车辆工程的研究方向汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇车辆工程的研究方向范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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中图分类号：U469 文章编号：1009-2374（2017）01-0014-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.01.007

1 概述

四轮独立驱动的车辆能够单独改变各个车轮驱动力，从而使车辆具备比前轮驱动车辆行驶稳定性好的特性，因此为抗侧向干扰提供可能。在侧向风干扰的情况下，侧向力将产生绕质心的横摆力矩，改变车辆的原行驶路线，对行驶安全影响大，尤其是汽车在高速行驶时，侧向干扰对汽车操纵稳定性的影响更为重要。由于采用风洞进行侧风作用下汽车操纵稳定性试验有一定难度，国外大多数汽车公司和一些研究所多使用侧风装置模拟侧风，进行道路试验。为降低试验危险性及节约成本，目前对于侧向干扰的研究大多限于计算机模拟仿真。四轮独立驱动在侧向稳定性方面的研究也主要集中在提出控制算法及仿真分析，试验较少。本文基于前期研制的四轮独立驱动电动样车（每个车轮上有一驱动电机，通过改变各轮驱动电机的驱动电流可单独改变车轮的驱动力）基础上进行实验，通过在车体上不同位置施加集中力模拟侧向干扰，试验车辆行驶情况，并通过分别增减左右两侧驱动电机的驱动电流来抵抗侧向干扰产生的横摆力矩，实现样车的平稳直线行驶。

2 存在侧向力干扰时的实车试验

2.1 试验方法

选取一段平直路面，沿道路方向绘制纵向坐标，每隔5m处撒一层白粉，用于记录车轮印记。在车身上质心前1m、质心前0.5m、质心后0.5m及质心后1m与质心同高处做出标记，用于侧向干扰力的施加。为简化表达，取作用位置在质心前为正值，在质心后为负值。

试验前需保证各车轮完全摆正，车辆处于直线行驶姿态。起步加速至车速1.5m/s，维持此速度匀速直线行驶。依次在车身上各标记的点上施加不同侧向力，用压力计保证侧向力输入的稳定性，直至样车驶离测量区域。记录车辆在行驶区域内的车轮印记，用记录的坐标点绘制车辆行驶轨迹曲线，以此判断侧向力大小及其作用点位置对车辆行驶方向和跑偏程度的影响，同时记录行驶时各车轮的转速及各轮驱动电机的电流。

2.2 四轮等转矩时侧向干扰试验

四轮驱动力按等转矩分配，即四个车轮每个驱动电机的驱动电流相同。在车身标记点依次施加大小为150N、200N、250N、300N的侧向力，记录车辆行驶30m行驶区域内的行驶轨迹。

通过数据结果发现：当侧向作用力相同时，侧向作用力的作用点与车辆质心越远，则车辆跑偏量越大；当侧向作用力作用点不变时，车辆跑偏量随侧向作用力的增大而增加。在本试验中，车辆行驶距离较短，从数据结果看，跑偏量与横摆力矩近似成正比。

在保持行驶速度相同的基础上，侧向作用力越大，则车轮所需要的驱动电流也越大。例如，在质心前1m分别作用150N、200N、250N的侧向干扰力时，电机的平均电流分别为4.71A、4.80A、4.85A。由此可见，车辆在受到侧向干扰的情况下，阻力变大，为维持匀速行驶，所需的驱动力也变大。

2.3 改变四轮驱动力抗侧向干扰试验

根据理论计算分析，欲使车辆不跑偏，各车轮侧偏角应等于零，即各车轮侧偏力为零。当存在侧向干扰力矩的作用时，可以通过改变左右两侧车轮的驱动力来改变车轮纵向力，从而控制车辆跑偏量。

在四轮等转矩行驶驱动电流的基础上，分别在车辆右侧处施加侧向力，等量增减驱动电机电流，进行道路试验，试验结果见表1。

由试验结果对比可知，在样车右侧+1m处作用大小为150N的侧向干扰力时，四轮等转矩驱动行驶30m的跑偏量为400mm，当左右两侧车轮电机电流分别增减3.0A时，样车基本恢复直线行驶，如图1所示：

由此可见，在四轮等转矩分配驱动力的基础上，通过改变左右两侧车轮的驱动力，可以有效地抵抗侧向干扰力矩引起的跑偏问题。

同时，通过试验结果发现，如果用于抵抗侧向干扰的驱动力过大，会引起车辆反方向跑偏。例如在质心后0.5m处作用150N干扰力时，四轮等转矩驱动时，向右侧跑偏205mm，当左右两侧车轮电机电流分别增减2.0A时，车辆向左侧跑偏50mm。

结合四轮等转矩及改变四轮驱动力实验结果可知，当左右两侧车轮增减的驱动力产生的横向力矩等于侧向干扰力矩时，车辆不受侧向力矩影响，维持正常直线行驶。

3 运动仿真分析

为改善四轮独立驱动电动车抗侧向干扰的性能，并模拟试验无法完成的工况，根据样车参数运用ADAMS/View软件建立了样车仿真模型，模M实车试验。

四轮等转矩模式下的侧向干扰仿真结果相对实车试验结果偏小，原因主要为仿真忽略了外界环境的影响。改变四轮驱动力抗侧向干况的仿真结果也与实车试验结果相近，误差值不大。

在此仿真基础上，为明确不同车速下侧向干扰对车辆行驶的影响，进行了仿真模型在不同速度下受到侧向干扰的工况仿真试验。在驱动力等转矩分配下，在质心前1m处作用大小为300N的侧向力，车速越高，在相同时间内，纵向行驶的位移越大，车辆跑偏也越严重，试验结果如图2所示。

同时，模拟了不同车速下改变左右两侧驱动力抵抗侧向干扰力的仿真试验，例如当车速为12.5m/s时，通过改变左右两侧车轮的驱动力，能抵抗侧向干扰的影响，维持正常行驶，如图3所示：

4 结语

（1）当车辆行驶时受到侧向干扰力时，通过改变两侧驱动力而产生的回正力矩，可以有效抵抗侧向力矩，若控制得当可维持车辆平稳行驶；（2）运用ADAMS软件模拟了侧向干扰力对车辆行驶的影响以及通过改变两侧车轮驱动力以抵抗侧向干扰的情况，能够为四轮独立驱动电动车稳定性的实际运用提供一定参考。

参考文献

[1] Juhlinab，Magnus.Aerodynamic loads on buses due

to crosswind gusts-on-road measurements[A].IAVSD，

Berkeley，CA，United states，CSREA Press[C].2008.

[2] 许振华，吴宪，于晓军.燃料电池汽车侧风稳定性预

测[J].计算机辅助工程，2008，17（1）.

