摘要:【目的】针对路面裂缝检测过程中目标尺度不一致、全局特征建模能力不足的问题，提出一种基于双目鸟瞰图 （bird’s eye view，BEV）与改进 YOLOv 8模型的路面裂缝识别方法，旨在实现高效、精准的裂缝检测与分割。【方法】首先，通过双目立体视觉与逆透视变换技术生成高精度 BEV图像，解决传统视角下目标尺度不一致问题；其次，提出的 C2f-DRR模块利用区域残差化 -语义残差化的解耦策略有效捕获裂缝的多尺度上下文信息，通过大核卷积与小核空洞卷积协同作用丰富图像的细节信息并减少背景干扰；最后，引入上下文锚点注意力机制，使模型能够动态聚焦裂缝中心区域，并实现对远距离像素间的长程依赖关系的建模。【结果】为验证改进模型的有效性，在测试集上进行了对比试验。改进后模型的平均精度均值 MAP50达83.7%，准确率 P达83.9%，F1分数达 83.5%，较原始的 YOLOv 8n模型的分别提升 4.4、4.0、1.8个百分点。在公开数据集UAV -PDD 2023上验证的 MAP50达70.5%，召回率 R达64.8%，准确度 P达74.1%，较原模型的分别提升了 3.5、4.5、0.6个百分点。改进模型在识别精度、鲁棒性、泛化学习能力方面均优于原始模型。【结论】本研究提出的基于双目 BEV视角的裂缝分割方法有效提升了模型在复杂道路场景下的检测精度与泛化能力，为自动化路面病害检测提供了技术支持。

摘要:【目的】探讨木质素纤维与不同长度玄武岩纤维对沥青胶浆性能的影响。【方法】通过动态剪切流变仪（ dynamic shear rheometer，DSR）测试纤维沥青胶浆的高温抗变形性能，采用弯曲梁流变仪 （bending beam rheometer，BBR）评估其低温抗裂性能，同时运用荧光显微镜 （fluorescence microscope，FM）与扫描电子显微镜（ scanning electron microscope，SEM）表征纤维表面形貌及其与沥青胶浆界面结合情况。【结果】6 mm玄武岩纤维沥青胶浆的车辙因子较高，相位角和平均不可恢复蠕变柔量较低；木质素纤维沥青胶浆的蠕变劲度模量最小，蠕变曲线斜率最大；微观形貌分析表明，玄武岩纤维在胶浆体系中通过纤维间交织搭接形成致密的网络结构，而木质素纤维则凭借表面特有的粗糙形貌显著增强了对沥青材料的吸附能力。【结论】6 mm玄武岩纤维沥青胶浆在高温下抗变形性能较好，木质素纤维沥青胶浆的低温抗裂性能比玄武岩纤维沥青胶浆的更优，该研究成果在工程实践领域具有显著的应用价值。

摘要:【目的】利用废旧轮胎橡胶粉 （waste tire rubber powder，WTRP）与复合纤维制备兼具降噪功能与优良路用性能的沥青混合料，实现交通噪声控制与废旧轮胎资源化利用的双重目标。【方法】采用干法工艺将 8目WTRP（其掺量全文均指 “在集料中的体积分数 ”，分别为 1.5%、2.0%、2.5%和3.0%）等体积替代同等粒径的细集料，并掺入复合纤维 （其掺量全文均指 “在集料中的质量分数 ”，为0.4%；玄武岩纤维与木质素纤维在复合纤维中的质量比为 1∶1）来制备降噪增韧型沥青混合料；通过阻抗管吸声系数试验、单轴压缩动态模量试验和轮胎加速下落试验综合评价该沥青混合料的降噪性能，并采用路用性能试验验证该沥青混合料的工程应用可行性。【结果】WTRP掺量对沥青混合料的降噪性能具有显著影响。当WTRP掺量为 2.5%时，该沥青混合料的吸声系数峰值提高 28.6%，动态模量显著降低，轮胎加速下落试验中的声压级降低 5.4 dB（A）。WTRP与复合纤维的协同作用显著提升了混合料路用性能。当WTRP掺量为 2.5%时，混合料的低温抗裂性和水稳定性均为最佳，且高温稳定性优异。【结论】WTRP的最佳掺量为 2.5%。此时，沥青混合料的降噪与路用性能达到最佳平衡。故WTRP与复合纤维的协同作用实现了降噪功能与材料性能的双重优化。本研究为功能性路面材料开发提供了新思路，可有效促进废旧轮胎的资源化利用。

