高速公路停车视距可靠性设计

针对高速公路的停车视距进行研究,在现行规范《公路路线设计规范》计算停车视距的基础上,考虑汽车实际的制动过程,将制动过程分为4个阶段:驾驶员的感觉反应阶段、制动系统的间隙消除阶段、制动力上升阶段以及完全制动阶段,改进停车视距计算模型;并引入可靠度理论,基于该模型构建视距可靠度功能函数,对"驾驶员反应时间、汽车运行速度、路面摩擦系数等"随机变量的随机性及其分布规律进行分析。采用一次二阶矩方法讨论现行规范的停车视距设计取值的安全可靠性,提出采用失效概率来描述行车视距的安全可靠性。根据《公路工程结构可靠度设计统一标准》,为满足高速公路对应安全等级的可靠度要求,计算在120,100,80 km/h共3种设计速度下的停车视距值,并结合实例验证计算结果具有较高安全性。研究结果表明:引入可靠度理论经改进后计算模型计算的停车视距值大于现行规范值,其安全可靠度也明显高于规范值,120,100,80 km/h速度下停车视距失效概率分别降低22.32%,13.2%, 18.9%;视距失效概率较大,表明视距设计不足,易引发交通事故,推行基于可靠度理论计算得到的停车视距值进行高速公路设计,可提高道路安全性。     

山西省山区高速公路纵坡设计的安全评价——兼论中国纵坡最大坡长设计标准

首先,比较分析了国内外高速公路纵坡设计的控制标准(如最大坡度、最小坡度和最大坡长)及其影响因素;其次,对中国现有主要的卡车动力性能进行了调查,确定了不同类型卡车的平均质量/功率比(W/P);第三,对车辆爬坡能力的理论计算进行了分析评价,确定了绘制车辆爬坡速度-距离曲线的可行途径,并根据山西省交通量的实际车辆类型及其比率,推荐了山西省纵坡设计的代表性车型,在实测车辆速度的基础上,给出了代表性车型的速度-距离曲线.最后,根据允许车辆速度差的要求,为山西省高速公路纵坡设计提出了最大坡长推荐值.     

高速公路夜间最高车速限制研究

为了合理确定高速公路夜间最高车速限制值,保障高速公路夜间行车安全,进行了驾驶人夜间距离识别与车速感知试验研究.分析了行驶速度、平曲线半径和纵坡坡度对高速公路驾驶人夜间识别距离与感知速度的量化影响,并建立了高速公路驾驶人夜间识别距离模型与感知速度模型.基于驾驶人夜间识别距离与反应制动距离间的安全行驶判别条件及驾驶人夜间感知速度模型,给出了高速公路夜间最高理论限速值与修正限速值的确定方法,并进行实际案例分析.研究结果表明:驾驶人夜间识别距离与行驶速度呈负线性相关,与平曲线半径呈正对数相关,与公路纵坡坡度呈负指数相关;驾驶人夜间感知速度与纵坡坡度无关,与实际行驶速度呈正线性相关,与平曲线半径呈负对数相关.     

公路工程设计准则若干问题解说(五)

1、为什么要折减纵坡(1213)? 当小半径的平曲线位于大的纵坡上时,对行车条件来说是不利的。因为在这种情况下,路线纵坡与超高横坡度的综合坡度(在对角线方向上)将大于路线纵坡,如果纵坡为该级路的最大纵坡,那么纵合坡度将大于该级路的最大纵坡。从下表所列数值可以看出由于横坡度的影响而综合坡度超过各级路最大纵坡的数值:     

基于驾驶员紧张度的公路纵坡合理值的探讨

文章以丘陵区低等级公路的纵坡坡度为研究对象,利用多参数生理反馈仪采集新老驾驶员行车过程中的生理参数,分析其与纵坡之间的相关性,并采用与纵坡坡度相关性较好的心率增量来描述新老驾驶员的紧张度。文章通过分析纵坡坡度与心率增量的相关性得出,在弯坡组合路段,上坡路段纵坡值大于7%,下坡纵坡值大于6%时,新驾驶员出现非常紧张的状态。     

养路工人基本知识——Ⅰ公路工程

第三节纵坡纵坡就是公路的上下坡。坡度越大,车辆越难行,同时费油也越多,且不安全。有拖挂车行驶的路上,坡度要小(请看表4下的说明)。说明:1.在山区工程困难地段,最大纵坡可昭表列数值增加1%至2%;2.有汽车拖挂车行驶的路线上,任何级路采用的纵坡数值不应大于4%;2.在拔海300D米以上的高原地区,最大纵坡应按表中数值酌量减低1%至3%;4.在连续升坡或降坡地段,应尽量避免设立相反坡度。第四节竖曲线在路线纵坡发生变化(改变坡度)的地点,为了行车安全、舒适和减少机件磨损,必须把纵坡交点削(或填)成圆弧形(请看图8)。竖曲线又分成凸形和凹形的两种。     