[3] 赵明慧，王连东，马雷，等.四轮独立驱动四轮转

向电动试验样车的研制[J].中国机械工程，2009，20

（13）.

[4] 刘超.四轮独立驱动四轮转向电动汽车的底盘总成研

制及试验[D].燕山大学，2008.

篇（2）

培养目标：本专业培养学生具有扎实的理论和宽厚的工程技术知识基础，掌握汽车整车及各总成的设计理论、汽车的性能实验技术、汽车制造工艺和汽车电子控制技术等知识，具有较强的实践能力及创新能力的高级技术人才。

篇（3）

（①陕西省交通建设集团公司，西安 710075；②长安大学公路学院，西安 710064；③长安大学工程设计研究院公路院，西安 710064）

（①Shaanxi Provincial Communication Construction Group，Xi'an 710075，China；②Institute of Highway，Chang'an University，Xi'an 710064，China；

③Institute of Highway Engineering，Chang'an University Engineering Research Institute，Xi'an 710064，China）

摘要：本文介绍了智能交通系统的主要研究内容，通过对智能交通系统主要研究内容的分析，总结出ITS在高速公路上的应用。

Abstract：This paper introduces the research contents of Intelligent Transport System，through the analysis of research contents of Intelligent Transport System,in the final this paper concludes the application of ITS on the highways.

关键词：智能交通系统（ITS） 高速公路

Key words: Intelligent Transportation Systems (ITS)；freeway

中图分类号：TP31 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）32-0171-01

0引言

交通安全、交通堵塞及环境污染是困扰当今国际交通领域的三大难题，其中安全问题最为严重。专家的研究表明，通过智能交通技术提升了道路管理水平后，每年能减少30%的因交通事故死亡的人数，且交通工具的利用率的提升至超过50%。所以，各发达国家纷纷投入大量的人员及资金，进行大规模的智能交通技术研究试验。

1智能交通系统（Intelligent Transport System）

智能车辆道路系统（Intelligent Vehicle highway system，IVHS）是智能交通系统的前身，它把先进的计算机处理、电子控制、信息、数据通讯传输及电子传感等方面的技术，整合并运用在交通运输管理体系中，从而建立起一种全方位、大规模发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输及管理系统。

2智能交通系统的主要研究内容

智能交通系统的研究内容主要包括以下九个方面：

2.1 先进的交通信息服务系统（ATIS）交通信息服务系统的应用必须有完备的信息网络基础为前提。交通参与者利用安装于道路环境中的传输设施及传感器，实时将交通信息反馈至交通信息中心；ATIS对信息进行接及整合，再将有关出行的各类信息实时反馈至交通参与者；出行者按照其其提供的信息来选择出行路线及方式。

2.2 先进的交通管理系统（ATMS）ATMS多用于交通管理者，它能够对公路交通系统进行管理及检测控制。通过先进的计算机信息处理及车辆监测的技术，实时获取有关交通状况的信息，同时按照获取的信息对交通状况进行控制。

2.3 先进公共运输系统（APTS）该系统的目的是通过将先进的电子技术应用到高使用率、分配驾驶的小汽车、公共汽车、有轨电车、地铁的使用与运行中，从而发展公共交通系统。

2.4 货运管理系统货运管理系统是通过物流理论实施管理的智能化物流管理系统，它的基础是信息管理系统及高速道路网。

2.5 商用车辆运营系统（CVO）该系统是专为运输企业提高盈利而开发的智能型运营管理技术，目的在于提高商业车辆的运营效率和安全性。

2.6 先进车辆控制和安全系统（AVCSS）该系统包括事故规避系统和监测调控系统等。它使车辆具有道路障碍自动识别、自动报警、自动转向、自动制动、自动保持安全车距、车速和巡航控制功能。在易发生危险的情况下，随时以声、光形式向驾驶员提供车体周围的必要信息，并可自动采取措施，从而有效地防止事故的发生。

2.7 电子收费系统（ETC）ETC是目前世界上最先进的路桥收费方式。通过银行及计算机联网技术完成后台结算处理，车辆经过路桥收费站不需停车就能实现路桥费的交纳，同时能够将收取的费用经后台处理环节清分至收益业主。

2.8 紧急救援系统（EMS）EMS是一个特殊的系统，它以ATMS、ATIS及相关救援设备及机构为基础，利用ATMS、ATIS使交通监控中心和专业救援机构联成有机的整体，为道路使用者提供现场救护、排除事故车辆、车辆故障现场紧急处置及拖车等服务。

2.9 先进乡村运输系统（ARTS）ARTS是根据乡镇运输的特殊需要，在乡村环境下有选择地运用一些特殊技术紧急呼救和事故防止、不利道路和交通环境的实时警告、高效益成本比的通信和监测等。

3ITS在高速公路的应用

3.1 高速公路ITS的构成按高速公路ITS系统的服务功能，将其分为五点：①先进的交通监控与管理系统，包括停车诱导、交通预测、路经诱导及交通事故检测等技术。它依靠先进的技术实时的将道路交通信息在监控中心进行加工处理，并将信息发送至道路管理者及其使用者，从而实现动态交通分配，以及对交通的有效监管，尽量避免交通阻塞。②集成的信息服务系统，它由社会交通信息服务系统和车辆交通信息服务系统组成。信息服务系统不仅能方便在路网中行驶的道路使用者，还能为将要出行的道路使用者提供详细的相关路网信息，帮助他们选择最佳出行路线。③电子收费系统。不停车收费就是全自动收费，它在确保收取通行费的前提下，减少或彻底杜绝收费过程中阻碍交通的问题。④运输管理系统。在智能交通系统中，运输管理属关键的服务功能。它利用智能交通系统其他子系统服务功能所提供的信息和有关运输企业的信息，进行科学的跟踪调度及指挥，使运输企业的效益最大化。⑤安全保障系统。安全保障系统是交通运行基本的支撑，它可确保交通正常运行的过程中驾驶员的安全，若有交通异常状况出现，其也可进行有效的救助。

3.2ITS在高速公路上的应用现阶段可在收费、监控及通信方面运用该系统，下列几点是其主要表现：①不停车电子收费(ETC)系统可减少传统收费模式带来的时间延误和人工消耗，提高车道的通行能力；②路面交通感应器，能够对道路承受压力及应力状况进行实时监控，同时将监测数据传输至管理中心，实时了解道路情况为养护部门提供完备的资料；③可变限速标志及可变信息标志牌，实时显示沿途的路面状况及事故情况，及时限速信息，对交通流实施动态管理；④高速公路入口匝道的交通流控制，利用和监控中心的通信及入口匝道处的信号灯，对入口匝道交通流实施智能化监管；⑤闭路电视监控，利用闭路电视摄像机，对违章车辆进行实时监控，发现问题可以及时启动应急机制进行处理。

4结论

ITS被公认为是解决城市交通问题的有效方法之一,智能运输系统可以达到提高交通运输系统的效率、减少交通事故、降低环境污染的目的。发展智能交通的思路使人们从传统的单靠“修路限车”的模式中脱离出来,尝试用高新技术强化人、车、路之间的联系,以提高交通系统的效益。文章通过分析ITS的主要内容,分析了高速公路ITS的组成及其在高速公路上的应用。

参考文献:

[1]蔡德扬.社会交通与社会发展[M].北京:人民交通出版社，2001.