摘要:【目的】提高沥青材料自愈合性能，实现实际服役中开裂沥青路面的及时有效自愈合。【方法】采用预聚体法制备的热致形状记忆聚氨酯 （shape memory polyurethane，SMPU）预聚物对基质沥青进行改性，制得热致形状记忆聚氨酯改性沥青 （shape memory polyurethane modified asphalt，SMPU -MA）；采用动态剪切流变仪以时间扫描模式对 SMPU -MA进行疲劳 -愈合 -疲劳循环加载测试；以间歇前后动态剪切模量的衰减速率 H4（H4越小，自愈合性能越好 ）为指标，分析不同条件下 SMPU -MA的自愈合性能变化趋势，并建立其形状恢复率与自愈合性能指标的联系。【结果】在相同损伤度下，间歇时间越长，SMPU -MA自愈合性能越好；当损伤度为60%，间歇时间为 600、3 600 s时，SMPU -MA的H4较基质沥青的分别减小 30.92%、72.11%。在相同间歇时间下，损伤度越大，SMPU对沥青自愈合性能的提升效果越显著；当间歇时间为 3 600 s，损伤度为 20%、40%、60%时，SMPU -MA的H4较基质沥青的分别减小 54.38%、56.47%、72.11%。此外，SMPU -MA的形状恢复率与 H4成线性负相关，决定系数高达 0.953 9。【结论】采用 SMPU对基质沥青进行改性以改善沥青形状记忆特性，对提升沥青材料的自愈合性能起到了至关重要的作用。

摘要:【目的】为解决沥青路面现场施工受自然因素影响大、对环境有污染、施工时间长等问题，有必要研发一种低碳环保、质量可控的可卷曲环氧树脂混合料 （curable epoxy resin mixture，CERM）。【方法】通过拉伸试验的变形指标控制环氧树脂与增韧剂的比例，根据黏度试验的施工和易性要求确定稀释剂质量，并结合已有研究确定环氧树脂的各组分比例。以超薄磨耗层的级配为基础，通过小梁弯曲试验的极限应变控制混合料的变形要求，根据劈裂试验的劈裂强度控制混合料的强度要求确定环氧树脂结合料在 CERM中的最佳质量分数。采用车辙试验、冻融劈裂试验和铺砂法验证 CERM的关键性能是否满足公路工程的要求，并在试验过程中控制混合料的配比和成型条件，以确保结果的可比性。【结果】通过正交试验确定的最佳工艺参数分别为：增韧剂与环氧树脂的质量比为 4∶1，稀释剂的最佳质量分数为 14%，环氧树脂的最佳质量分数 （以胶浆质量计）为15%。此时，CERM的弯曲挠度达 4.9 mm。在高温抗变形能力方面：CERM的动稳定度达 12 458次/mm；在环氧树脂结合料的质量分数为 12%~15%时，CERM的动稳定度的波动幅度大于 18%，满足了高温地区的重载交通需求。在水稳定性方面：CERM的劈裂残留强度比达 89.69%，且在环氧树脂结合料的质量分 数为15%时，CERM的劈裂强度达 2.75 MPa。在抗滑耐久性方面：构造深度（texture depth，TD）的值（ETD=0.62 mm）满足《公路沥青路面施工技术规范 》 （JTG F 40—2004） （摘要后续简称 “ 《规范》 ” ）中的要求 （ETD ≥ 0.55 mm），摆式摩擦系数（British pendulum number，BPN）的值（EBPN=0.56）满足《规范》中的要求 （EBPN ≥0.45）。尽管环氧树脂的填充导致 CERM的ETD较OGFC -7型沥青混合料的 ETD（0.92 mm）小，但仍可通过优化骨料级配实现抗滑性能与耐久性的平衡。【结论】研发的 CERM满足《规范》中的强度、稳定性、抗滑等要求，可为装配式柔性路面的工厂生产、现场施工提供基础。

