刘玉 教授

• 学院： 公路学院
• 性别： 男
• 出生年月：
• 职称： 教授
• 学位： 博士
• 学历： 博士
• 毕业院校： 密歇根理工大学
• 联系电话： 02982334833
• 电子邮箱： yul@chd.edu.cn
• 通讯地址： 西安市南二环中段
• 邮编： 710064
• 传真：
• 办公地址： 公路学院
• 教育经历：

刘玉，博士毕业于美国密歇根理工大学，长安大学教授、博（硕）士生导师、国际教育中心主任、世界交通运输大会（WTC）技术委员会主席；主持国家自然科学基金项目3项，省部级项目3项，参与国家级、省部级项目10余项，发表科技论文100余篇，国家专利20余项；担任本科生双语教学课程2门，研究生课程1门，出版全英文教材1部，合编专著2部；作为主要参与人，获得陕西省教学成果一等奖1项，长安大学教学成果特等奖1项。

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（1)  公众号上会更新一些与研究方向相关的内容;

  (2) 《路基路面工程》和《公路材料细观结构与数值仿真》知识点串讲

【研究方向1】道路工程数字化技术与应用。

1、  研究目的与意义：面向道路工程需求，通过数据解析，对数据进行深加工，做“数据产品”。以“数据产品”为灵魂，支撑工程规划、决策、检测、设计、施工与评价。

2、  研究内容与预期效益：

（1）    道路工程智能设计：建立系列“数据模型”，通过数据存储、分流与关联，实现智能设计，能够提升设计效率、精度及数字化水平，延长道路使用寿命。

（2）    道路工程智能施工：利用现代传感技术实现数据采集，利用“数字孪生模型”实现数据加工与关联，以达到智能施工目标，能够提升施工控制水平，节约工程建设成本。

（3）    道路工程智能检测：为检测设备提供“数字孪生模块”，建立数据采集、解析、关联体系，实现“检测数据产品化”。

（4）    道路养护科学决策与规划：开发路况评定、科学决策与养护规划的数据解析模型，为道路养护管理提供数字化模块，为养护管理与规划提供“系列数据产品”。

【研究方向2】路用冷粘轻集料（R-CLA）及应用技术。

1、研究目的与意义：通过在细粒土中掺加固化剂和水，开发路用冷粘轻集料（R-CLA），替代传统粗砂石料，用于土木工程建设中，为砂石料短缺区域、特殊土地区提供工程解决方案。

图1 冷粘轻集料（R-CLA）及路用混合料开发

2、研究内容：通过项目研究，拟开发4类产品，描述如下。

【产品1：路用冷粘轻集料（R-CLA）】基于粉体造粒原理开发的一款新型道路工程建筑材料，具有但有别于传统碎石、砾石等粗集料的特征。它是椭圆颗粒材料，形如珍珠，粒径在4~20mm范围内（一般为单粒径，可以掺配），内部有微孔隙（约20%），透水性好，具有一定抗压强度（单颗粒抗压强度能够达到2.0MPa左右），可作为粗集料用在道路工程混合料中，是一种环保经济型道路建筑材料。

【产品2：轻集料改良土（LA-Soil）】以R-CLA为粗集料，按一定比例掺配到原土中，压实成型，形成的一种新型路基建筑材料，即：“轻集料改良土（LA-Soil）。

图2 LA-Soil试样切开断面（表明R-CLA均匀分布）

【产品3：轻集料水稳（LA-HBM）】以R-CLA为粗集料，按一定比例与砂、土、无机结合料及一定量的水掺配、拌合、碾压成型，形成的一种新型路面基层建筑材料，即：“轻集料水稳（LA-HBM）。

【产品4：轻集料水泥混凝土（LA-PCC）】以R-CLA为粗集料，替代传统混凝土中的粗集料，浇筑而成的新型建筑材料，即：轻集料水泥混凝土，后文简称为LA-PCC。关于LA-PCC已经有大量的研究，可以借鉴。课题组还没有开始试验研究。

【研究方向3】道路工程的冲击动态检测与大中修延寿技术。

1、研究目的与意义：利用加速度传感技术，开发多功能检测设备，可检测一定影响深度范围内的弯沉、动态刚度、模量及脱空、内部损伤等。该技术可用于旧路路况评定，可为路面结构设计提供基本参数，可用于新建、养护、改扩建等项目。

