摘要:【目的】进一步研究膨胀土抗剪强度的影响因素，深入探讨膨胀土最本质的膨胀特性对抗剪强度的影响机理。【方法】在总结国内外膨胀土抗剪强度特性主要研究成果的基础上，将膨胀土抗剪强度的影响因素归纳到膨胀土的胀缩性、裂隙性和超固结性三种特殊性质中。基于非饱和土抗剪强度理论，针对膨胀土膨胀前后有效抗剪强度指标的变化做出了科学假说，并采用改进的直剪试验装置和激光粒度仪进行了试验验证。【结果】膨胀土抗剪强度的变动性与自身的三种特殊性质密不可分；饱和直剪试验中有效黏聚力与有效内摩擦角均随干密度的减小而呈双曲线下降趋势；膨胀土膨胀后粒径小于0.1 mm的颗粒含量明显增加，且干密度越大，其累积含量变化越大。【结论】膨胀土强度衰减的微观机制是膨胀土固相颗粒在晶格膨胀作用下产生破碎与分离，使颗粒级配发生改变，这是造成膨胀土强度指标出现差异的重要因素。

摘要:【目的】解决东北地区低液限粉土路基出现的翻浆、冻胀等不良工程问题。【方法】采用一种基于水玻璃的新型三聚磷酸铝（aluminum tripolyphosphate，AT）固化剂对低液限粉土进行改良。对AT固化土开展无侧限抗压强度试验，并将养护了28 d的AT固化土与水玻璃固化土进行对比；开展冻融循环试验，通过X射线衍射（X-ray diffraction，XRD）与扫描电镜（scanning electron microscope，SEM）试验进一步探究了AT固化土强度形成及耐冻融性能的微观机理。【结果】AT固化土的无侧限抗压强度随固化剂掺量、压实度及养护龄期的增加而升高；不同固化剂掺量的AT固化土的无侧限抗压强度在7次冻融循环后趋于平稳；与水玻璃相比，AT固化剂能产生更多的凝胶物质，反应所产生的硅酸凝胶、硅酸铝盐等能有效改善粉土的耐水性能，增大其无侧限抗压强度。【结论】与水玻璃相比，AT固化剂更能提高粉土的耐冻融性能，AT固化土具有更好的力学性能。

摘要:【目的】合理利用膨胀土作为普速铁路路堤填料，验证膨胀土直接用于路堤非动力区的可行性。【方法】通过室内击实试验和有荷膨胀试验获取了膨胀土的路用特性及膨胀性相关参数，并基于平衡含水率理论计算膨胀土路堤在运营期的竖向变形量，据此提出膨胀土的压实控制标准。为防止边坡发生浅层破坏，提出了对膨胀土路堤边坡进行土工格栅加筋处理的填筑方案，并在现场修筑试验段埋设监测元件开展现场监测，以验证该填筑方案的可行性。【结果】膨胀土填筑时应根据其湿法击实曲线中93%最大干密度所对应的湿侧含水率作为压实控制含水率；土工格栅加筋处置方案不仅可以利用格栅的弹性变形来释放膨胀土增湿产生的部分膨胀力，同时也可以约束膨胀土的湿胀变形，从而确保边坡的稳定；在接近一年的运营后，路堤沉降量基本稳定在37.0 mm左右，满足规范要求。【结论】本研究可为普速铁路膨胀土路堤填筑提供参考，以促进铁路行业的科技进步。

摘要:【目的】为缓解修筑水泥稳定碎石基层对天然细集料的需求，并解决废线路板非金属材料难以处理的问题。【方法】采用废线路板非金属材料（non-metallic materials recycled from waste printed circuit boards，NWPCB）等体积代替水泥稳定碎石中粒径为0~0.075 mm和0.6~1.18 mm的细集料，并掺入丁苯乳液以优化NWPCB-水泥稳定碎石的性能。通过干缩试验、温缩试验、冻融循环试验和干湿循环试验，分析NWPCB的掺入对水泥稳定碎石抵抗温湿作用损坏能力的影响，并研究丁苯乳液改性NWPCB-水泥稳定碎石的效果。【结果】NWPCB-水泥稳定碎石的平均干缩系数较普通水泥稳定碎石的增加了5.4%，平均温缩系数较普通水泥稳定碎石的减小了4.8%，但是经过冻融循环和干湿循环后，两者的28 d无侧限抗压强度残留值均高于90%。此外，经丁苯乳液改性的NWPCB-水泥稳定碎石较未改性的NWPCB-水泥稳定碎石具有更好的抗温湿性能。【结论】掺入NWPCB的水泥稳定碎石仍具有较好的抗温湿性能，且丁苯乳液能起到优化作用。