基于驾驶员心率变化的山区旅游公路线形安全性研究

为研究山区旅游公路密集复杂线形及突破规范极限值的部分线形带来的行车安全问题,选用多名驾驶员进行实车实验,采集行车过程中驾驶员的心率增长率N,路线线形指标(纵坡坡度i,圆曲线半径r)和运行速度v等数据,运用SPSS和Matlab软件分析i,r,v对心率增长率的影响规律,建立N(i),N(r),N(i,r,v)关系模型.实验结果表明,随着半径减小、纵坡增大,心率增长率整体上升,大部分心率增长率在25% ~45% 之间,且速度对心率增长率的影响高于半径和纵坡;建议山区旅游公路圆曲线极限最小半径≥20 m,最大纵坡≤8.5%,圆曲线半径≤15 m时,限速值不应超过20 km/h.根据心率增长率及速度差等指标,提出敏感路段具有的特征,及敏感路段应采取的限速值和安全防护措施.      

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...     

运行车速预测模型中的期望速度推荐值研究

基于行车安全性以及驾驶员的行车心理,分析了不同设计速度路段以及不同车型该对应不同的期望速度值,并提出了一种适用于运行车速预测模型中的简单合理的期望速度推荐值确定方法,从而为运行车速的预测提供参考.     

双车道公路附加车道设置参数研究

为了给双车道公路附加车道设计与施工提供参考依据,开展了双车道公路附加车道设置长度、宽度及纵坡度研究。基于交通仿真数据,构建了双车道公路附加车道等宽段长度与交通量、行驶车速的关系模型,结合不同设计速度与地形条件下双车道公路设计通行能力分析,计算给出了对应不同设计速度与地形条件的双车道公路附加车道等宽段长度建议值。基于车辆行驶安全性分析,提出了双车道公路附加车道宽度的计算公式,根据驾驶人侧向车间距选择问卷调查统计结果,计算给出了对应不同设计速度的双车道公路附加车道宽度建议值。基于汽车上坡行驶时的受力分析,给出了坡长与纵坡度的简化关系式,并计算给出了对应不同设计速度与海拔高度的双车道公路附加车道最大纵坡度建议值。     

山区公路纵坡坡长限制探讨

对山区公路中有代表性的纵坡路段——岚济(岚山头—济宁)公路K198+800和K217+740进行试验观测,根据试验数据确定了山区公路在不同纵坡坡度、不同设计速度和不同速度折减量下的临界坡长,进而提出了最大坡长限制建议值。     

积雪冰冻地区城市快速路纵坡坡度分析研究

设计速度是满足道路建设预期的重要指标,所有设计参数都应与之相适应,以便取得均衡的设计,纵坡坡度是道路纵断面设计的关键参数之一。本文根据车辆行驶理论,结合通行的主要车型和冰雪条件下大连市城市快速路特征路况,建立车辆最大爬坡能力模型,计算不同档位条件下的小客车和大客车代表车型的最大爬坡度。这可以为类似区域市政道路纵坡设计提供一定参考依据。     

城市下穿隧道纵坡坡度和速度对驾驶人心率增长率的影响

为研究城市下穿隧道纵坡段驾驶人生理和行为特征变化规律,选取22名驾驶人在早晨5：00至7：00非高峰时段,交通状况几乎无差别的环境下,开展城市下穿隧道纵坡段实车试验。利用MP150生理测试仪和ECU车速采集设备采集驾驶人的心率值和车速值,应用单因素方差分析对数据进行差异性显著检验;并分析城市下穿隧道纵坡坡度和速度对驾驶人心率增长率的影响规律,构建城市下穿隧道上下坡段坡度、速度和驾驶人心率增长率关系度量模型,量化了坡度、速度与驾驶人心率增长率之间的关系。然后采用单因素敏感性分析方法对模型中的2个自变量（坡度和速度）进行敏感性分析。结果表明：在城市下穿隧道上、下坡段行驶时,不同坡度范围下的车速和心率增长率有一定的差异性,车速和心率增长率均随坡度增大呈现先增加后减少的趋势;城市下穿隧道上、下坡段,车辆速度均是在3.5%~4.0%坡度范围下的达到最大,在城市下穿隧道上坡段行驶时,3.5%~4.0%坡度范围下的驾驶人心率增长率达到最大,而在下坡段行驶时,4.0%~4.5%坡度范围下的驾驶人心率增长率达到最大;驾驶人在城市下穿隧道下坡段行驶时,心率增长率均值均高于上坡段,驾驶人在城市下穿隧道下坡段行驶时比上坡段更紧张;驾驶人心率增长率对坡度敏感程度要高于其对速度的敏感程度,坡度的变动比速度更易引起驾驶人心率增长率的变动,驾驶人的心理紧张程度受坡度的影响较大。     

