基于安全车速的北京冬奥会山地道路冰雪路面通行能力研究

复杂山地线形和道路冰雪路面结合条件下的安全车速设置及通行能力保障是交通管理面临的新挑战。针对北京冬奥会延庆赛区复杂山地道路冰雪路面场景，建立了安全车速与道路线形设计及路面附着系数之间的关系，以安全车速为依据得到了不同路面条件下山地道路的通行能力。依据道路平曲线、竖曲线和横断面数据建立了山地道路三维空间模型；分析了车辆在山地道路平纵组合路段的受力情况，构建了车辆安全行驶速度与圆曲线半径、道路超高、纵坡坡度和路面附着系数的关系模型，并分析了基于安全车速模型的道路通行能力。为了验证模型，选取2种常见的冰雪路面状况和2种常用的车辆类型，获得不同条件下山地道路冰雪路面的安全车速。采用VISSIM软件设计了20种仿真场景，结合道路实测数据验证了安全车速模型的对山地道路冰雪路面车辆安全行驶的提升作用。实测与结果表明:相比全程单一限速模型，所建立的安全车速模型在冰膜路面的行程时间缩短了约38%（小汽车）和32%（大客车），雪板路面的行程时间缩短了约26%（小汽车）和24%（大客车）。山地道路交通流量存在1个自由流到饱和流的相变过程，冰膜路面小汽车下行最大交通量为241辆/h（单向行驶）和231辆/h（双向行驶），大客车下行最大交通量为227辆/h（单向行驶）和222辆/h（双向行驶）；雪板路面小汽车下行最大交通量为319辆/h（单向行驶）和249辆/h（双向行驶），大客车下行最大交通量为301辆/h（单向行驶）和236辆/h（双向行驶）。      

超高速公路圆曲线半径参数的可靠性分析

为探究超高速公路路线设计确保车辆行车安全的圆曲线最小半径值,引入可靠度理论,以汽车在圆曲线路段行驶时不产生横向滑移为约束条件构建动力学模型,利用该模型对圆曲线半径进行分析,并提出圆曲线半径的可靠度功能函数.对功能函数中的车辆运行速度、路面横向摩擦系数、道路超高值等相关参数进行统计,并分析其分布规律.求解设计速度分别为1...     

公路工程设计准则若干问题解说(三)

1.平曲线超高怎样计算(1204)? 计算曲线超高横坡度的公式与计算平曲线半径的公式一样,只是形式变化一下,即: i=V~2/(127R)—Φ_2………………(1) 式中:i—超高横坡度; V—行车速率(公里/小时); R—曲线半径(公尺); Φ_2—车轮与路面间的横向摩擦系数。从公式(1)可以看出,超高横坡度值与曲线半径值成反比,当曲线半径小于设计准则表2—2中的数值时,需要设置超高。在设计准则里,超高横坡度值的范围规定为2～6％;在表2—4中规定了各级路的最大超高横坡度。如果引用各级路的最小半径和设计行车速率,按公式(1)计算各级路的最大超高横坡度,所算出的结果将比规定数值大的多。     

侧风作用下山区高速公路行车稳定性仿真分析

为研究山区高速公路在侧风作用下的行车安全问题,基于CarSim仿真软件构建特定道路模型和侧风模型,选取车辆滑移角和侧向加速度作为行车风险评价指标,将圆曲线半径、路面摩擦系数、行驶速度分别作为单一变量,系统地模拟了侧风作用下山区高速公路行车稳定性.结果表明,降低车速、增大路面摩擦系数和圆曲线半径,可以有效地减小车辆的滑移角和侧向加速度.以7级侧风为仿真条件进行定量分析可知:80 km/h设计速度对应的圆曲线半径极限值应为280 m;路面摩擦系数为0.4和0.18时,分别限速70 km/h和60 km/h可维持车辆稳定性;105 km/h是车辆危险驾驶的临界车速,如进一步考虑舒适性,则应适当减速.      