[2]杨冰.智能运输系统[M].北京:中国铁道出版社，2000.

[3]萧蕴诗.网络技术基础[M].武汉:华中理工大学出版社，2003.

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研究方向：汽车领域

对国内汽车发动机产业来说，这种评选具有很好的标杆和促进作用；对消费者来说，这种评选具有很高的参考价值。可以说，这样的评选是国内汽车产业和消费者都需要的。

李君：

吉林大学汽车工程学院教授，博士生导师。吉林大学汽车工程学院内燃机工程系主任。

研究方向：汽车新能源与节能技术。

学术兼职：中国汽车工业协会代用燃料分会副主任委员，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会委员。

中国汽车产业发展还应该以中小排量汽车为主，国外某些发动机评选往往看重功率及扭矩输出等指标，我们不要走这个路线。这次评选中入围的多款小排量发动机，是符合中国国情需要的。

李理光：

同济大学汽车学院教授，博士生导师。同济大学特聘教授，同济大学汽车学院副院长。

研究方向：内燃机燃烧与排放控制，清洁代用燃料，混合动力汽车的动力系统。

学术兼职：国际汽车工程学会，中国内燃机学会理事。

参与――评估自己，学习他人；提升――宣传品牌，树立信心；竞争――立足国内走向世界；创新――自主开发，持续发展。

黄佐华：

西安交通大学能源动力工程学院教授，博士生导师。西安交通大学能源动力工程学院副院长，动力工程多相流国家重点实验室副主任。

研究领域：内燃机燃烧，清洁燃料发动机，排污机理与控制。

学术兼职：中国内燃机学会副理事长，教育部“长江学者奖励计划”特聘教授。

这项评选从公正客观的第三方角度对市场上的发动机产品进行评价，并给出明确的比较结果。这对于消费者具有很强的指导作用，有助于汽车消费向专业消费和理性消费转化。

王建昕：

清华大学汽车工程系教授，博士生导师。清华大学汽车安全与节能国家重点实验室副主任。

研究方向：汽车节能与排放控制，内燃机燃烧，汽车燃料。

学术兼职：中国内燃机学会油品与清洁燃料分会主任，中国内燃机学会汽油机分会副主任。

2003年秋，我在美国短期访问时，第一次看到了《Ward's Auto World》杂志的十佳发动机评选宣传画，深深被它吸引，我的朋友从办公室的墙上取下来送给了我。那时我就在想，中国也应举办这样一个高水平的评选活动。《汽车与运动》杂志在参考Ward's等杂志经验的基础上，于2006年成功举行了第一次“中国十佳发动机”评选。祝愿它越办越好，在中国由“汽车大国”走向“汽车强国”的过程中发挥重大影响。

许敏：

上海交通大学机械与动力学院教授，博士生导师。上海交通大学校长助理，汽车工程研究院院长。

研究方向：发动机燃烧与排放控制，整车系统集成。

很高兴在国内也看到这样的评选，而且它的评选规则和体系很符合国内的发动机产业发展现状和趋势。我们作为发动机领域内的科研人员，应该支持这样具有社会意义的评选，为民族发动机产业发展尽一份力。

姚春德：

天津大学机械工程学院教授，博士生导师。天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室副主任。

研究方向：内燃机工作过程，内燃机废气净化技术，内燃机石油替代燃料。

学术兼职：中国工程热物理学会常务理事，中国汽车工程学会理事和特聘专家，中国内燃机学会中小功率柴油机分会副主任。

十佳发动机评选活动所确立的评价体系，对于国内发动机产业具有很好的参考价值。在欣喜地看到自主品牌发动机也成为入围的热门，这说明它们正在努力攀登世界先进发动机的顶峰。

尤林华：

中国汽车技术研究中心、国家轿车质量监督检验中心研究员级高工。

研究方向：汽车发动机性能、可靠性、排放性能评价方法研究，汽车发动机排放自动测试系统与相关试验技术研究。

学术兼职：国家机动车环保技术法规专家委员会委员，国家环保总局重型汽车环保专家委员会委员。

用客观、公正、公平，权威的方式，评选出技术先进、消费者认可的中国十佳发动机。促进中国汽车发动机技术水平提高，提升中国汽车企业的核心竞争力!

卓斌：

上海交通大学机械与动力学院教授，博士生导师。

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Research and implementation of wisdom municipal platform based on Internet of things

LIU Shang-wu，CAI Yan-guang，WANG Shu-yi，HUANG Bai-liang

（School of Automation，Guangdong University of Technology，Guangzhou 510006，China）

Abstract：Modern technology such as satellite positioning，data transmission and the integration of municipal custody work，built municipal facilities day-to-day maintenance and management and emergency traffic command center，take the city municipal facilities day-to-day maintenance and management and all kinds of sudden emergency work，and with 12345 public service hotline，12319 digital municipal dispatching command center and other links，form a multistage departments cooperate with municipal facilities day-to-day maintenance and management and emergency dispatching work mode.Perception of city public resources effectively，monitoring and management，to promote energy conservation and emissions reduction，improve the utilization rate of resources，at the same time for the operation of the city guidance，norm，governance，management and services，provide citizens with a beautiful environment，a good order，a high quality service，an optimized management，the system has practical application value.