雨天高速公路纵坡对驾驶员心率及行车速度影响

为了探究降雨时高速公路纵向坡度对行车安全的影响, 以驾驶员的心率增长率(HRGR)和行车速度做为特征参数, 量化分析晴朗和降雨天气下行车速度与驾驶员心率和纵向坡度之间的关系。开展实地驾驶试验采集基础数据, 提取特征参数进行数据融合, 在控制其他因素不变的情况下, 对比晴天和雨天驾驶员HRGR和车辆行驶速度表现的异同, 并确定纵坡路段的研究特征点; 分析晴天和雨天行车速度表现与驾驶员HRGR变化规律, 建立晴天和雨天驾驶员HRGR和行车速度与道路纵向坡度之间的量化关系模型。结果表明: 道路条件相同时, 驾驶员HRGR与行车速度在晴天和雨天的变化规律是分别一致的, 但雨天驾驶员HRGR变化幅度更大, 减速次数更多; 随坡度增大(坡度区间为[1.0%, 4.0%]), 驾驶员HRGR在下坡路段满足指数增长模型, 在上坡路段满足对数增长模型; 行车速度在上坡路段是呈负指数下降趋势, 但在下坡路段, 行车速度在晴天呈指数型增长, 在雨天却呈现出二次多项式先增长再下降的变化规律。      

基于圆弧破坏模式下边坡危险性可靠度评价

以圆弧破坏模式下的边坡为研究对象,采用简化Bishop法建立极限状态方程,通过Monte-Carlo法计算不同坡高、坡角、不同强度参数组合下边坡的稳定安全系数及可靠指标;基于相对安全率理论,得到不同强度参数下边坡各级允许安全系数所对应的允许可靠指标,从而将可靠度方法与传统的安全系数法建立联系。根据不同坡体强度参数均值、标准差、变异系数下允许可靠指标与允许安全系数的相关关系,以安全系数为危险性分级基础,提出与安全系数判据对应的可靠指标及失效概率分界值,从而建立基于可靠度理论的边坡危险性评价体系。通过案例验证,采用安全系数判据与采用可靠指标判据得到的边坡危险性评价结果基本一致,说明本文提出的评价方法与标准具有一定的实用性。     

低速山区旅游公路平纵线形研究

为掌握设计时速在30km/h及以下山区旅游公路平纵线形设计方法,本文结合山区旅游公路地形地质特征,对平纵线形设计中的圆曲线最小半径、最大纵坡、最大最小坡长等设计指标进行研究并提出相应的设计建议值范围,依托我市某景区工程项目验证指标提出的合理性与安全性。研究结果表明:低速山区旅游公路车辆在30km/h、20km/h、15km/h车速下,最大坡度内,最大纵坡设计值依次为9%、10%、12%,平曲线最小半径依次为30m、15m、15m。     

高速公路纵坡坡度与运行速度的关系

本文在大量实测数据基础上，研究小客车在各种纵坡坡度下，其自由流速度随坡度的变化规律；建立了基于车辆动力性能的纵坡坡度与实际运行速度之间的关系模型，并标定、验证了相关参数。研究成果为路线设计采用“运行速度设计方法”提供了速度预测手段与技术支持。     

长大纵坡路段轮胎接地压力分布的研究

轮胎形式与长大纵坡对于沥青路面的影响难以通过目前的均布荷载的分析得出,从而会低估荷载对路面造成的损伤.为此,利用有限元软件建立载重子午线轮胎与纵坡路段路面结构耦合的有限元模型,分析不同坡度条件下的轮胎接地压力分布,并模拟车辆爬坡过程,分析一定坡度条件下车辆受不同牵引力作用的轮胎接地压力分布.结果表明,通过建立轮胎-路面耦合的有限元模型,在路面模型建立过程中通过设置纵坡进行长大纵坡段轮胎接地压力分布的研究,在长大纵坡条件下的行车荷载对于路面的作用力在切向以及法向上都呈现出非均布特征,数值也都大大高于标准胎压.在坡度为6％,考虑牵引力系数为0.5时,坡面切向接地压力最大值达到法向接地压力最大值的95％,即达到1.23 MPa.     

长大下坡振动减速带合理间距研究

运用行车动力学理论,考虑车辆在长大纵坡下坡路段加速性能,以车速不超过道路设计车速为前提,进行振动减速带设置间距的研究,得出了在不同设计车速、不同纵坡坡度下振动减速带的设置间距.分析显示,车速越高,振动减速带设置间距与纵坡的关系越明显,减速带可以有效降低车速.最后,对研究结果进行了讨论.     

谈谈《公路工程技术标准》的若干技术问题(续)

十二、纵坡 1.最大纵坡的确定公路设计应使汽车在全路线均匀地运行。运用计算行车速度,将各项公路几何特征相互联系,就是达到这一目的的手段。对许多公路特征都已定出一些设计数据,并取得比较一致的认识,但在行车道纵坡与计算行车速度的关系方面却没有定论。