基于闭环仿真试验的路面条件对行车安全影响分析

路面条件对行车安全影响很大,利用多体动力学仿真软件ADAMS/Car与ADAMS/Solve,建立了车辆模型、道路模型、驾驶员模型以及人-车-路耦合模型,通过改变路面摩擦因数,分别模拟了晴天、雨天、雪天和结冰等状况下的路面条件,进行了闭环仿真试验,得到了车辆模型的侧向位移、航向角以及轮胎侧向反力的响应输出,分析研究了不同路面条件对行车安全的影响。计算结果表明:随着路面条件的变差即路面摩擦因数的减小,驾驶员操纵方向盘的转动角速度突变增加;在结冰路面摩擦因数为0.18时,左右后轮侧向力均趋向于0,会导致车辆绕前轮旋转,甚至失去控制,发生事故。     

道路除冰雪技术及其发展趋势

0引言在寒冷的冬季,路面积雪结冰会给道路畅通和行车安全带来严重的不良影响。冰雪使路面附着系数大大降低,使汽车打滑、制动距离明显延长,甚至刹车失灵、方向失控,从而造成严重的交通事故。因此,为了保障道路畅通和行车安全,避免或减少交通事故,提高道路通行能力和运营效益,必须采取措施清除路面冰雪。     

山区道路如何安全行车

我国幅员辽阔,属于多山地国家。山区道路蜿蜒在崇山峻岭之中,地势起伏不平,坡道长而且陡,路窄弯急;而且夏季降雨量较大,造成路面变形、塌方,甚至山体滑坡,冲毁路基、阻塞道路;冬季冰雪覆盖路面,坡陡路滑,路况难以预料。山路的复杂多变,势必会危及行车安全。那么,在山区道路如何     

基于安全仿真模型的小半径环圈匝道超高设置研究

为加深对互通立交小半径匝道的行车安全性和匝道超高之间关系的认知,综合天气,道路线形等因素,利用行车动力学仿真软件建立小半径环形匝道仿真模型,选取车辆的临界附着系数和横向荷载转移率为侧滑和侧翻风险指标,通过改变超高e值,分别分析了不同天气条件下大货车在小半径匝道段行车的侧滑和侧翻风险。研究结果表明:《公路立体交叉设计细则》中规定的匝道圆曲线半径最大值为8%,当因工程特殊性采用最大值时,在晴天路面干燥或雨天路面湿滑等条件下,大货车侧滑,侧翻危险性均较低,但横向力系数较大,驾驶员及乘客有车辆行驶不稳定,有倾覆的危险感的心理活动;当在路面积雪的车辆行驶条件下,e=7%和e=8%对应的路段侧滑风险较大,但当超高值增大至9%时,小客车侧滑风险显著降低。     

橡胶颗粒沥青混合料在冰雪地区道路的应用

冰雪地区的道路安全问题一直困扰道路交通部门,对路面抑制冰雪技术进行研究具有重要意义。橡胶沥青混合料是将橡胶沥青颗粒直接以骨料的形式掺入混合料代替部分集料形成新型的沥青混合料。橡胶颗粒的掺入能够帮助路面有效抑制积雪结冰,为冰雪地区的道路行车安全提供了解决方案。就橡胶沥青混合料路面和普通沥青路面的使用性能进行了观测和对比,发现橡胶颗粒的掺入能够提高沥青混合料路面的除冰性能、抗滑性能和抗变形能力,既有利于行车安全又能增强路面的耐久性。     

山区公路弯坡组合路段铰接列车行车风险仿真分析

为了分析铰接列车在弯坡组合路段的行车风险,提升载重货车在山区公路的运行安全,文中综合考虑降雨、超速和道路几何线形等因素,利用Trucksim软件建立车辆动力学仿真模型,以稳态临界附着系数和横向荷载转移率作为行车风险评价指标,建立弯坡组合路段铰接列车行车风险评价模型。结果表明,应避免极限最小半径与陡坡组合,严格执行限速和限载管理,可有效确保铰接列车的运行安全。     

基于摩擦系数变化的隧道口冰雪环境下路面防滑技术研究

为提高山区高速公路冰雪环境下隧道口行车安全和预防交通事故,探究山区高速隧道路段特殊天气和交通环境导致路面摩擦系数在不同天气条件和隧道口不同区段的变化,通过不同工况下路面摩擦系数室内试验,分析各工况下路面摩擦系数的变化规律。根据路面温度和路面环境相对湿度与路面模型系数的相互关系,构建摩擦系数～路面温湿度关系模型,对冰雪环境下不同天气的路面摩擦系数进行预测。研究结果表明：对试验测得不同工况下摩擦系数与所建立的模型计算得到的摩擦系数进行对比,3种路面状况下平均误差分别为9.99%、7.81%和9.88%,总体平均误差小于10%,吻合较好。根据预测结果,确定对于冰雪环境下隧道口路面防滑技术设置区段为距洞口-200 m～+60 m,即将向隧道纵深内部延伸60 m的距离,防滑措施技术建议在设置区段铺筑相变沥青混凝土。     

