文 譯者

多孔隙瀝青骨架灌注樹(shù)脂用于修補(bǔ)鋼橋I類(lèi)損傷的研究

近年來(lái)，德國(guó)公路交通荷載迅速增長(zhǎng)，公路鋼橋正交異性面板局部應(yīng)力顯著提升，運(yùn)營(yíng)中的鋼橋在縱肋與橋面板焊接部位常常出現(xiàn)疲勞損傷（在德國(guó)鋼橋養(yǎng)護(hù)中稱(chēng)為I類(lèi)損傷）。對(duì)此，德國(guó)聯(lián)邦道路研究所與杜伊斯堡-埃森大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究所聯(lián)合開(kāi)展了“多孔隙瀝青骨架灌注樹(shù)脂用于修補(bǔ)鋼橋I類(lèi)損傷”的研究，旨在探究提高鋪裝剛度能否更好地?cái)U(kuò)散車(chē)輪荷載，從而降低縱肋與橋面板焊接部位的局部應(yīng)力。

課題將德國(guó)最常用的澆注式瀝青鋪裝作為對(duì)照方案，著重研究向多孔隙瀝青混合料骨架中后灌注環(huán)氧或生物樹(shù)脂（HANV）能否提高鋪裝剛度，同時(shí)考慮取消鋪裝緩沖層能否進(jìn)一步提高鋪裝剛度。課題依照德國(guó)鋼橋面鋪裝規(guī)范的結(jié)構(gòu)型式，成型了鋼板上瀝青鋪裝的復(fù)合試件（含防水層、緩沖層），進(jìn)行了不同溫度下的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)五點(diǎn)加載彎曲試驗(yàn)。通過(guò)測(cè)試不同荷載下鋼板下緣的變形，計(jì)算復(fù)合結(jié)構(gòu)剛度，用以反映符合結(jié)構(gòu)的承載傳荷能力。試驗(yàn)結(jié)果表明，后灌注生物樹(shù)脂可提高承載傳荷能力。此外，通過(guò)有限元數(shù)值模擬得出，提高鋪裝剛度可降低鋼板應(yīng)力達(dá)40%；當(dāng)使用較低剛度的澆注式瀝青鋪裝時(shí)，取消鋪裝緩沖層可降低鋼板應(yīng)力約25%。（但由于試驗(yàn)數(shù)量有限，數(shù)據(jù)結(jié)果離散性較大，尚不能導(dǎo)出定量的關(guān)系。）

隔音墻損壞對(duì)其隔音性能的影響研究

隔音墻在使用過(guò)程中不可避免會(huì)出現(xiàn)各種損壞，例如安裝缺陷或事故造成的孔洞、縫隙，吸音材料的風(fēng)化或污染等，但這些損壞形式對(duì)于隔音墻聲學(xué)性能的影響至今不明。受德國(guó)聯(lián)邦道路研究院委托，德累斯頓聲學(xué)研究有限公司承擔(dān)了此項(xiàng)課題。該課題旨在構(gòu)建一個(gè)不同損壞類(lèi)型的目錄，并在目錄中明確各種類(lèi)型的損壞在多大程度上削減了隔音屏障的遮蔽與緩沖效應(yīng)，為相關(guān)單位采取經(jīng)濟(jì)、有效的修補(bǔ)措施恢復(fù)和保持隔音效果提供依據(jù)。

該課題首先擴(kuò)展了現(xiàn)行德國(guó)公路交通噪聲預(yù)測(cè)計(jì)算方法（RLS90）中的噪音擴(kuò)散模型，以便描述噪音通過(guò)完整的和存在圓孔或槽縫狀缺損的隔音墻的擴(kuò)散規(guī)律。模擬結(jié)果表明，隔音墻的缺損后方會(huì)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)噪音區(qū)域。研究人員通過(guò)模擬獲得隔音墻在目錄中各種缺損條件下的強(qiáng)噪音區(qū)域的邊界，分別制定了可以平衡此區(qū)域的修復(fù)方案。損壞類(lèi)型目錄的參數(shù)主要是各種缺損的影響面積（聲波傳播系數(shù)×圓形缺陷面積）或影響寬度（聲波傳播系數(shù)×槽縫狀缺陷寬度）。研究結(jié)果表明，通過(guò)對(duì)有缺損的隔音墻的數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，均能較好地確定缺損的聲波傳播系數(shù)。