Keywords：Internet of things;municipal engineering;satellite positioning;perception;visualization

1.引言

按照我国建设部划定的市政公用事业管理范围，市政公用事业包括：供水、排水（含雨水、污水）、燃气、供热、道路（含桥梁）、公共交通、环境卫生、园林绿化专业。主要面临的挑战有以下几点[1～3]：

（1）市政公用设施投资结构不合理，是中国城市发展的薄弱环节;投资规模总体不足，与工业化、城镇化发展现状不适应。重新建、轻维护;重地上、轻地下;分重视道路、桥梁等形象工程建设，忽视必要的污水、垃圾处理等设施的投入，薄弱环节突出。市政设施配套资金不足，造成一些已建成项目不能正常运转。

（2）市政设施规划不合理;管线设施的频繁改动和施工，其根源在于市政设施规划建设的不合理，缺乏预见性。

（3）市政设施家底不清，资料不全;事故频发，抢险困难;

（4）政府的责任和监管没有落实到位;缺乏对市政公用事业的规划、投资、价格、服务标准和质量、运营安全及综合防灾等内容进行系统的指导监督。

（5）市政设施使用效益低。现有设施失修失养，甚至新建成项目不能正常运转，投资效应没有体现。

2.建设思路

建设思路如下：

（1）摸清家底，建立市政公用设施信息库;

（2）建立市政设施的运行监测，实现科学化的应急处置;利用物联网技术，在线监测市政设施的运行状况，依靠科学的分析与应急预案，预防事故的发生并减少突发事故的灾害损失。

（3）实现从设施规划、建设、养护到监管的全生命周期管理;

（4）利用科技进步，提高政府监管水平;将市政设施的在线监测与管理部门的移动巡查相结合，提高政府的实施监管能力。进一步完善政府监管体系，包括市场进入与退出监管、价格监管、产品与服务质量的监管、标准监管、运行安全的监管、市场秩序监管等。

（5）建立一套科学、有效、权威的市政设施评价体系[4～5]。

3.体系结构

因市政公用事业的多专业性、数据海量性、国计民生的基础性与应急处置的高时效性，智慧市政平台要采用云数据中心等多层次体现结构。

智慧市政平台是以全球定位、传感技术、以网络实时监控、调度、管理为主，通过对供水、供气、供热、排水和路灯等城市市政设施实行数字化管理，实现市政基础设施智能监管。通过在市政设施关键部位配置传感设备，获取实时运行数据，实现城区路灯智能控制、防汛智能指挥以及市政服务智能化监管等。智慧市政平台通过车辆、手持终端的实时定位追踪，把数据通过网络传回监控服务器，可以实现对巡查车辆、工程车辆、设施巡查人员、施工人员实时定位，随时掌握车辆的实际位置和运动趋势，可以做到及时调度、合理部署，切实增强对设施巡查、应急抢险、工程建设监督管理的工作力度，进一步加强车辆管理。通过调度管理系统形成呼叫、巡查、调度、监督、处理、统计及考核等条块结合的服务管理模式。通过对动态信息的管理，掌握全市市政道路各种市政设施部件的状态及各类事件的发生和处置过程，提高动态监控和应急抢险指挥能力，加强政府管理、监督、组织的能力。通过一整套科学完善的监督评价体系，对市政管理的各方面进行考核评价，既能监督市政管理中发生的具体问题，又能监督执法质量。

4.主要功能

智慧市政平台具如下功能：

（1）可对城市供水、供气、供热、排水和路灯等城市市政设施实行数字化管理，实现市政基础设施智能监管。

（2）可对市政设施关键部位进行实时数据监控，实现城区路灯智能控制、防汛智能指挥以及市政服务智能化监管等。

（3）可以随时掌握市政车辆的实际位置和运动趋势，可以做到及时调度、合理部署，加强对市政车辆的监管。

（4）根据市政管理的实际情况，设计并实现了“四位一体”市政综合监督指挥体系。实行市、区、所、巡查人员 “四位一体” 的综合指挥管理体系，实施市政部件、事件的时间无缝、空间无缝的实时监控，形成呼叫、巡查、调度、监督、处理、统计及考核等条块结合的服务管理模式。通过对动态信息的管理，掌握全市市政道路各种市政设施部件的状态及各类事件的发生和处置过程，提高动态监控和应急抢险指挥能力，加强政府管理、监督、组织的能力。

（5）以市政数据管理中心为基础，以信息化城市管理平台为核心，构建环卫管理、燃气管理、供热管理、户外广告管理等市政专题专用系统和内部协同办公自动化系统，依托于这些系统，实现一网式门户、一站式审批、一话式热线等公众服务。

5.结语

目前，智慧市政平台还可以围绕以下方向发展：

（1）强化市政设施规划辅助的内容，结合人口、经济和生态环境数据，科学规划市政设施的布局，为新型城镇化的建设出谋划策。

（2）加大移动端应用的研发力度，加强移动设施管理、信息采集和智能分析方面的研发。

（3）发挥大数据的价值。挖掘设施分布的优缺点，进一步反映社会和经济发展动态。

参考文献

[1]刘寓，朱勃.市政管理移动监察“慧”管城市[J].城市勘测，2014，1：：12-13.

[2]黄来源，李军辉，李远强.基于物联网技术的城市地下管线智能管理系统[J].物联网技术，2014，4：23-24.

[3]彭文祥，贾嵘，薛惠锋，等.基于GIS的城市排水管网信息系统[J].西安理工大学学报，2008，17（4）：396-399.

[4]赵德才，王凤利，李小军，等.城市道路井盖的缺失报警与精确定位系统研究[J].河北北方学院学报，2012，28（3）：23-25.

[5]李向红.城市路面井盖管理问题探讨[J].市政技术，2009， 11（27）：6-7.

基金项目：广东省教育部产学研结合项目（项目编号：2012B091000171，2011B090400460）。

作者简介：

刘尚武（1993―），男，河南信阳人，硕士研究生，研究方向：嵌入式linux。

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中图分类号：TU623+.5 文献标志码：B

1 引言

履带车辆因其具有良好的通过性能在工程机械车辆中有着广泛的应用。履带机构一般由主动轮、托带轮、诱导轮和负重轮组成，通过履带构成柔性链环，其本身就是一个复杂的机械系统。传统的研究方法是基于经验公式和大量试验研究基础之上的。电子计算机的发展使得数值模拟技术得到了广泛的应用，将数值模拟技术用于履带车辆的研究能有效缩短研制周期，提高设计效率和质量[1]。

目前对履带车辆进行多体动力学数值模拟的软件主要有DADS、ADAMS和Recurdyna，其中DADS和Recurdyna采用的是相对坐标的递归算法，运算速度较快，而ADAMS采用的是绝对坐标系，速度稍慢，这些软件都能很好地完成履带车辆的仿真分析。对履带建模的模型主要有两种：一种是柔性履带模型，该模型建模较方便，能在设计早期就对履带的平顺性做出快速预测而得到改进的指导数据；一种是刚体履带模型，该模型能对每块履带板、销的力学特征进行详细研究，但该建模方式比较复杂，需要考虑各零件之间的接触关系，建模过程复杂，同时刚性履带模型的自由度与柔性履带模型相比计算量大大增加。本文基于柔性履带模型对履带车辆进行建模和数值模拟，通过对履带车辆的平顺性分析，为改进设计提供有效数据。