摘要:【目的】渗流侵蚀型溶腔突涌水是岩溶隧道突涌水的典型之一，不仅受溶腔分布与水力补给的控制，还受溶腔内填充介质组成的影响。渗流侵蚀使填充介质被水流带走而引发突涌水灾变，且该灾变具有隐蔽性和突变性。本文旨在揭示渗流侵蚀型溶腔突涌水灾变的机制与预警指标。【方法】本文采用光滑粒子流体动力学方法，系统研究溶腔内填充介质在颗粒级配、围压应力、涌水流速等因素下的渗流侵蚀型溶腔突涌水灾变的演化机制。将颗粒流失率突变作为突涌水灾变的表征信号，分析突变时的颗粒级配、围压应力、涌水流速、颗粒流失之间的规律，讨论不同影响因素下的突变时的颗粒流失率，确定渗流侵蚀型溶腔突涌水灾变的预警指标。【结果】当岩屑、细沙等细颗粒的质量分数大于 60%时，颗粒流失率突变时的涌水流速为 1.6 m/s，围压应力为 2.6 MPa，颗粒流失率的预警范围为 8%~24%；当粗沙、沙砾石等粗颗粒的质量分数大于 40%时，颗粒流失率突变时的涌水流速为 3.0 m/s，围压应力为 4.5 MPa，颗粒流失率的预警范围为 8%~45%。通过比较分别以颗粒流失率、涌水流速为指标的渗流侵蚀型突涌水的临界突变点，可以发现，颗粒流失率的突变点比涌水流速的提前，以颗粒流失率为预警指标比以传统指标 （涌水流速 ）为预警指标更有效。【结论】溶腔渗透性的逐步增大是一个由缓慢量变发展到陡然突变的过程。以颗粒流失率为渗流侵蚀型突涌水灾变的判别指标更符合该灾变的物理发生机制。

摘要:【目的】本文旨在揭示热铸锚端头在服役环境下的腐蚀机制和损伤演化规律，明确热铸锚的结构参数和腐蚀时间对钢丝 /热铸合金界面的黏结性能的影响。【方法】以单丝锚固试件为研究对象，通过通电加速腐蚀试验，结合三维激光扫描方法研究了试件端面的腐蚀形貌和黏结界面的腐蚀深度分布特征；基于锚固试件拉拔试验，研究了荷载 -位移曲线、失效模式和黏结强度分布规律，分析了锚固长度、锚固角度、钢丝直径和通电腐蚀时间对试件界面黏结强度的影响，采用多元线性回归法得到了锚固试件的极限拔出荷载计算公式。【结果】距黏结界面越近，合金端面的腐蚀深度越大；黏结界面处的腐蚀深度服从正态分布，其均值和标准差均随通电腐蚀时间的增长而逐渐增大；增加锚固长度、锚固角度和钢丝直径均会增大试件的黏结强度；随通电腐蚀时间的增长，试件的平均黏结强度显著降低，最大降幅为 24.98%；极限拔出荷载的计算值与试验值吻合较好。【结论】热铸锚的端头在长期遭受腐蚀介质侵蚀后，其界面黏结强度快速下降，导致热铸锚的承载能力显著降低。本研究成果可为吊索热铸锚的结构参数和防腐设计提供理论依据。