公路隧道自動(dòng)滅火設(shè)施的有效性研究

與房屋建筑和工業(yè)設(shè)施不同，在公路隧道中安裝自動(dòng)滅火設(shè)施一直頗有爭(zhēng)議。自動(dòng)滅火設(shè)施在大型火災(zāi)試驗(yàn)中的有效性、用于隧道的系統(tǒng)優(yōu)化及正面使用經(jīng)驗(yàn)還有待確定。本課題研究了不同類(lèi)型自動(dòng)滅火設(shè)施的有效性及其在公路隧道整體安全系統(tǒng)中的兼容性。

研究表明，在火災(zāi)事故中，自動(dòng)滅火設(shè)施能否較早啟動(dòng)對(duì)滅火的有效性起關(guān)鍵作用，此外，合理設(shè)計(jì)滅火設(shè)施也能非常有效地控制火災(zāi)擴(kuò)大和溫度上升。對(duì)于人員防護(hù)來(lái)說(shuō)，煙氣擴(kuò)散與溫度上升的影響同等重要。在采用機(jī)械強(qiáng)制通風(fēng)的模型隧道中，模擬結(jié)果顯示自動(dòng)滅火設(shè)施效果顯著。在安裝有煙氣吸收裝置的隧道模型試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，在滅火裝置啟動(dòng)時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)作可能會(huì)受到滅火系統(tǒng)造成的水平空氣流動(dòng)的不利影響。

此外，課題還通過(guò)真人虛擬現(xiàn)實(shí)試驗(yàn)評(píng)估了自動(dòng)滅火系統(tǒng)對(duì)隧道使用者行為的影響。結(jié)果表明，在未模擬如灑水和降溫等觸覺(jué)效果的條件下，測(cè)試人員在隧道內(nèi)的行為（下車(chē)、逃往下個(gè)安全出口）并未明顯受到自動(dòng)滅火設(shè)施啟動(dòng)的影響。

高速公路施工區(qū)域車(chē)道數(shù)減少時(shí)的交通控制設(shè)施研究

由于道路養(yǎng)護(hù)需求的上升，德國(guó)對(duì)道路施工區(qū)域與交通區(qū)域的橫向間距提出了更嚴(yán)格的技術(shù)要求（ASRA5.2），這也意味著，施工區(qū)域預(yù)留的車(chē)道數(shù)量將更少。此課題目標(biāo)在于研究一種車(chē)道數(shù)減少時(shí)的交通控制設(shè)施組合，以盡可能充分利用車(chē)道減少時(shí)瓶頸區(qū)域的通行能力，所開(kāi)發(fā)的交通控制設(shè)施本質(zhì)上起到變換車(chē)道和行駛速度調(diào)節(jié)兩方面作用，以實(shí)現(xiàn)入口交通流量的控制。與常規(guī)按閾值控制的交通設(shè)施不同，該設(shè)施的機(jī)理是基于一個(gè)控制環(huán)路，通過(guò)考慮駕駛?cè)说姆磻?yīng)時(shí)間和設(shè)定的空間界限來(lái)動(dòng)態(tài)控制交通信號(hào)，直到達(dá)成設(shè)定的控制目標(biāo)并保持下去。

當(dāng)時(shí)速限值在40公里及以?xún)?nèi)時(shí)，設(shè)施的速度調(diào)節(jié)功能可通過(guò)微觀仿真模擬出來(lái)。當(dāng)最小時(shí)速為60公里時(shí)，入口流量不可能被降低到瓶頸處交通流量以下。其速度調(diào)節(jié)的信號(hào)指示符合德國(guó)現(xiàn)行的道路交通規(guī)范（StVO）及道路施工安全規(guī)程（RSA）要求，但車(chē)道變更信號(hào)的效果則無(wú)法通過(guò)微觀仿真進(jìn)行模擬，因?yàn)轳{駛?cè)说姆磻?yīng)時(shí)間未知，而這一參數(shù)是開(kāi)展微觀仿真模擬必須的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。課題在與專(zhuān)家和交通參與者討論的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了多種交通控制信號(hào)的組合方案。課題建議在實(shí)際使用過(guò)程中測(cè)試這些方案，研究其是否易于理解以及交通參與者在多大程度上接受和遵守它，從而明確其適用性。

高速公路施工對(duì)道路使用者心理影響的研究

目前，業(yè)內(nèi)圍繞道路施工工地對(duì)交通參與者影響的研究，無(wú)論是從交通工程學(xué)還是心理學(xué)角度來(lái)看都不夠充分。本課題通過(guò)模擬試驗(yàn)研究高速公路長(zhǎng)期施工工地（在固定區(qū)域持續(xù)超過(guò)1晝夜）的長(zhǎng)度、布置及疊加對(duì)道路使用者心理的影響，為實(shí)際道路施工工地的布置提供一些建議。