2 柔性履带理论模型

在柔性履带模型中，其履带被假设为一条具有柔性的连续的带子，由这条柔性的带子包裹主动轮、托带轮、诱导轮和负重轮而构成一条履带链，通过与地面接触而将地面激励传递到车体。

履带、负重轮及地面间接触的相互作用力如图2，作用在负重轮上的力计算公式：

履带张力TL和TR可以通过弦垂线方程获得[2]。

3 履带车辆平顺性模型

平顺性反映了车辆行驶的安全性。良好的平顺性能减少地面动载荷对底盘及相关连接件的振动，提高零件的疲劳寿命。本文建立某型履带车辆的平顺性模型如图3。考虑车体质量、质心位置、负重轮数量、质量、位置及尺寸、主动轮和诱导轮尺寸和位置、履带结构和性能等，运用Bekker提出的地面力学压力-沉陷关系、设置土壤的剪切特性、土壤的摩擦特性等来计算地面施加于车辆的各种力。

4 仿真分析结果

将上述建立的履带车模型行驶通过一个高为10cm梯形凸台障碍来研究其通过平顺性，得到其通过凸台前后的车体的姿态如图4，车体的质心处的加速度如图5，以及履带张力如图6。

从图5可以看出履带车通过凸台的时候车体质心处加速度值的变化，其仿真结果在4～6s时候加速度波动较大，因加速度值能反映履带车辆通过梯形凸台障碍时地面对车体的振动激励，通过履带参数的合理设计控制其振动，能有效地衰减来自地面的冲击载荷，提高各零件的动载荷疲劳寿命；图6显示出履带张力的变化波形，其仿真结果在4～6s时候加速度波动较大，因履带车正通过凸台导致履带张力增加，其张力值能为研究主动轮和履带之间的磨损提供参考依据。

5 结论

本文基于柔性履带模型建立了某履带车辆的三维仿真模型，对其平顺性进行了数值模拟研究。该方法建模简单快捷且求解效率高。相比于传统的基于经验公式和大量试验的方法，所获取的数据更加丰富，研制周期缩短。用柔性履带模型方法在早期设计阶段就能快速地预测履带车辆的通过性、车体振动加速度等指标，为改进设计提供有价值的理论数据，通过数据结合最终的实验验证，提高履带车辆的设计水平。

参考文献：

[1]韩宝坤，李晓雷，孙逢春.履带车辆动力学仿真技术的发展与展望[J].兵工学报，2003，24（2）.

[2]M G Bekker.地面车辆系统导论[M].北京：机械工业出版社，1987.

篇（7）

电力企业从发电、输电、配电到用电等任何一个环节，都表现为空间性、复杂性等特点[1]。为了使电力系统经济、可靠、安全地运行，对电力抢险车辆的在线调度监控成为一个研究热点。如何有效管理、利用电力企业复杂的空间资源，实现监测数据的实时收集，是电力企业生产管理和运营管理人员面临的挑战。我国车载GPS调度监控系统方面的研究始于20世纪90年代初，并取得了一定的研究成果，但也存在着不足，主要体现在系统容量小，覆盖率低，兼容性、可扩展性差，没有形成监控管理系统的网络化，系统安全性差等[2-4]。本文探讨了一种适合我国电力企业的基于电网GIS平台的车载GPS监控管理系统，以完善现有的电力生产服务车辆信息化管理手段，从而提升电力企业生产服务车辆的综合管理水平。

1 电网GIS空间信息服务平台

电网GIS空间信息服务平台（简称电网GIS平台）是构建在国家电网“SG186”一体化平台之内，实现电网资源的结构化管理和图形化展现，为其他业务应用提供图形服务支撑的企业级电网空间信息服务平台。

2车载GPS监控管理系统研究与实现

2.1车载GPS监控管理系统简介

车载GPS监控管理系统，它基于GIS和GPS技术，同时利用移动车载GPS设备将电力客户的报修信息、车辆调度信息、卫星定位信息等通过移动通信网络平台在电力生产服务车辆和电力系统控制总台之间双向传递，它能够集地理信息系统和被管理目标主体信息为一体，充分发挥其强大的地图管理及显示功能，实现对电力抢修车辆的实时监控、调度、信息等功能。

2.2 系统总体设计

2.2.1 总体概述

车载GPS监控管理系统是集GPS车辆实时数据采集、调度管理及通信于一体的集成应用系统，它的优势之一在于基础地理信息数据、电网资源数据、GPS抢修车辆实时定位数据的有效集成。系统总体结构包括GPS车载终端、中心服务器和监控管理中心三部分，车载终端和监控管理中心通过移动通信网络进行双向的数据传输。

GPS移动终端通过GPS卫星获得车辆当前位置信息，并通过移动通信模块回传到监控管理中心服务器。中心服务器由通信服务器和数据库服务器组成，负责GPS位置数据和车辆状态数据的接收和分发、驾驶员及车辆等资源信息管理、GIS地理信息管理、车辆历史运行数据存储、数据分析和存档等任务。监控管理中心负责以图形化的形式显示GIS地理信息数据、电网设备资源数据、车辆实时运行数据，同时提供用户车辆监控、调度、工单派发以及查询统计、权限管理等功能。

2.2.2 系统技术架构

系统技术架构主要分为数据层、应用层和界面表现层。数据层包括空间属性数据库、车辆轨迹数据库以及其辅助数据库等，该层提供统一的访问接口，支持、实现系统各种功能对数据的需求；应用层是在对数据访问的基础上建立的功能及功能组件，功能组件将不同的功能进行封装形成组件库，方便系统功能的扩展和修改，有利于开发和维护；表现层是展现给用户的，采用B/S模式。

2.3系统使用的关键技术

为了使电力信息网络中的计算机监控系统及重要数据的安全性免受互联网病毒攻击侵害，必须对电力信息内网进行安全防护。从数据安全性方面考虑，车载GPS监控管理系统部署采用网络安全隔离装置连接电力信息外网和电力信息内网，有效的保护了系统中数据的安全性。其优点主要体现在以下两点：

（1）网络安全隔离装置可以极大地提高GPS系统数据的安全性。只有符合隔离装置协议的信息才能通过网络安全隔离装置。 （2）网络安全隔离装置实现安全策略的集中配置，与将网络安全问题分散到各个客户终端的策略相比，此方案配置更方便可靠。

