摘要：长沙理工大学交通运输工程学科是交通运输部重点学科、湖南省优势特色重点学科、湖南省“世界一流培育学科”。学科具有一级学科博士学位授权点和博士后科研流动站。学科聚焦公路交通基础设施建设和运维,致力于增强交通基础设施绿色、智能、安全建设和管理能力水平,形成了世界一流的、相对稳定的学科方向(路基路面结构设计理论与方法、道路绿色建养材料与环保、交通运输规划与车路协同、汽车机械智能建造),具有鲜明的优势特色。

摘要：作为道路网中普遍存在的显式模式之一,格网模式蕴含了丰富的城市空间格局信息,识别道路格网模式是实现自动化、智能化地图综合的关键前提。针对现有格网模式识别方法较少考虑多层次网眼特征,存在训练样本多样性不足等问题,本文提出一种基于多层次网眼特征和VAE-PNN模型的城市道路格网模式识别方法。首先,对原始路网数据进行化简;然后,设计了内部正交函数、格网形态描述和邻域相关关系的多层次网眼特征,进而利用变分自编码器(VAE)增强训练样本多样性;最后,借助概率神经网络(PNN)模型实现道路格网模式分类识别。试验结果表明,综合考虑多层次网眼特征能够准确识别不同类型、不同形态的道路格网模式,通过VAE样本增强有效提升分类模型性能和格网模式识别精度。

摘要：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.

摘要：为了提出一种用于新开挖膨胀土路堑边坡加固的方法并揭示其作用机理,设计了一种柔性面层+土钉加固结构,并建立了相应设计方法;依托云南某高速公路弱膨胀土路堑边坡加固工程,进行了加固结构设计计算及现场试验;开展了加固结构的受力及变形监测,探究了加固结构的作用机理。研究结果表明:当柔性面层允许边坡法向发生3.0%的膨胀变形时,所受到的法向膨胀应力可较不允许发生膨胀变形时下降61.1%,设计的柔性加固结构可满足稳定性的要求。一年内,在雨季土钉中部轴力普遍出现增长,在旱季离坡面较近的土钉端头轴力显著减小;土钉轴力沿土钉长度方向总体呈现“中间大,两端小”分布,与锚杆框架梁相比,受力更为均匀;柔性面层网面的最大拉应变均出现在阶段性停雨后,具有明显的滞后性,且远小于材料极限伸长率;坡面土压力变化与高强加筋三维网应变变化规律基本一致,雨季呈波动增长,旱季缓慢回落,坡面土压力增值与计算所得膨胀力接近;随着土体雨季增湿膨胀、旱季干燥收缩,钢缆绳轴力变化呈现出缓慢增长、持续衰减及逐渐稳定3个阶段;3个监测点位中边坡坡顶水平位移最大,为5.4 mm,边坡整体稳定。监测结果综合反映了柔性加固结构“以柔治胀”的作用机理。所得结论可为新开挖膨胀土边坡的加固设计和施工提供参考。

摘要：为克服鲁棒偏差方法在处理区间路网时所求鲁棒最短路径的保守性问题,通过分析鲁棒成本的定义以及鲁棒最短路径过于保守的原因,结合算例分析提出了绝对后悔值的概念,并以鲁棒成本和绝对后悔值为目标函数建立了区间路网的多目标最短路径模型;根据最短路径模型的特点设计了分离路径决策变量与连续变量的Benders分解算法,同时基于传统有效路径的判断依据重新定义了符合该最短路径模型的有效路径,并在分解后的主问题模型中引入了有效路径约束以加快算法收敛速度;利用MATLAB生成了一个包含29个节点、70条双向通行路段的区间路网对模型与算法进行仿真测试。结果表明:考虑鲁棒成本和绝对后悔值的最短路径模型能在区间路网中找到不保守,且同时兼具鲁棒性的最短路径,能够有效克服鲁棒偏差方法的缺陷。

摘要：面向中国长寿命公路建设工程的需求,介绍了中国、美国和欧洲各国长寿命沥青路面的基本概念和发展历程,总结了中国和欧美国家长寿命沥青路面设计理论与方法的研究和发展现状,梳理了欧美国家既有沥青路面检测与评价、延寿处治设计方法,论述了中国典型既有沥青路面延寿设计方法的研究与发展现状,对比分析了不同新建道路长寿命设计方法和既有沥青路面延寿设计方法的优缺点和适用性。研究结果表明:目前尚未形成统一的长寿命沥青路面设计标准,研究与应用仍处于发展完善阶段,长寿命沥青路面依旧是未来路面领域的研究热点;耦合交通与环境因素,建立多指标控制的长寿命沥青路面设计体系是今后应重点研究的方向;长寿命沥青路面结构设计在今后将向非线性、多维度、概率型和动态化转变;基于结构层寿命逐层递增的长寿命沥青路面延寿设计方法可使沥青路面结构使用年限翻一番,相关工作可为既有沥青路面延寿设计方法和体系的构建及应用提供有价值的参考和见解,以满足中国长寿命公路建设工程发展需求;既有沥青路面延寿设计是道路工程可持续发展的重要课题,未来应加强长寿命沥青路面技术的研究和推广,提高路面的综合质量,满足不断增长的道路运输需求,为建设优质、高效、绿色、安全的交通基础设施做出更大贡献。