快速路圆曲线超高与横向力系数分配方法研究

在道路平曲线设计中,超高与横向力共同作用抵消车辆在曲线行驶中产生的离心力,保证行车安全和舒适。本文通过分析国内现行城市道路与公路路线设计规范在超高设计方面的相关要求,借鉴美国AASHTO超高分配计算方法,以城市快速路为例,提出了不同圆曲线半径建议超高值。     

冰雪条件下高速公路气象检测与预警系统研究

冰雪天气极大困扰了寒冷地区高速公路的冬季通行,对道路交通安全与交通效率造成不同程度的不利影响。冰雪覆盖道路表面时,路面抗滑性能产生复杂而深刻的变化,导致不同条件下的路面摩擦系数显著不同。冰雪的检测与预警包含两个层面的含义,一是道面现况的判断,通过仪器或设备直接检测是否存在冰雪;二是道面未来状况的判断,通过一些广泛的现况参数(道面温度、大气温度,降雪量,露点温度等),推测出未来一段时间内道面是否会结冰。因此,冰雪检测与预警需从逻辑上分为三个层面,首先是道路气象数据的现场采集与处理,判断道面状况(水、冰、雪等);其次是利用气象相关模型,判断出冰雪演变轨迹;最后是冰雪的报警、发布和处理,构建出一体化的冰雪检测与预警系统。     

沥青路面结冰条件判别标准及SVM预测分析

为了探讨沥青路面结冰与道路气象环境间的相关关系,实现路面结冰状态的准确预报,在分析影响沥青路面结冰的主要气象环境因素的基础上,探讨了不同降水类型与气象环境参数的关联性,建立了沥青路面路表温度预估分析模型。结合Norrman路面结冰打滑判别准则,提出了浙中地区冬季沥青路面结冰状态判别标准。通过支持向量机方法(SVM),以RBF函数作为模型核函数,构建了不同降水类型条件下以地表温度与气温为输入量的沥青路面结冰预测模型。结果表明:不同降水条件下沥青路面结冰时的日均气温、日均测点路表温度、日均风速、日均降水量以及日均相对湿度存在差异,其中,日均气温与日均测点路表温度变化差异较大,日均风速与日均降水量次之,日均相对湿度变化差异较小;通过气象环境监测数据可实现降水类型的间接判别和沥青路面路表温度的预估分析;不同结冰类型对车辆行驶安全的影响从高到低依次为雪降到严寒路面、雨降到严寒路面和雪降到温暖路面;使用SVM构建的路面结冰预测模型对路面结冰状态的预测效果较好,错报率低于6.5%,未出现结冰天气的漏报,同时具有良好的泛化能力,充分展现了SVM在道路气象预报领域的应用前景。     

基于行车稳定性的高速公路超高过渡方式对比研究

针对目前公路线性超高过渡段存在行车稳定性不足以及小坡断面排水不良等问题,对高速公路超高过渡方式进行研究。基于动力学软件CarSim仿真平台,构建了3种曲线型超高渐变仿真模型,如三次抛物线、上半波正弦型、下半波余弦型曲线;同时,以高速公路的平曲线为仿真道路模型,分析了横坡为0处的超高渐变率,验证了不同超高渐变方式下的行车稳定性,并输出了相应的稳定性参数变化情况。分析表明:多次抛物线、上半波正弦型、下半波余弦型缓和曲线超高渐变模型的超高渐变率最大值均大于线性过渡方式,分别超出50%,100%及57%。与线性渐变率为一定值不同,采用曲线型超高过渡方式进行过渡的渐变率为连续变化的值,上述超高渐变方法都在回旋线中点达到临界值,且渐变率关于中轴对称。曲线型渐变过渡起终点附近的侧向加速度、横摆角速度曲线较为平滑。通过对3类曲线型过渡形式下的排水长度进行计算分析,结果表明:三次抛物线的过渡形式更有助于超高过渡段的排水。建议超高过渡段中最大超高渐变率与零坡断面位置相结合,以此降低横向排水不畅路段的长度,增强路面排水能力。采用曲线型超高渐变模型对改善多车道高速公路长缓和曲线渐变段的稳定性及排水性能有重要意义。     