3 系统在电力生产故障报修业务中的应用展望

以国家电网公司95598服务热线的事故报修业务为例展望基于电网GIS平台车载GPS监控管理系统在电力抢修车辆调度与管理中的应用。用电客户发现电力故障通过电话告知95598服务中心，95598服务中心记录故障描述及故障地点等重要信息并将该故障信息派发给电力故障处理中心。电力故障处理中心值班人员登陆车载GPS监控管理系统进行抢修工单的派发，首先根据故障描述信息在系统GIS地图上定位故障点，然后查询就近生产抢修车辆并派发工单任务，并将故障点附近的电网资源数据传输给故障抢修人员，辅助其分析故障原因。生产抢修车辆及时抵达故障现场后，抢修人员开展事故处理工作，并将现场故障处理信息告知电力故障处理中心值班人员，值班人员将该信息录入系统供95598服务中心调取查看。95598服务中心将最新的故障抢修信息通过短信的方式告知故障报修的用电客户。车载GPS监控管理系统与其他电力生产调度系统（如95598系统）等无缝集成，打造了集约高效、智能融合的电力抢修车辆管理平台，使得电力故障抢修业务流程更加智能化，有效的缩短了抢修车辆的调度时间，实现了对抢修车辆的全程监控调度管理，提高了故障处理能力和供电服务水平。

参考文献：

[1]崔巍，王本德.电力抢修监控调度系统及其通讯方式的研究[J].中国电力，2002，37（12）.

[2]Rappaport T S， Reed J H， Woerner B D. Position Location Using Wireless Communications on Highways of the Future[J]，IEEE Communication Magazine， 1996：396-417.

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交通运输的现代化使人们享受便利的同时，也面临道路拥堵、事故频发等问}。近年来，智能交通系统越来越受到人们的重视，它涉及到交通领域诸多方面，如最优路径选择、车辆路径规划、动态车辆调度、交通流量控制等。其中一个重要的应用是一类典型的以数学理论为基础的组合优化问题，而蚁群算法具有内在的搜索机制及正反馈性，适合求解一系列的组合优化问题。

1 蚁群算法描述

蚁群算法源于20世纪90年代初意大利学者M.Dorigo首次提出的蚂蚁系统。它是基于种群的启发式放生进化系统，是通过对蚁群觅食过程中其行为的研究而得出的一种算法。主要思路是蚂蚁借助自己路径寻优的能力可以找到巢穴与食物之间最短的途径。在寻找过程中主要依靠的是每个蚂蚁在行进过程中留下的挥发性分泌物――信息素，依靠信息素，蚁群的蚂蚁之间可以相互合作，相互配合，因此形成的正反馈可以使每只蚂蚁找到所有路径中最短的路径。

蚂蚁a从节点j移动至k的转移概率可以从式（1）中获取：

（1）

（2）

（3）

2 蚁群算法的应用优势

蚁群算法，又名蚂蚁算法，蚂蚁可以利用信息素的浓度大小从而寻找到觅食的最优路径。该算法的优点可以总结为：

2.1 并行分布式计算

每个蚂蚁都是独立的个体，在觅食过程中属于多起点同时启动，互不影响，从根本上分析该过程属于分布式的多Agent系统，整体蚁群最终任务的顺利完成不会由于某些个体的缺陷而受到影响。该算法具有真实可用性，并且可用于解决对单目标的优化或者对多目标的优化等重要问题。此外，蚂蚁算法还可进行并行计算。

2.2 鲁棒性

蚁群算法的最终结果与蚂蚁最初选择的路径无太大关系，在利用人工仿真蚂蚁进行问题求解过程中，不需要对其进行人工的修整。把问题简单化，可以和其他算法相互结合求解最优问题。

2.3 自组织性

蚁群算法组织指令的来源为系统内部，它不受外界环境的干扰，因此该算法具有自组织性。

2.4 正反馈性

蚂蚁对于最优路径的选择主要依靠路径上信息素浓度的多少，信息素的堆积是正反馈的过程，路径上信息素的含量越多则该路径被选择的几率就会越大，正反馈的作用是使整体能够更快的寻找到最优途径，正反馈在蚁群算法中处于重要地位。

2.5 易于实现

它是一种启发示算法，其计算复杂性为，整个算法的空间复杂度是：。

3 蚁群算法在智能交通领域的应用空间

蚁群算法在解决组合优化问题方面有着明显的优势，从而在智能交通领域也有着广泛的应用空间。

3.1 车辆路径导航

根据行车人员的需要，根据对实时路况信息的统计，系统可以智能的为其推荐最优路径，节省时间，节省资源。

3.2 动态车辆调度

当客户需要调度中心为其进行车辆服务时，调度中心要考虑到客户的情况，要考虑到效率的问题，要考虑到行车路线、行驶时间等问题。蚁群算法便可迅速得到合理的解决方案，使客户和调度中心均可受益。

3.3 车辆路径规划

面对多个客户不同的要求时，配送中心要根据实际情况进行车辆的配送，通过蚁群算法系统获取整体的最优路线，根据路线规划，及时进行车辆出发以满足客户要求，同时充分利用了道路资源和车辆资源。

3.4 公共交通智能化调度

利用先进的技术手段、大型数据库技术等动态地获取实时交通信息，实现对车辆的实时监控和调度，最终建立集运营指挥调度、综合业务通信及信息服务等为一体的智能化管理系统。

3.5 交通流量控制

通过蚁群算法简化复杂的道路交通网络，尽量使交通流量在各个道路上分布均匀，避免因流量过大而造成车辆的阻塞。及时了解交通流量情况，缓解了交通拥挤，降低了交通事故的发生率。

参考文献

[1]M.Dorigo，V.Maniezzo，A.Colom.Ant System：Optimization by a colony of cooperating agents.IEEE trans on SMC，1996，26（01）：28-41

[2]Eric BONABEAUB， Marco DORIGO，Guy THERAULAZ.AWARM intelligence： from natural to artificial systems[M].New York：Oxford University Press，1999

[3]杨海.蚁群算法及其在智能交通中的应用[D].济南：山东师范大学，2008：14-18

作者简介

白晓（1979-），女。工学硕士学位。现供职于厦门软件职业技术学院软件工程系。主要研究方向为软件工程、智能算法。

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中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：

1.概述

江阴长江公路大桥是同三线和京沪线公路主干线上跨越长江的关键工程，为主跨跨径1385m的大跨度悬索桥, 自99年9月建成通车到现在已经近5年时间，为了更好的了解钢箱梁体受力情况，我们于2004年3月15日～3月16日对大桥的风向、风力和交通流量进行了测量并对钢箱梁体进行了受力分析。