摘要:【目的】揭示三峡库区库水位周期性变动下库岸边坡土体力学性能及微观结构的劣化机制，为库岸边坡灾害防治提供理论依据。【方法】选取库岸边坡不同高程 （145、155、165、175、180 m）的土体进行宏观力学测试及微观矿物分析，划分消落带劣化区域；并以劣化程度最严重区域土体为研究对象，设计“干燥 -饱水”干湿交替不同次数 （1、2、3、5、8次）的周期性试验模拟库水位升降的干湿交替环境，最后采用宏 -细-微观多尺度结合的分析方法来开展本次研究。【结果】该滑坡消落带土体劣化呈现显著高程分异：［145，155） m区间分形维数增加 3.6%，黏聚力下降 16.7%，为劣化增强区；［155，175］ m区间分形维数减少 5.7%，黏聚力提升 50.0%，属劣化减弱区；175 m以上无劣化。在干湿循环作用下，155 m高程的土体在前 5次循环内抗剪强度衰减28.18%，水土流失度为 4.88%，后续趋于稳定。扫描电子显微镜 （scanning electron microscope，SEM）与核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）测试表明，水分侵入引发土体细颗粒含量增加，大孔隙占比提升。【结论】消落带土体劣化受库水位变动影响：在蓄水初期，冲刷作用导致土体内部出现 “裂隙萌生 -贯通 -崩解”三阶段损伤演化，促使土体由密实向松散多裂隙转化；在蓄水后期，不同高程土体与库水有不同程度接触，使得土体内部发生不同程度的水化学反应，造成土体骨架矿物溶解及黏结物破碎 -胶结。细观孔隙网络重构与颗粒侵蚀破碎协同作用是土体劣化的本质原因。

摘要:【目的】深入探究养殖取排水沟渠对海湾水动力及泥沙冲淤的影响，为海湾可持续开发提供科学依据。【方法】基于 MIKE 21软件建立丁字湾二维潮流泥沙数值模型，在良好验证的基础上，对比分析丁字湾航道在有无养殖取排水沟渠两种方案下的冲淤演变机制。【结果】丁字湾总体呈航道侵蚀、两侧浅滩淤积的状态；在养殖取排水沟渠的作用下，航道和口门处的侵蚀明显加剧，年最大冲刷深度约增加 0.08 m，航道两侧浅滩淤积程度亦有所加剧，年最大淤积厚度约增加 0.06 m。此外，在养殖取排水沟渠开启后，沟渠口处 （如鲁岛附近潟湖口、麻姑岛两侧 ）出现明显冲刷现象，最大冲刷深度约 1.02 m。【结论】养殖取排水沟渠与丁字湾泥沙冲淤及水动力环境密切相关，在有养殖取排水沟渠的情况下，丁字湾航道 内水流流速明 显增加，断面悬沙浓度和区域泥沙冲淤均发生明显变化。因此，在开展海湾动力泥沙数值模拟时，应尽量保留养殖取排水沟渠，若需概化，须先分析其对海湾动力泥沙的影响程度。

摘要:【目的】本文旨在探索客户需求差异化与交通时变下的生鲜冷链中心选择 -路径问题，为不同客户群体的精准服务、配送中心选择及时变路径规划提供决策依据。【方法】以最小化系统总成本 （含车辆、配送中心运营、时间窗惩罚、货损、油耗及碳排放成本 ）为目标，考虑客户画像下不同类别客户的需求、时变速度及载重约束，开发两阶段启发式算法进行仿真试验：第一阶段基于时空距离的启发式选择算法分配客户至配送中心，第二阶段采用遗传算法优化路径。【结果】用户画像驱动的差异化策略显著提升了服务质量，为核心客户群体实现了最优的配送服务。相较于传统遗传算法，本文的两阶段启发式算法的最优成本降低 9.15%；相较于K-means聚类 +遗传算法，最优成本降低 12.61%。同时，时变速度下的方案较固定速度下的方案更能平衡成本与时效，总行驶时间和成本均处于合理区间。【结论】本研究提出的模型与两阶段算法可为生鲜冷链企业差异化配送策略提供决策支持。