摘要：随着群体智能算法在路面参数反演中的成功应用,复杂多元非线性优化难题得以解决,但算法的选择仍然是路面参数反分析问题中亟待解决的难题。针对路面参数反分析中模型复杂、反演参数众多、绝大多数运算时间消耗在正算程序上等问题,选择8种常见的群体智能算法,开展限定正算调用次数下算法性能相关研究,并以考虑材料横观各向同性以及层间接触状态的路面结构参数反演问题为例,对群体智能算法进行实际测试。结果表明:不同算法各具特点,其中,粒子群算法、遗传算法、头脑风暴算法、人工蜂群算法以及烟花算法在多峰问题上具有较好的适用性;萤火虫算法在解决最优解附近存在平缓区域的问题时具有较快的收敛速度;对于遗传算法,实数编码方式后期收敛速度较二进制编码方式有所提高,但对于多峰问题的搜索能力有所下降;鱼群算法、混合蛙跳算法仅有在较大正算调用次数下才有较好的寻优能力。对于路面参数反演问题,从弯沉曲线匹配上看,粒子群算法、遗传算法、头脑风暴算法以及萤火虫算法均有较好的反演结果;而从相关系数上看,头脑风暴算法具有最佳反演结果。

摘要：针对边坡、隧道工程中粉砂质泥岩长期稳定性问题,采用DZSZ-150型多场耦合岩石三轴压力试验机,利用粉砂质泥岩相似材料试样,开展不同围压下粉砂质泥岩蠕变试验。根据蠕变试验结果建立可描述粉砂质泥岩蠕变全过程的非线性黏弹塑性本构模型,以7 MPa围压下蠕变试验结果为例,对所提出的蠕变本构模型进行合理性和可行性验证。结果表明:试样的稳态蠕变速率与偏应力大小有关,随着偏应力的增加,试样稳态蠕变速率与偏应力之间符合指数函数关系;在加速蠕变阶段的蠕变速率相对低偏应力水平下减速蠕变和稳态蠕变速率明显要增大很多,且非常短时间内就发生了蠕变破坏;提出一种描述粉砂质泥岩全蠕变过程的非线性黏弹塑性本构模型,该模型能描述粉砂质泥岩蠕变-破坏全过程的蠕变变形规律,反映了粉砂质泥岩在不同偏应力水平作用下的蠕变特性,克服了经典模型中无法准确描述加速蠕变过程的难题。

摘要：评估膨胀土的膨胀行为对于膨胀土地区的结构设计十分重要。因降雨入渗,膨胀土在垂直方向和水平方向均产生膨胀变形,当膨胀变形受抑制时将产生膨胀压力,影响其周围结构的稳定性。为揭示膨胀土在增湿膨胀过程中出现各向异性的原因,从微观角度出发,通过电镜扫描(SEM)对百色中膨胀土和枝江弱膨胀土的微观结构进行观察,并通过图像处理技术统计分析膨胀土内黏土矿物颗粒的层状排列。通过研发的二维膨胀仪和改进的试件制备方法,从宏观角度测得了侧限条件下的两向膨胀规律。研究结果表明,膨胀土的微观结构呈片状且面-面相叠;当膨胀土处于天然松散状态时,其内部的黏土矿物颗粒随机定向排列且集聚;压实后,因受各向不均等应力作用,黏土矿物颗粒开始趋向于水平层状排列;干密度越大,土样越密实,其水平层状排列越显著。侧限条件下,两向的膨胀规律表现出显著的差异,干密度越大,膨胀性越强,这种差异就越明显。然而,对黏土矿物颗粒来说,其膨胀的方向垂直于其长轴,高度的水平定向是造成膨胀土在宏观上表现出膨胀各向异性的原因,这种两向的膨胀差异受到干密度和膨胀性的影响,难以做出预测,建议在工程实践中实测两向的膨胀规律。

摘要：针对综合客运枢纽的布局问题,考虑不确定条件对枢纽布局的影响,实现各交通方式间的有效衔接。以整个系统运输成本最小化为目标,应用不确定理论,构建不确定条件下的枢纽布局数学模型。模型考虑了客流的不确定性、综合客运枢纽建设成本的不确定性以及需求点坐标的不确定性,以Python随机生成的A、B数据集为例,并进行求解,对参数灵敏度进行分析,得出枢纽布局的最优方案,验证模型与算法的有效性。各参数与运输成本呈正相关,将不确定条件下的枢纽布局模型计算结果与确定性模型进行比较,发现前者更具有优越性。研究成果对未来综合客运枢纽的规划及设计工作提供了一定的借鉴意义。