摘要:【目的】分析风化花岗片麻岩砂类土非饱和抗剪强度随含水率和压实度的变化规律。【方法】以皖西大别山区典型风化花岗片麻岩砂土填料为研究对象，采用静压成型法制备该砂类土20种不同含水率和压实度组合状态的非饱和试样，通过室内大型直剪试验分析含水率和压实度对其抗剪强度参数的影响，回归建立相应的综合关系模型，并验证其预估精度。【结果】在相同压实度下，土样黏聚力和内摩擦角分别与含水率比值（含水率与最佳含水率之比）成显著的单峰左偏态高斯型函数关系和幂函数负相关性；在相同含水率下，黏聚力和内摩擦角均与压实度成显著的对数函数正相关关系；所建立的抗剪强度参数与含水率、压实度之间的综合关系模型具有较高的预估精度。【结论】预估模型可用于预测该砂类土的似黏聚力强度特性，并可供同类土体强度参数建模参考。

摘要:【目的】蜡含量对沥青的路用性能影响大，准确测量和限制沥青中的蜡含量至关重要。常用试验方法存在误差和操作不便等问题，并难以揭示蜡结晶的本质。本文从理论角度构建了沥青中蜡结晶的预测模型。【方法】以SHRP（strategic highway research program）材料参考库的两种沥青为研究对象，将沥青视为固液两相系统，通过与变温傅里叶变换红外光谱（variable temperature Fourier transform infrared spectroscopy，VT-FTIR）试验结果进行比较，基于相平衡理论和正规溶液模型构建了蜡析出模型。【结果】用参数a考虑正构烷烃熔化热的分支效应，参数c考虑芳香分的影响，当参数a取0.3，c取0.6时，模型预测的蜡析出温度（wax precipitation temperature，WPT）和蜡析出曲线（wax precipitation curve，WPC）与试验结果基本吻合。正构烷烃的组成碳数越大，含量越多，蜡析出趋势越明显。芳香分含量的增加会导致蜡析出温度升高。【结论】通过将沥青组分划分为P(正构烷烃)、N(异构烷烃)、A(芳香分)，使基于热力学和正规溶液理论构建蜡含量预测模型成为可能，熔点、熔化焓和溶解度等热力学参数的计算对预测结果有很大的影响。正构烷烃和芳香分通过影响沥青组分之间的相容性，从而对蜡析出产生影响。

摘要:【目的】通过对不同温度下道路内部的应力变化情况进行分析，探究沥青路面反射裂缝开裂的影响因素。【方法】首先，选取半刚性基层底部反射裂缝为研究对象，以反射裂缝尖端的应力强度因子和J积分为评价指标；然后，基于有限元法建立广义Maxwell模型，分析温度作用下道路内部的应力变化；最后，探究不同轮胎接地压力、行车速度以及温度-行车荷载耦合作用下半刚性基层反射裂缝尖端评价指标的变化规律。【结果】根据评价指标对比，当行驶速度由30 km/h增大至150 km/h时，Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子的最大值分别减小了2.79%和5.62%；与行驶速度150 km/h相比，30 km/h所对应的J积分增大了18.0%；当轮胎接地压力由0.5 MPa增大至1.3 MPa时，Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子的最大值均增大了160%，J积分增大了6.5倍，说明轮胎接地压力对反射裂缝应力强度因子的影响程度更大；车-温耦合状态下Ⅰ型应力强度因子均大于Ⅱ型应力强度因子，沥青路面基层横向反射裂缝为Ⅰ型开裂主导的复合型裂缝；J积分在低温-荷载情况下的数值大小为3.6×10-3 N/m，其数值明显比高温-荷载及荷载单独作用时的大。【结论】低温和超载对路面反射裂缝扩展的影响最显著，冬季应加强对沥青路面反射裂缝的检测。

摘要:【目的】获得抗滑性能优良的改性乳化沥青微表处混合料。【方法】通过正交试验设计探究集料级配、改性乳化沥青掺量、外加水用量等因素对微表处混合料性能的影响；利用湿轮磨耗仪模拟道路交叉路口行车对路面的搓揉作用，进一步分析集料级配对微表处混合料抗滑衰变规律的影响。【结果】改性乳化沥青掺量、外加水用量和级配均对混合料的性能有不同程度的影响；微表处混合料的最优配比为：改性乳化沥青掺量和外加水用量分别为14%和10%，矿料级配为级配2。【结论】所制备的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（styrene butadiene styrene，SBS）改性乳化沥青混合料具有优良的抗滑性能，可广泛应用于沥青路面的养护中。