摘要:【目的】针对信号交叉口停车导致额外的燃油消耗和尾气排放问题，提出一种网联驾驶环境下的车辆轨迹与信号配时协同优化方法。【方法】面向交叉口上游到达车辆，考虑速度、加速度和安全等约束，以所有车辆的燃油消耗总和最小为目标，建立基于分段二次函数的车辆轨迹优化模型；在交叉口控制范围内，以车辆平均行程时间最小为目标，构建基于动态规划的交叉口信号配时优化模型；提出两种优化模型的协同机制，实现车辆轨迹与信号配时的协同优化。【结果】以四相位交叉口为例，应用本文模型进行测试验证，其中轨迹优化模型求解分为两种方案：方案一为极限加速度 （extreme acceleration，EA）方案，加速度设为固定极值，作为基准对照；方案二为轨迹优化模型求解得到的最优轨迹 （optimal trajectory，OT）方案。在试验中，分别结合固定信号配时和动态规划信号配时，对两种方案进行对比。在高饱和度条件下，OT方案下的动态规划方法与EA方案下的固定信号配时相比，平均延误时间减少 7.51%，燃油消耗减少 18.75%，驾驶舒适性指标提高96.55%。【结论】本研究结果可为网联自动驾驶环境下信号交叉口的生态驾驶提供参考依据。

摘要:【目的】探索考虑地铁剩余运力的地铁快递物流选址 -路径问题，进而为不同客运时段下的地铁网络内部的快递物流选址和路径决策提供依据。【方法】以最小化地铁运输成本、换线成本、站点改建成本及超出剩余运力的惩罚成本为目标，考虑剩余运力及节点处理能力等约束，基于机会约束规划方法构建了不确定需求状态下的地铁快递物流选址 -路径模型，设计了改进后的自适应遗传算法，并进行了仿真试验。【结果】长沙市需改建 14个地铁换乘站，以作为中转节点。在客流平峰、客流高峰和夜间时段，中转节点的开放策略与路径方案呈现出不同特征，均能降低成本。地铁在客流平峰时段的运作成本比公路运输的降低了 50.17%；在客流高峰时段，由于中心路段运力不足，且中转节点多为外围地铁站，故其路径的复杂性增加，运作成本比公路运输的降低了 42.29%；在夜间时段，其路径以最短路径为主，运作成本比公路运输的降低了 50.11%。与未考虑剩余运力的模型相比，本文模型在客流平峰、客流高峰时段的超载量分别减少了 62%和59%。【结论】本研究可为不同客运时段下的地铁快递物流在地铁网络内部的选址与路径规划提供可行方案。

摘要:【目的】随着网联自动驾驶技术的不断发展，未来较长一段时间内将呈现网联自动驾驶汽车（connected and autonomous vehicle，CAV）与人工驾驶汽车 （human driven vehicle，HDV）混行的交通环境。由于CAV与HDV的驾驶特性及路径选择行为存在较大差异，加之实际交通需求是随机变化的，为准确预测网络均衡流模式，本文开展人机混驾环境下考虑随机需求的混合交通分配研究。【方法】首先，假定交通需求服从对数正态分布，分析了 CAV和HDV两类用户的路径流量与路段流量分布特征，并基于 BPR（Bureau of Public Roads ）型路段阻抗函数推导了对数正态需求下的路径出行时间预算。然后，假定 CAV和HDV分别基于实际出行时间预算和感知出行时间预算选择路径，针对人机混驾环境，构建了考虑全局需求弹性的基于可靠性的用户均衡与随机用户均衡 （reliability-based user equilibrium and reliability-based stochastic user equilibrium，RUE -RSUE）混合交通分配变分不等式模型，并设计了双层循环算法对模型进行求解。最后，采用Nguyen -Dupuis网络对本文构建的模型与算法进行验证，并分析了 CAV市场渗透率、出行时间可靠度需求及交通需求变异系数对网络均衡流模式的影响。【结果】本文设计的 双层循环算法 能有效求解考虑全局需求弹性的 RUE -RSUE混合交通分配模型；出行时间预算随 CAV市场渗透率的增加而减少，随交通需求变异系数和出行时间可靠度需求的增加而增加，但受 CAV市场渗透率和交通需求波动的影响较显著；交通需求随出行时间可靠度需求的提高而降低，提高 CAV市场渗透率会增加相同敏感度下的交通需求，但出行时间可靠性敏感度对交通需求的影响更为显著。【结论】本研究提出的 RUE -RSUE混合交通分配模型能够刻画需求随机性对 CAV和HDV两类用户路径选择的影响，可为智能网联交通系统的规划与管理提供决策依据。

