integral Method)结合是较为有效的矿区形变预计方法。然而,目前矿区时序InSAR形变建模环节中大多数采用纯经验数学模型,未顾及开采沉陷机制,严重影响获取的形变观测值的精度;不准确的InSAR形变观测值将误差传递至后续形变预计,进而导致误差累积。本文将坐标—时间函数CT(Coordinate Time)引入时序InSAR建模环节,构建了坐标—时间函数预计模型(CT-PIM)以取代传统纯经验数学模型;再基于InSAR相位观测值求解未知参数,将构建的CT-PIM直接用于矿区形变预计,避免了误差的传递,以改善形变预计精度。分别开展了模拟实验和真实实验对提出预计方法进行验证。模拟实验显示:模型预计获取的时序形变与模拟真值的均方根误差(RMSE)为±4.6 mm。真实实验利用覆盖淮安市一盐矿区的35景Sentinel-1A SAR卫星影像开展,获取了研究区域2019年3月30日至2019年7月28日的预计结果,结果显示测区最大预计沉降量为152 mm。本文所提方法相比传统多速率模型,建模精度提升了38.2%;相比传统静态概率积分预计方法获取的形变结果,精度提升了39.1%。本文方法为预防盐矿区采矿引起的地质灾害问题提供了有力的工具,为盐矿区生产安全和生态环境保护提供参考。

关键词：遥感 InSAR 矿区坐标—时间函数地表沉陷形变预计

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桩承式加筋垫层路堤荷载分担改进计算模型

中南大学学报（自然科学版） 2024年第6期55卷 2286-2294页

作者：何忠明罗仕佳王盘盘长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学公路养护技术国家工程研究中心湖南长沙410114

桩承式加筋垫层路堤中的关键荷载传递机制是多种现象的组合,包括路堤填土中的土拱效应、加筋垫层的张拉膜效应和地基土的支撑作用,然而,目前针对此方面的研究尚不完善。本文首先以考虑土体被动土压力发挥程度及桩间土应力非均匀分布改进... 详细信息

桩承式加筋垫层路堤中的关键荷载传递机制是多种现象的组合,包括路堤填土中的土拱效应、加筋垫层的张拉膜效应和地基土的支撑作用,然而,目前针对此方面的研究尚不完善。本文首先以考虑土体被动土压力发挥程度及桩间土应力非均匀分布改进的Hewlett土拱模型为改进载体;其次,假定加筋垫层为上、下部受均布荷载作用的简支梁,截面拉应力完全由加筋体承担,压应力完全由垫层材料承担,同时考虑地基土反力与梁最大挠度相关,引入地基反应系数,从而建立改进的桩承式加筋垫层路堤荷载分担计算模型;最后,通过工程实例与模型参数分析,验证本文计算模型的可靠性与准确性。研究结果表明:在路堤填筑过程中,土拱效应逐渐完全发挥,促进路堤荷载向桩体转移;随着地基土固结,桩体承担的路堤荷载也在逐渐增大;路堤填土高度、填土内摩擦角、桩间距对桩体荷载分担影响较大,加筋体抗拉模量对其影响较小。

关键词：道路工程桩承式加筋垫层路堤土拱效应张拉膜效应荷载分担计算模型

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萃取法生物油基再生沥青性能及再生机理

长安大学学报（自然科学版） 2024年第2期44卷 12-21页

作者：冯新军傅豪段湖杰长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114

为了研究萃取法生物油作为再生剂的可行性,采用自行研制的萃取法生物油基再生剂(SW)分别制备生物油基再生基质沥青和生物油基再生SBS改性沥青。通过常规性能试验、动态剪切流变和弯曲梁流变对2种再生沥青的性能进行评价,采用傅里叶红外... 详细信息

为了研究萃取法生物油作为再生剂的可行性,采用自行研制的萃取法生物油基再生剂(SW)分别制备生物油基再生基质沥青和生物油基再生SBS改性沥青。通过常规性能试验、动态剪切流变和弯曲梁流变对2种再生沥青的性能进行评价,采用傅里叶红外光谱、凝胶渗透色谱分析2种沥青的再生机理。研究结果表明:添加掺量(质量分数)为8%、10%的SW再生剂均可将老化基质沥青和老化SBS改性沥青的三大指标和黏度恢复至原样沥青水平;在SW再生剂的作用下,老化基质沥青和老化SBS改性沥青的高温稳定性显著下降,低温抗裂性显著提升,且均能恢复至原样沥青水平;SW再生剂在老化沥青中主要以物理共混形式存在,但仍存在苯酚与甲醛缩聚和烯烃类物质氧化裂解等化学反应;SW再生剂富含大量轻质组分,对老化沥青具有显著的稀释作用;其所含的酚基化合物可促使老化沥青中的高分子量组分转化为小分子量组分,从而导致大分子物质和中分子物质质量分数降低,小分子物质质量分数增加,分散性指数减小,进而改善老化沥青组分的相容性和分子量分布。

关键词：道路工程萃取法生物油试验研究 SW再生剂再生沥青路用性能再生机理