研究結(jié)果表明，目前道路施工工地布置的一些規(guī)則尚有進(jìn)一步考慮的余地。例如，根據(jù)研究結(jié)果，只要車(chē)道達(dá)到一定寬度，駕駛?cè)丝梢砸哉Ｋ俣韧ㄟ^(guò)長(zhǎng)達(dá)15～20公里的連續(xù)施工工地，當(dāng)超過(guò)這一閾值后，駕駛?cè)瞬艜?huì)有顯著的選擇更高行駛速度的心理動(dòng)機(jī)。通過(guò)分析模擬駕駛過(guò)程中測(cè)試人員的駕駛行為和眼動(dòng)、心率、血壓等生理數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，在行駛通過(guò)一段超長(zhǎng)的施工工地與通過(guò)多個(gè)疊加的施工工地時(shí)，駕駛?cè)说男睦頎顩r幾乎沒(méi)有明顯的區(qū)別。但同時(shí)也觀測(cè)到，繞行和錯(cuò)位行駛會(huì)對(duì)駕駛?cè)水a(chǎn)生較大的心理壓力，這種情況在多個(gè)工地疊加時(shí)常有發(fā)生，因而從交通安全的角度出發(fā)，應(yīng)盡量減少錯(cuò)位行駛的情形。

此外，通過(guò)設(shè)置減速段讓車(chē)輛頻繁駐停，可以在很大程度上補(bǔ)償侵略性駕駛行為以及駕駛?cè)说拇鞌「?，而且在多個(gè)工地疊加的末段設(shè)置較長(zhǎng)的減速段也可以協(xié)調(diào)車(chē)速，從而穩(wěn)定交通流。在駕駛模擬中對(duì)速度縮減段進(jìn)行的試驗(yàn)表明，駕駛?cè)四軌蚝芎玫刈袷乜s減段內(nèi)的速度限制，但前提是在交通標(biāo)志中明確給出減速理由（亦或是施工進(jìn)展、最新施工狀況等信息），讓交通參與者覺(jué)得自己和施工聯(lián)系在一起，從而對(duì)施工形成正面評(píng)價(jià)，以更放松的心理行駛通過(guò)施工區(qū)域。

高速公路大貨車(chē)停車(chē)區(qū)遙控集約化停車(chē)試點(diǎn)項(xiàng)目

隨著德國(guó)高速公路上大貨車(chē)數(shù)量和密度的增加，很多貨車(chē)司機(jī)很難在高速公路上找到合適的停車(chē)位。為了解決這個(gè)問(wèn)題，除了常規(guī)的擴(kuò)建和新建停車(chē)區(qū)，德國(guó)還進(jìn)行了遙控集約化停車(chē)區(qū)試點(diǎn)項(xiàng)目，嘗試通過(guò)新設(shè)計(jì)為所有貨車(chē)司機(jī)解決停車(chē)難的問(wèn)題。這種新型遙控集約化停車(chē)區(qū)是指將多個(gè)大貨車(chē)按照停車(chē)和駛出時(shí)間排序，不留行車(chē)通道、緊密地并排停放。駕駛員通過(guò)停車(chē)位上方的動(dòng)態(tài)顯示板獲取可以將車(chē)輛駛出的時(shí)間。

項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了車(chē)位管理算法，并評(píng)估了其實(shí)際應(yīng)用效果，還對(duì)適用于集約化停車(chē)的專(zhuān)門(mén)停車(chē)區(qū)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。為了驗(yàn)證其使用功能，在JuraWest停車(chē)區(qū)進(jìn)行了試點(diǎn)項(xiàng)目，主要考察了兩個(gè)問(wèn)題：應(yīng)用集約化車(chē)位后，多出來(lái)的35個(gè)停車(chē)位的實(shí)際利用率有多高，停放的車(chē)輛在多大程度上保持了按照時(shí)間排序依次停放并在潛在的堵塞沖突中存在額外的駛出車(chē)位的可能性。研究結(jié)果表明，在停車(chē)需求較大的周一到周四，平均93%的車(chē)位被占用（有些日子甚至達(dá)100%），周末車(chē)位占用率較小（平均為52%），以至于常規(guī)停車(chē)位尚未被用完。通過(guò)對(duì)675次停車(chē)過(guò)程的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，90%的車(chē)輛是按照時(shí)間排序依次停放的，僅有10%的情況存在潛在的堵塞現(xiàn)象，但絕大多數(shù)情況下具備通過(guò)相鄰行列駛出的可能性。總體而言，這一系統(tǒng)的功能性、運(yùn)行安全性和適用性較佳。

（本文轉(zhuǎn)載于“江蘇高速公路工程養(yǎng)護(hù)技術(shù)中心”微信公眾號(hào)）