摘要:【目的】门座起重机是港口物料装卸的核心设备，其臂架及平衡系统设计直接影响整机运行性能与能耗。本文旨在优化臂架及平衡系统铰点位置、杆长及配重质量，从而达到减小吊重垂直落差、降低臂架及平衡系统未平衡力矩波动的目的。【方法】首先，以变幅过程中吊重垂直落差与系统未平衡力矩变化量最小为目标函数，以系统铰点位置、杆长及配重质量为优化设计变量，结合实际工况的边界约束与性能约束，构建臂架及平衡系统的优化数学模型。随后，采用遗传算法并结合 MATLAB 编程对该模型进行优化求解，以获得最优设计参数。最后，构建臂架及平衡系统多体动力学模型，并利用 ADAMS软件对其进行变幅仿真分析。【结果】优化后的吊重垂直落差相比于优化前的减小了 17.65%，臂架及平衡系统未平衡力矩变化量减小了83.26%。吊重垂直落差的仿真数据与理论数据高度吻合，证明了数学模型是可信的。在此基础上，分析了各杆件连接铰点载荷随臂架变幅的变化规律，为后续臂架及平衡系统的详细设计提供了理论依据。【结论】本优化设计显著降低了起重机在变幅过程中的能耗，为港口装卸设备的后续结构设计提供了技术支撑。

摘要:【目的】对比分析无逆流型、排气口两侧布置水平逆流管型、通过机壳两侧中心逆流管与转子基圆相切型、排气口两侧布置从指向同侧排气口边缘到水平指向对侧逆流口的长条形逆流口型罗茨风机的排气流量、轴功率和排气温度，以获得有利于提高罗茨风机性能的逆流口形式。【方法】运用计算流体动力学（computational fluid dynamics，CFD）2.5D动网格技术对罗茨风机流场进行数值模拟，待流场稳定后提取转子旋转一圈时间内的排气流量、轴功率和排气温度脉动结果，以比较各逆流冷却口对罗茨风机性能的影响。【结果】在排气口两侧沿机壳长度方向布置指向同侧排气口边缘的长条形逆流口，可利用指向排气口的高压逆流气体直接对冲排气口打开时的排气回流，显著降低罗茨风机的排气脉动及排气温度；同时，高压逆流气体可推动转子转动，降低转子轴功率。指向同侧排气口的长条形逆流口型罗茨风机与水平逆流管型罗茨风机相比，排气流量脉动幅度和不均匀度分别降低 69.4%和72.1%，轴功率降低 5.1%，排气温度降低 9.0%。逆流口距离排气口较近以及长条形逆流口与转子叶峰较大的相交面积，可减少高压逆流气体进入机壳的流量，从而降低由逆流造成的内循环流量，其流量与水平逆流管型罗茨风机的基本一致。相同形状、位置的长条形逆流口，当从指向同侧排气口边缘到水平指向对侧逆流口时，罗茨风机的轴功率、排气温度基本相近，但指向同侧排气口边缘的逆流口的罗茨风机排气流量脉动最小。【结论】分布于排气口两侧指向同侧排气口边缘的长条形逆流口型罗茨风机较逆水平流管型罗茨风机具有更低的排气流量脉动、更小的转子轴功率和更低的排气温度，较其他指向角度的相同形状、位置的长条形逆流口型罗茨风机具有更低的排气流量脉动，较好的工程应用价值。