2、研究内容与预期效益：

（1）       基于冲击加速的多功能测试仪器研发。目前，已经能够实现冲击加速度、动态弯沉、动态刚度等。

（2）       面向工程检测，开发基于物理学规律的检测方法。

（3）       面向改扩建、养护设计，提出新设计参数，并由此形成新型智能设计。

（4）       面向工程施工，安装加速度传感器，实现施工过程的智能控制。

一、部分在研项目（主持）

1、国家自然基金面上项目，面向路面工程的落锤冲击动力学特征图谱与测控技术研究，2024年8月立项

2、陕西省交通厅项目，路面浅层承载力探测与补强延寿技术，2024年8月立项

3、横向项目，路用冷粘轻集料（R-CLA）及应用技术 技术开发，合作单位：安徽衡美交通科技有限公司，2024年8月立项

4、横向项目，钢渣沥青混合料再生技术研究 技术开发合同，山东交工建设集团有限公司，2024年3月立项

5、横向项目，公路工程检测与设计数字化技术开发，中交远洲交通科技集团山东工程咨询有限公司，2023年12月立项

6、横向项目，城市轨道交通土方颗粒化再生处治关键技术，中国水利水电第五工程局有限公司，2021年5月立项

7、横向项目，旧路均质化抗裂加固机理与关键技术指标研究，西安长大公路工程养护技术有限公司，2020年9月立项

二、部分结题项目

1、国家自然科学基金面上项目，颗粒-力链-应力跨尺度关联与矿质混合料虚拟配比方法研究，2023年12月结题

2、国家自然科学基金青年项目，基于多层次结构与内力分析的沥青混凝土结构力学研究方法，2015年12月结题

3、陕西省自然科学基金项目，陕西省路基填土就地颗粒化关键技术研究，2024年8月结题

4、中央高校基本科研业务费项目(自科)-高新技术研究支持计划，基于图像技术的矿质集料几何特性数学表达与评价方法研究，2023年1月结题

出版英文教材1本，合著专著1部。

1、刘玉 主编，《路基路面工程》（英文），土木与交通类专业双语教学专用教材，人民交通出版社，2020年11月出版

2、汪海年、刘玉 著，《沥青混合料细观结构表征与性能仿真》，同济大学出版社，2021年5月出版

近5年（2020-2024）部分学术/学位论文如下：

1.  许少杰, 落锤冲击深度与面层模量反算的仿真与试验研究（硕士论文），导师 刘玉. 2023.

2.  葛楠, 刘玉, 张久鹏, 李鹏, 贾婕妤, 产教融合协同育人模式下交通土建类专业毕业设计改革探索与实践.大学教育, 2023(13): p. 136-139.

3.  宋天骄, 粉土颗粒化改良技术与性能研究（硕士论文），导师 刘玉.. 2023.

4.  Yuhui Zhou, Yu Liu, Jiaji Ma, Chenyang Yan, Ruiyang Wang, Aggregate size characterisation and porosity analysis of granular mixtures. International Journal of Pavement Engineering, 2023. 24(1): p. 2214667.

5.  Yu Liu Mohan Zhao, Hainian Wang, Xinnan Xu, Shaojie Xu, Modeling and validation of impact forces for back-calculation of pavement surface moduli. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering., 2023.

6.  Yu Liu, Xinnan Xu, Zirun Huang, Mohan Zhao, Discrete-continuous coupling simulation and analysis for asphalt pavement dynamic stress responses under a moving wheel load. Case Studies in Construction Materials, 2023. 18.

7.  Fangyuan Gong, Xuejiao Cheng, Bingjie Fang, Can Cheng, Yu Liu, Zhanping You, Prospect of 3D printing technologies in maintenance of asphalt pavement cracks and potholes. Journal of Cleaner Production, 2023. 397.

8.  马加集, 刘玉, 李雪珂, 周愉惠. 基于图像处理技术的密级配沥青混合料空隙特性研究. in 2022世界交通运输大会(WTC2022). 2022. 中国湖北武汉: p. 41-48.

9.  许少杰, 赵谟涵, 刘玉. 基于离散-连续耦合的水泥路面微裂效果分析. in 2022世界交通运输大会(WTC2022). 2022. 中国湖北武汉: p. 48-54.

10.苏沛丰, 刘玉, 李苗苗, 贺振振, 尤占平, 预裂型水泥稳定碎石强度与温缩特性机理仿真.交通运输工程学报, 2022. 22(04): p. 128-139.

11.张恩华, 工业固废复合胶凝材料制备及其在道路工程中的应用（硕士论文），导师 刘玉.  2022.

12.屈鑫, 丁鹤洋, 王超, 刘玉, 汪海年, 基于分子动力学模拟技术的生物质油改性沥青微观性能研究.材料导报, 2022. 36(19): p. 124-129.

13.宋天骄, 贺振振, 刘玉, 刘思语. 黏质粉土颗粒化方法及颗粒性能研究. in 2022世界交通运输大会(WTC2022). 2022. 中国湖北武汉: p. 448-454.

14.刘玉, 周愉惠, 黄兹润, 马加集, 汪海年, 尤占平, 粗-中-细集料配比设计与空隙率等值线分析.交通运输工程学报, 2022. 22(04): p. 89-101.

15. Pei-Feng Su, Yu Liu, Miao-Miao Li, Zhen-Zhen He, Zhan-Ping You, Simulation on strength and thermal shrinkage property mechanisms of pre-cracked cement stabilized crushed stone. Jiaotong Yunshu Gongcheng Xuebao/Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2022. 22(4): p. 128-139.

16.  Xin Qu, Heyang Ding, Chao Wang, Yu Liu, Hainian Wang, Research on Micro Properties of Bio-oil Modified Asphalt Based on Molecular Dynamics Simulation Technique

基于分子动力学模拟技术的生物质油改性沥青微观性能研究. Cailiao Daobao/Materials Reports, 2022. 36(19).