摘要:【目的】论证公称最大粒径为7 mm的半开级配沥青混合料BK-7的路用性能。【方法】对BK-7混合料的矿料组成进行了设计，并在其纤维掺量为0.4%的情况下，通过谢伦堡析漏和肯塔堡飞散试验确定了SBS改性沥青的用量。同时，对9%、11%、13%三种空隙率的BK-7混合料进行了单轴贯入试验、低温弯曲试验以及浸水马歇尔稳定度试验，并将其与SMA-5、AC-5、OGFC-5沥青混合料的性能进行比较。此外，还对经过酸性溶液浸泡过的空隙率为11%的BK-7混合料进行了飞散和马歇尔试验。【结果】空隙率为9%的BK-7混合料路用性能最好，抗车辙性能最优，且低温抗裂性能和水稳定性能与SMA-5、AC-5沥青混合料的相当；空隙率为11%的BK-7混合料在pH=4的酸雨溶液中浸泡两个周期（“浸泡7 d、自然干燥1 d”为一个周期）后，其马歇尔稳定度与肯塔堡飞散损失仍能满足相应的规范要求。【结论】掺纤维且采用SBS改性沥青的空隙率为9%的BK-7沥青混合料的路用性能具有比较优势，在温度较高的华南地区有一定的工程应用价值。

摘要:【目的】研究苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene block copolymer ,SBS)与聚氨酯(polyurethane, PU)复合改性沥青混合料的路用性能。【方法】采用2.0%SBS与不同掺量（4.0%、6.0%、8.0%）的PU制备复合改性沥青，并使用这种改性沥青制备密级配沥青混合料AC-13，通过开展马歇尔试验、车辙试验、低温弯曲蠕变试验评价沥青混合料的高温抗车辙、低温抗裂、水稳定性，同时制备4.0%SBS改性沥青混合料和6.0%PU改性沥青混合料作为对照组。【结果】SBS/PU复合改性沥青混合料能够满足沥青路面的路用性能要求。其中，2.0%SBS+6.0%PU复合改性沥青混合料的动稳定度较基质沥青混合料、4.0%SBS改性沥青混合料、6.0%PU改性沥青混合料的分别提升144%、19%、52%，SBS/PU复合改性沥青混合料的高温稳定性较对照组有所提升，水稳定性与对照组相当，低温性能的改善效果不明显。【结论】综合考虑改性效果和经济性， SBS/PU复合改性沥青混合料的最佳掺量为2.0%SBS+6.0%PU。

摘要:【目的】为了满足用户对低能耗、轻量化电梯轿厢模块化结构的快速定制化需求，搭建了一种“互联网+”轿厢模块化结构变异设计框架。【方法】首先，在B/S架构下，采用Vue技术开发用户自定义设计数据采集前端，获取用户定制化设计需求，并通过Springboot技术开发模块化结构变异设计后端，搭建前后端分离的Web框架，实现前后端数据的双向绑定。其次，在后端引入一种考虑应力约束的高比刚度拓扑优化设计方法，以轿厢结构强度和体积分数为用户自定义约束条件，以轿厢模块化结构刚度最大化为优化目标，采用移动渐进线优化算法为求解器，驱动轻量化电梯轿厢模块化结构的快速定制化变异设计。然后，在优化方法中引入Heaviside函数，以保证设计结果具有清晰的几何边界。最后，以某型背包电梯轿厢架为例，在用户自定义界面设定轿厢结构的几何与力学边界参数，开展创新型轻量化轿厢架结构的变异设计，并对其进行有限元仿真分析。【结果】在给定设计需求的前提下，结构变异过程稳定、收敛性强，所设计的结构几何边界清晰；在相同的力学边界条件并满足材料的2倍最小安全系数条件下，所设计的轿厢架结构的质量比原有结构的下降了16.09%，其结构变形满足实际应用需求，其比刚度得到了显著提升，验证了所搭建结构变异设计框架的有效性。【结论】所搭建的设计框架能在保证结构强度的前提下提高结构的比刚度，可有效应用于轻量化电梯轿厢模块化结构的快速定制化设计，缩短了轿厢模块化结构的设计周期，丰富了轿厢模块化结构的设计手段。

摘要:【目的】研究单晶GaN微纳米量级下的力学性能与切削特性，为微纳制造提供理论基础和数据支撑，也为半导体硬脆材料的超精密加工提供技术依据。【方法】通过纳米压入和变载、恒载纳米刻划试验，研究单晶GaN的纳米力学性能，分析其在变载纳米刻划过程中的材料去除机制，探讨恒载刻划参数对材料表面切削特性的影响。【结果】单晶GaN的硬度和弹性模量的均值分别为6.06、92.90 GPa，弹性回复率和弹性能回复率均随压入载荷的增加而降低；材料弹塑性转变与脆塑性转变的临界载荷分别约为390、1 200 mN；切削力与摩擦系数均随刻划速度、法向载荷的增加而增大。【结论】在390~1 200 mN法向载荷加载范围内，单晶GaN能够被塑性域去除，减少刻划过程中的脆性断裂损伤，提高加工表面的质量。