2.对大桥的风向、风力和交通流量的测试

2.1测试依据

（1）江阴长江大桥设计文件

（2）江阴长江公路大桥收费站提供的上下行车道小时交通流量统计表

（3）气象台提供的风向、风力资料

2.2测试内容

试验测试内容包括：连续24小时对大桥的大气风向、风力、交通流量等进行监测。

3.风向、风力测试结果及估算

15、16两天风向风级测试结果如表3-1、3-2所示，由于表中给出的实测风速为风速仪测出的10分钟平均风速，而江阴长江大桥纵向和横向长周期飘移的摆动周期主要集中在20～90秒范围内，远短于10分钟，因此，造成桥梁纵向和横向长周期飘移的瞬时风速将大于表给出的风速。根据表3-1、3-2给出的风向和风级的测试结果，按照桥梁顺风向响应风压wZ的计算公式（考虑了脉动风部分），下面根据《公路桥梁抗风设计指南》[1]进行江阴长江大桥主桥受到的风荷载估算（由于资料不全，风荷载中的一些系数按经验取值）：

wZ = wzs + wzd

=μv μsμz w0

其中：wZ：高度z处的风荷载

wzs：高度z 处的平均风荷载

wzd：高度z处的脉动下等效静力风荷载

μv：阵风风速系数

μs：阻力系数

μz：风压高度变化系数

w0：风压

可以计算出相应的风级作用下，桥梁横风向受到的风力F:

F=μv μsμz w0A

μv取为1.38；μs取为1.3、μz取为1.2；

w0=v2/1600（kN/m2）

A=1385×3=4155（m2）

图3-1、3-2为15、16两天风级测试结果。

表3-1 15日风级风速风压风力测试结果

表3-2 16日风级风速风压风力测试结果

注：S代表南风，SE代表东南风，SSE代表南风转东南风。

图3-1 15日风级测试结果

图3-2 16日风级测试结果

按照上面的图和表给出的最大风级对应的风速，初步估算，测试期间梁体横桥向受到的最大瞬时风力为1647.92kN，考虑到梁体的纵桥向受风面积较梁体横桥向的受风面积要小，从偏于安全角度，若假设梁体纵向长周期摆动时，受到的最大瞬时风力为横桥向作用力的0.3，即为494.376 kN。

根据交通部《公路桥涵设计通用规范》（TJT021-89）中的全国基本风压分布图，江阴长江大桥桥址位于600pa等压线上，按平坦空旷地面离地20米高度，频率1/100的10分钟平均最大风速V20=31米/秒，换算到桥面高度h处的风速为：

Vh= V20×E1 =31×1.1=34.1米/秒

E1为高度修正系数，取值1.1。

桥面高度处的设计最大瞬时风速为：

Vhs= Vh×μf=34.1×1.38=47.058米/秒

μf为风速脉动变化修正系数，取值1.38。

则梁体在最大瞬时风力作用下，受到的横桥向作用力F为:

F= μsw0A

μs为阻力系数,取为1.3

w0= Vhs 2/1600（kN/m2）

A为梁体的顺风向受风面积；

A=1385×3=4155（m2）

F=4155×1.3 Vhs 2/1600=7475.863（kN）

纵桥向作用力F1取横桥向作用力F的0.3倍为：

F1=0.3F=0.3×7475.863=2243（kN）

计算结果表明，测试期间桥梁受到的风力远小于桥梁可能受到的最不利风荷载，在设计风速下，箱梁体处于更不利的受力条件下。

4.梁体在风力或车辆纵、横向力作用下的受力分析

图4-1为梁体在风力或车辆纵向力作用下，桥梁的纵向受力简图，图4-2为横向受力简图。梁体在风力或车辆纵向力作用下的受力方程如下：

F纵= Fa + Fz + Fh + Fs

梁体在风力或车辆横向力作用下的受力方程如下：

F横= Fa + Fz + Fh + Fs + Ff

Fa =ma为梁体纵向或横向摆动的惯性力

Fz为梁体受到的支座摩擦阻力（包括竖向支座和塔侧的横向限位支座）

Fh为梁体纵向或横向摆动吊杆产生的回复力

Fs为伸缩缝受到的纵向或横向力

Ff为梁体横向摆动时侧向支座反力

图4-1 梁体在风力或车辆纵向力作用下的受力简图

图4-2 梁体在风力或车辆横向力作用下的受力简图

下面进行梁体纵向摆动时的受力分析：

在梁体刚发生纵向运动时，梁体受到的竖向支座摩擦阻力为竖向支座反力与摩擦系数之积，每端支座的反力约为2200 kN，是每个节段梁体重量的一半，四氟板的动摩擦系数为0.06，即支座总的摩擦阻力Fz约为：

Fz=2×2200μ=2×2200×0.06=264（kN）

在伸缩缝受力最不利的情况下，即在梁体刚刚发生纵向运动时，由于吊杆的偏角很小，吊杆对梁体产生的回复力Fh可以忽略不计，在梁从静止到梁发生纵向运动，梁的加速度较大，而在梁体发生纵向运动以后，梁体做长周期纵向摆动，摆动周期达几十秒，梁的速度变化可以认为很小，这时可假设梁体的惯性力Fa也很小，若再假设梁体在纵向摆动时与塔侧的横向限位支座没有接触，梁体受到的风力或车辆纵向力F纵在扣除竖向支座摩擦阻力以后，主要将经伸缩缝传到桥墩。即：

F纵 = Fa+Fz+Fh+Fs

F纵 = Fa+Fz+Fh+Fs=264（kN）+ Fs

Fs = F纵-264（kN）

5.交通流量

3月15日共通行车辆28363辆，3月16日共通行车辆29729辆，两天交通流量统计结果如图5-1、5-2所示，15日不同车所占比重如表5-1所列，其中车型及划分标准如表5-2所示。

图5-1 3月15日交通流量统计

图5-2 3月15日交通流量统计

表5-1 15日不同车所占比重统计

表5-2 车型及划分标准

采用巡逻雷达测速仪对通过桥梁的车辆速度进行测量，客车（一型车、二型车、三型车）的车速一般在80km/h左右；货车（四型车、五型车、六型车）的车速一般在40km/h左右，因此客车行驶过桥的时间约为60秒，货车行驶过桥的时间约为120秒，按照上述统计的车流量，试验期间，交通高峰时，以15日下午15:00～16:00为例，平均每一时刻在桥上的客车车辆数约为30辆（取每辆4吨），货车车辆数约为6辆（取10吨每辆），车辆的总吨位约为180吨，若假设车辆总数的80%在一侧车道，则粗略地估算单向行驶产生的摩擦力对桥梁的纵向作用约为28.8吨（摩擦系数取0.2）。

6.结论

由单向行驶产生的摩擦力较上述风力估算结果要小，因此，钢箱梁体主要受到的力是风力。由于测试期间，桥梁的车流量较小，且远小于设计的车流量，车辆荷载对箱梁体产生的弯曲变形，及偏载对箱梁体产生的侧弯、侧滚和纵向作用力较小，随着交通运输量的增加，车辆对箱梁体的纵向动力效应将明显加大。