17.  Yu Liu, Yu-Hui Zhou, Zi-Run Huang, Jia-Ji Ma, Hai-Nian Wang, Zhan-Ping You, Design of coarse-medium-fine aggregates proportion and analysis of air void contour curves

粗Ｇ中Ｇ细集料配比设计与空隙率等值线分析. Jiaotong Yunshu Gongcheng Xuebao/Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2022. 22(4): p. 89-101.

18.黄兹润, 基于离散-连续耦合的沥青路面结构应力及成拱效应研究（硕士论文），导师 刘玉.. 2021.

19.赵谟涵, 落锤冲击作用下的水泥路面微裂均质化机理（硕士论文），导师 刘玉.  2021, 长安大学.

20.李雪珂, 沥青混合料的常规体积指标及集料—空隙关联模型研究（硕士论文），导师 刘玉.  2021.

21. Fangyuan Gong, Yu Liu, Zhanping You, Xiaodong Zhou, Characterization and evaluation of morphological features for aggregate in asphalt mixture: A review. Construction and Building Materials, 2021. 273.

23.马燕, 抗裂嵌挤型水泥稳定碎石的成型、性能及其应用研究（硕士论文），导师 刘玉.  2020.

24.刘玉; 赵谟涵; 吴超凡; 武红娟; 龚芳媛; 苏沛丰等, 基于离散-连续耦合的落锤-路面动态相互作用研究.中国公路学报, 2020. 33(10): p. 1-13.

25. 熊祝, 曹东伟, 刘玉, 延庆崇礼高速公路沥青混合料低温性能试验研究.科学技术与工程, 2020. 20(14): p. 5805-5811.

26.熊祝, 不同温度区域高速公路上面层材料低温性能试验研究（硕士论文），导师 刘玉. 2020.

27.汪帆, 刘玉, 杨光辉, 李岩, 《工程观摩与实践》课程的建设与实践.教育教学论坛, 2020(15): p. 180-181.

28.李苗苗, 沥青混合料的空隙率预估与虚拟配比研究（硕士论文），导师 刘玉. 2020.

29.朱丁涛, 基于Shapley值模型的收费公路PPP项目收益分配应用研究（硕士论文），导师 刘玉. 2020.

30.史磊, 公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备及工艺研究（硕士论文），导师 刘玉.  2020.

31.刘玉, 赵谟涵, 吴超凡, 武红娟, 龚芳媛, 苏沛丰, 胡迟春, 基于离散-连续耦合的落锤-路面动态相互作用研究.中国公路学报, 2020. 33(10): p. 146-158.

32.Mohan Zhao, Peifeng Su, Yu Liu. Hammer-Road Interaction Model and Evolution Law of Hammer Acceleration. in 20th  COTA International Conference of Transportation Professionals: Advanced  Transportation Technologies and Development-Enhancing Connections,  CICTP 2020, August 14, 2020 - August 16, 2020. 2020. Xi'an, China: American Society of Civil Engineers (ASCE): p. 1848-1860.

33.  Yu Liu, Peifeng Su, Miaomiao Li, Zhanping You, Mohan Zhao, Review on evolution and evaluation of asphalt pavement structures and materials. Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition), 2020. 7(5): p. 573-599.

34.  Yu Liu, Peifeng Su, Miaomiao Li, Hui Yao, Junfu Liu, Mei Xu, Xiaodong Zhou, Zhanping You, How  to Achieve Efficiency and Accuracy in Discrete Element Simulation of  Asphalt Mixture: A DRF-Based Equivalent Model for Asphalt Sand Mortar. Advances in Civil Engineering, 2020. 2020: p. 8855409.

35.  Yu Liu, Miaomiao Li, Peifeng Su, Biao Ma, Zhanping You, Porosity Prediction of Granular Materials through Discrete Element Method and Back Propagation Neural Network Algorithm. Applied Sciences-Basel, 2020. 10(5).

36.  Xueke Li, Miaomiao Li, Yu Liu, Shun Yao. Image-Based Microstructural Analysis and Discrete Element Simulation of Asphalt Mixture. in 20th  COTA International Conference of Transportation Professionals: Advanced  Transportation Technologies and Development-Enhancing Connections,  CICTP 2020, August 14, 2020 - August 16, 2020. 2020. Xi'an, China: American Society of Civil Engineers (ASCE): p. 1741-1751.

37.   Zirun Huang, Yu Liu, Kui Zhang. Research on Aggregate Contact and Internal Force of Asphalt Mixture Based on Discrete Element Method. in 20th  COTA International Conference of Transportation Professionals: Advanced  Transportation Technologies and Development-Enhancing Connections,  CICTP 2020, August 14, 2020 - August 16, 2020. 2020. Xi'an, China: American Society of Civil Engineers (ASCE): p. 1764-1776.

1、刘玉 主编，《路基路面工程》（英文），土木与交通类专业双语教学专用教材，人民交通出版社，2020年11月出版

2、汪海年、刘玉 著，《沥青混合料细观结构表征与性能仿真》，同济大学出版社，2021年5月出版