隧道内水泥混凝土路面微铣刨后摩擦系数衰减规律研究

基于实体工程检测数据,统计分析了隧道内水泥混凝土路面微铣刨后的摩擦系数衰减情况。结果表明:不同车道类型、行车方向、平曲线半径对应的摩擦系数衰减值差异不显著;不同纵坡对应的摩擦系数衰减值差异显著;摩擦系数初始值与24个月后的衰减值大致呈正相关,但线性相关系数较小;采用摩擦系数衰减值的平均值95%单侧置信区间上限+使用期的要求值,确定的隧道内水泥混凝土路面微铣刨后摩擦系数初始值应不小于69 BPN。     

冰雪环境下车桥动力相互作用分析

为了保障冰雪环境下公路桥面的行车安全性,通过试验测试与仿真计算相结合的方法研究了车轮与桥面间摩擦系数对车桥之间动力相互作用的影响,对积雪桥面、结冰桥面、冰水桥面及沥青桥面等4种不同状况下车轮与桥面之间的摩擦系数进行了测试。以某斜拉桥为工程背景,利用ANSYS建立了桥梁的有限元模型,结合试验数据,采用全过程迭代的方法计算了冰雪环境下不同桥面条件下车辆与桥面间的动力相互作用。结果表明,摩擦系数对车辆的侧滑力影响较大,结冰桥面更容易导致车辆发生侧滑事故。     

基于ADAMS/Car的雨天汽车行车安全分析

以多刚体动力学仿真软件ADAMS/Car为依托,建立车辆动力学模型、道路模型、车路耦合模型.通过改变ADAMS/Car中道路文件的路面摩擦系数,分别研究了车辆在干燥路面、潮湿路面及雨天路面的行驶状况.通过单移线和斜坡脉冲转向这2种常见工况进行仿真分析,得到了不同的车辆侧向位移曲线和车轮所受的侧向反力曲线,分析雨天对汽车行车安全的影响.单移线仿真试验结果表明:雨天路面摩擦因数为0.4,车速为60 km/h时,车辆变车道容易失去控制发生意外;车速为55km/h,转向盘转角达到70°时,车辆也将失去控制;斜坡阶跃仿真试验结果表明:车速为40 km/h,车辆将会失去控制.      

雨雪天气大货车行车技巧

<正>雪天路滑,路面结起的薄冰就形成人们常说的"地穿甲",使汽车轮胎与路面摩擦系数减小,附着力大大降低,车辆在冰雪路面行驶时,车辆驱动轮易打滑或空转,上坡、起步、停车还会向后溜车,突然加速或减速还易侧滑及方向跑偏,紧急制动距离还会高于干燥路面4倍以上,给行车安全带来隐患。下面是雨雪天大货车的一些行车技巧。1刚刚起步时抬离合缓加油,货车空车可用三档,重车可用二档起步,一旦车轮转动起来,立即换入低一级档位,     

基于行车动力学的高速公路积水路段行车风险分析

近年来发生多起因积水产生的交通事故,为了研究高速公路积水路段小客车行车风险,综合考虑车速、驾驶行为和积水路段线形等因素,利用行车动力学仿真软件CarSim,建立了车辆动力学模型、道路模型以及小客车换道轨迹模型.在临界水膜厚度的基础上,结合车辆侧向偏移量和质心侧偏角,提出临界积水路段长度作为评价指标,通过改变道路圆曲线半径、超高、纵坡、车速和驾驶行为,分析了小客车在积水路段的行车风险影响因素,运用M atlab回归分析建立了积水路段小客车行车风险预测模型,对多雨地区高速公路某积水路段进行了行车风险分析.研究结果表明,所建立的风险预测模型在综合考虑车速、道路圆曲线半径、超高、积水厚度的影响下,能根据积水路段长度判别小客车的行车风险类型和严重性,其中侧滑风险回归模型相关性系数达0.962,侧偏风险回归模型相关性系数达0.753,为针对性提出道路安全管理措施提供了参考依据.