参考文献：

1、《公路桥梁抗风设计指南》，人民交通出版社，项海帆等编。

2、《工程抗风设计计算手册》，中国建筑工业出版社，张相庭编著。

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中图分类号：U213.1文献标识码： A 文章编号：

1 风积沙路基填筑施工工艺

1.1 施工准备工作

首先是施工便道的准备。为提高车辆的运输效率,取土场至路基的施工便道应精心修建。用推土机推平,再铺筑10―20cm粘土或砂砾料,洒水碾压密实。并每隔100―200m修建错车道。首先是采用附近可用的现成机井，如果风积沙路段如果水位较高的话，应进行计算进行打井，保证洒水的效率,并在井旁修建80―150m3蓄水池并保证蓄水量以备不时之需。三是施工机械车辆的选择问题。因此,应尽量考虑在沙区能较为便利行走的大型机械车辆,推土机宜采用120t以上、自卸车采用815t、洒水车采用8~15m3较为经济,压路机选用14t以上前后轮驱动的振动压路机为宜,并尽量调配较新或状况较好的设备进场。

1.2 最大干密度的测定

为了满足用风积沙填筑桥头、涵(通道)背、墙厚的压实质量控制要求,通过饱水振动法确定的风积沙最大干密度,适用于水坠法加推土机、水坠法加振动压路机等分层压实风积沙的施工质量控制。

1.3 压实标准

风积沙路堤、零填及路堤基底的压实度不低于94%。水坠法加推土机分层碾压时应采用饱水振动情况下所确定的最大干密度值计算压实度,在天然含水量或洒水状态下用推土机或振动压路机分层碾压时应采用干振法所确定的最大干密度值计算压实度。

1.4 几种压实方法的对比

风积沙填筑密实度用相对密度评价:

DV=(ρd-ρmin)/(ρmax-ρmin)。

其中,ρd为沙土的实测干密度;ρmin为沙土的最小干密度;ρmax为沙土的最大干密度。下面对几种压实方案进行对比,见表1。

表1几种压实方案压实效果对比

可见洒水加振动压路机碾压和饱水加推土机碾压2种压实方法效果好、效率高。由于锡张高速锡林浩特至桑根达来段公路建设项目工程地下水埋置较浅,水源充足,故采用饱水加推土机碾压。

1.5 取(运)填料

推土机取土不能成片集中推取,选沙垄或沙梁垂直于主风向均匀间隔取土推送,使取完土后的沙丘、沙垄呈与主风向垂直的锯齿状,齿距根据取土需要掌握在5m~10m之间,这样形成阻风齿墙,凹处可阻留流沙,减缓沙丘的移动,有利于线路风沙防护和减少施工中的风沙流危害,同时也可提高推送效率。

自卸汽车装运。汽车运土时,路基填筑工作面,即使在新填沙方压实达到规定的密实度且没有坡度的情况下,无论空车、重车,行走和调头在没有推土机的帮助时都非常困难。为此,可采用“带状平台、倒车上路“的方法,即基底或新填层压实度检测合格后,用黏沙土铺设一条宽3.0m的走车平台,黏沙土厚度为5cm~10cm,中间高两侧低,并碾压密实,提供车辆行走,可以解决行车困难。

1.6 压实工艺

采用在洒水状态下用25振动压路机分层碾压。施工工艺流程如下:

地表处理检测合格推送填料摊铺整平(每层厚度不大于30 cm)推土机碾压(2遍)压路机振压(4遍)推土机终压(2遍)检测合格上层施工。

本段沙土的含水量为1.2%~4%,30 cm分层,底层压4遍,表层一般振动碾压4遍,静压2遍,振动1遍,再静压1遍,即可达到要求的密实度。但由于压路机行走困难,压之前需推土机先碾压后,压路机方可作业。

洒水应在摊铺风积沙前进行,摊铺过程中随压随洒水,使填料充分吸收水分,必要时应将风积沙填料进行打格，保证填料尽快达到饱水状态。

1.7 压实度的检测

风积沙填筑路基检测的内容包括压实度和固体体积率等。现场取样方法与土路基压实度检测方法基本相同,采用灌砂法检测。利用粒径0.30～0.60mm或0.2～0.50mm清洁干净的均匀砂，从一定高度自由下落到试洞内，按其单位重不变的原理来测量试洞的容积（即用标准砂来置换试洞中的集料），并根据集料的含水量来推算出试样的实测干密度。

1.8 黏土包边

沙区路基为防止边坡风蚀和雨水冲刷,确保路基稳定,应对边坡及时进行防护。在有黏土料的路段,应优先选用黏土包边,这样既能有效防护路基边坡,降低造价,又便于植草绿化,改善生态环境。

在风积沙路基成型后即可开始黏土包边施工。包边时先按要求对边坡进行整修,在路基宽度范围之外的边坡上铺筑包边底部,从原地面以下20cm开始,顶部至硬路肩底面,并做成向外5%的横坡。从坡脚开始水平分层向上铺筑,每层松铺厚度不大于20cm,掺入草籽,适当洒水后采用蛙式打夯机或手扶式压路机分层夯实,夯实宽度为30cm,一般夯压4遍~5遍即可达到设计要求(压实度不小于85%)。

1.9 预留沉落量

成型路基观察记录对比,路基在6.0 m以上填高时,经雨季,半年后的沉落量仅为8 mm;而填高6.0 m以下的路基基本无沉落。这说明分层填筑的风积沙路基在干旱少雨地区沉降很小,建议将预留沉落量控制在5 mm之内。

2 工程施工中的其他注意要点

2.1 避免环境污染

须采取大吨位自卸汽车进行风积沙的运输,并且要求汽车状态良好,车箱封闭相对较好,在运输过程中,避免漏沙现象。

2.2注意风积沙洒水控制

风积沙施工的关键环节就是洒水问题,不适当的洒水方法,对风积沙的施工质量影响很大。在施工经常出现洒水不均匀、不彻底而导致风积沙压实度不足的问题,同时也导致运料车辆在上料时的陷车现象,严重影响施工进度。

2.3 充分考虑环境条件

根据沙漠地带的气候特点和风积沙路基施工的特殊工艺,施工时应尽量避开中午的炎热高温和沙尘天气,沙漠夏季的平均气温在35℃以上,人员和机械均难以承受,施工时间应尽量考虑早、晚和夜间。

参考文献

[1] 达;李万鹏;风积沙振动参数及振动压实机理[J];长安大学学报(自然科学版);2007年01期.

[2] 袁玉卿;王选仓;风积沙压实特性试验研究[J];岩土工程学报;2007年03期.