摘要:【目的】为获得准确可靠的超短期电力负荷预测结果以满足电力系统快速响应和实时调度的需要，考虑到电网负荷数据非线性、时序性等特征，提出一种基于曲线特征聚类与信息聚合的电力负荷超短期区间预测方法。【方法】首先，考虑负荷曲线的局部波动特征和整体趋势特征，将电力负荷曲线分为不同类别；然后，将高斯过程回归模型作为表征负荷整体趋势的预测模型，并将基于分位数的双向长短期记忆神经网络作为表征负荷局部波动的预测模型；最后，引入聚合思想，将Choquet积分算法作为聚合函数，对上述两种预测模型的结果进行聚合。【结果】所提预测方法有效实现了考虑多种特征的日负荷曲线的聚类；对单一模型的预测结果进行聚合，得到了不同场景下各置信度的区间预测结果。通过算例分析，所提预测方法的可靠性指标比上述两个单一预测模型的分别平均提高了14.70%、10.81%，综合性能分别平均提高了3.14%、15.55%。【结论】算例结果表明，与常见负荷概率预测方法和单一预测模型相比，所提方法在预测精度和可靠性上均有显著提高。此外，聚类方法和信息聚合思想的引入有助于预测模型精度的提升。

摘要:【目的】探究翅管式蒸发器超声除霜作用机制不明的问题。【方法】通过显微可视化方法得到冷表面上结霜过程和结霜规律，在此基础上建立超声除霜理论模型；利用有限元软件COMSOL计算出霜晶体共振频带及超声振动在霜晶体上激发的剪切应力值，并将该结果与霜晶体最大黏附应力进行比较，从理论上说明超声高频振动除霜技术的可行性；在风冷冰箱蒸发器上搭建超声除霜试验台，通过激光测振仪获得超声高频振动下蒸发器振动数值、实际除霜效果,并和数值仿真结果进行对比。最后对超声除霜能耗进行分析。【结果】超声高频振动激发的界面应力明显大于霜晶体与冷表面之间的黏附应力0.4 MPa，显著降低了霜晶体的力学性能，使得霜晶体松动脱落；换热器上最优的超声加载模式为间歇式加载，间歇时间受环境温湿度影响，环境湿度越高，间歇时间越短，反之则越长。【结论】超声除霜能耗约为传统热除霜能耗的1/4，具备了工程应用的可行性。

摘要:【目的】优化车道线检测结果中的噪声区域，提高边缘分割精度。【方法】提出一种深度学习算法与后处理方法相结合的新方法；引入全连接条件随机场（Fully Connected CRFs）算法对ENet-SAD算法输出的车道线概率图进行修正，并将概率图与原图进行拟合，得到车道线检测结果；将新的检测算法在自建数据集及CULane数据集上进行训练及测试。【结果】在自建数据集上，新算法在常规、强光、阴影、遮挡4种场景下的F1分数分别为90.0%、73.1%、81.5%、76.6%；在CULane数据集上，该算法在常规场景下的F1达到了91.0%。【结论】所提出的车道线检测算法能适应多类场景，是一种有效的车道线检测算法。

摘要:【目的】针对车辆轨迹跟踪过程中车辆横向稳定性和跟踪精度的多目标控制问题，提出一种基于可拓集合的车辆轨迹跟踪与横向稳定性协同控制策略。【方法】建立了包含车辆轨迹跟踪精度和横向稳定性的统一车辆模型，基于滑模控制策略建立上层控制器，实时计算能够实现车辆轨迹跟踪的前轮转角和改善横向稳定性的直接横摆力矩。结合可拓集合理论，提出了轨迹跟踪精度和横向稳定性两个控制权重的自适应调整方法，以实现两个控制目标的协同控制。利用分布式驱动电动汽车四个车轮转矩可独立控制的优势，提出了最大化路面附着极限利用率的车轮转矩分配控制策略，以达到可靠实现直接横摆力矩的目的。【结果】基于MATLAB/Simulink和CarSim的联合仿真，验证了所提出的协同控制策略在确保车辆精确跟踪轨迹的同时，改善了车辆的横向稳定性。【结论】仿真结果证明，基于车辆横向稳定性指标的可拓距能准确地评价车辆的横向稳定性，提出的轨迹跟踪精度与横向稳定性控制权重自适应调整方法能协同控制两个目标，转矩分配控制策略能可靠实现直接横摆力矩。