山区高速公路车辆下行最大纵坡及坡长限制分析

山区高速公路建设中、路线最大纵坡与工程量、工程造价的矛盾十分突出,若严格执行标准会出现大量填、深挖路基、长大桥梁及隧道。从车辆动力学角度对山区高速公路车辆下行的最大纵坡和坡长进行了分析,提出了下行理想最大纵坡、一般最大纵坡、极限最大纵坡和坡长限制分析值,供公路设计人员及标准修订时参考。     

山区低等级公路弯坡组合路段安全性仿真

以山区低等级公路弯坡组合路段为研究对象,在考虑非线性汽车动力学特征的基础上,根据车身运动、轮胎力学特性及弯坡组合路段道路特征的内在联系,建立适用于山区低等级公路弯坡组合路段汽车转向制动稳定性的非线性动力学分析模型.运用仿真实验的方法分析汽车在不同弯坡组合路段上的行驶工况,得到山区低等级公路的圆曲线半径、超高、坡度值以及车速之间的耦合影响关系:随着车速减小,公路超高值增大,纵坡值减小,汽车稳定安全行驶最小半径极限值减小;当超高值达到8％ 时,随着纵坡变化,圆曲线半径极限值不变.     

基于行驶稳定性的山区公路弯道最小半径优化

做好山区公路弯道最小半径指标设计是提升山区公路安全性的重要举措.通过对车辆弯道行驶动力学分析,以事故临界状态为限制建立安全模型,讨论了在不同设计车速下,弯道圆曲线最小半径与超高、横向附着系数等参数的关系,通过Carsim仿真软件验证了安全模型的正确性.理论分析及仿真结果表明,弯道设计应重点考虑避免车辆发生横向侧滑失稳,弯道最小半径与超高、横向附着系数值成反比,与车速呈正比,并与车型参数无关,进而提出山区公路弯道最小半径指标优化建议.在实际设计应用中,还应根据预测弯道最大运行车速值和横向附着系数值对最小半径指标进行校核.     

高速公路驾驶员昼夜识别距离变化规律

为了制定高速公路昼夜车速限制标准,保障高速公路驾驶员有足够的时间获取信息,采用数理统计与回归分析方法,对采集的驾驶员昼夜识别距离数据进行了对比分析,研究了行驶速度、平曲线半径和公路纵坡对高速公路驾驶员昼夜识别距离的量化影响,建立了驾驶员昼夜识别距离与行驶速度、平曲线半径、公路纵坡的多元关系模型.研究结果表明,驾驶员夜间识别距离与白天相比平均下降8.5%,最大下降30.4%,下降幅度与行驶速度和公路线形条件有关;驾驶员白天识别距离与行驶速度、平曲线半径、公路纵坡分别呈负对数、正线性和负指数相关,模型的相关系数为0.852;驾驶员夜间识别距离与行驶速度、平曲线半径和公路纵坡分别呈负线性、正对数和负指数相关,模型的相关系数为0.983.     

按超长车辆外廓尺寸验算平曲线加宽值

车辆的外廓尺寸是公路几何设计中的重要控制因素。《公路工程技术标准》明确规定了设计车辆的种类及其外廓尺寸,作为确定道路交叉布置和道路几何形状的基本依据。而实际上因某些特殊需要,公路上经常出现外廓尺寸超出设计车辆最大尺寸范围的超长车辆,现行路线规范中平曲线加宽值不能满足其转弯要求。结合水东服务区设计实例,对超长车辆转弯时平曲线半径加宽值验算进行详细论述,具有一定的实际意义。     

临界圆曲线半径在山区高速公路的应用研究

对平曲线半径在山区局部复杂地形的取值进行了分析,同时还考虑停车距离受不同纵坡影响,为了安全行车和避免不必要地增大停车距离,对不同纵坡的停车距离进行了适当修正,得出不同纵坡条件下满足横净距要求的临界圆曲线半径,为平曲线半径的合理运用提供了理论依据。结合张花高速公路线形设计实例,还介绍了平曲线半径的灵活设计,以达到满足安全、节约资源、保护环境、促进公路建设与自然和谐发展的目的。     

公路纵坡设计的理论分析

以东风ＥＱ１０４载重车为标准车型，从汽车运动的牵引平衡入手，讨论了汽车的几种行驶状态，理想的纵坡和不限坡长的最大纵坡，不同的道路阻力系数所对应的减速行程计算等，参考了日本高速公路设计要领，并与我国现行的规范数值进行了对比分析，提出了不同计算行车速度的公路需设置爬坡车道的纵坡值，公路的最大纵坡值和坡长限制长度可比现行规范适当当放松的数值，此建议的提出，对于丘陵和山区高等级公路合理地运用纵坡和坡长设计     

考虑水流路径长度的S型曲线超高段纵坡研究

雨天公路S型曲线超高缓和路段易形成积水,影响行车安全。以力学为基础,运用有限差分,建立了超高渐变段的水流路径长度与纵坡的关系模型;考虑车辆发生滑水的危险状态,得到水流路径控制长度。以公路单路拱S型曲线为研究对象,对3组不同车道数和7种不同纵坡工况下的±2%超高渐变段的水流路径长度进行分析。结果表明:纵坡由0.5%增加到6%,水流路径长度平均增大2.83倍,纵坡越大,水流路径越长;当纵坡大于4%时,不同车道的水流路径都超过了限定值。以水流路径长度为控制指标,给出了不同车道数S型曲线平缓超高路段最大纵坡建议值。     

考虑水流路径长度的S型曲线超高段纵坡研究

雨天公路S型曲线超高缓和路段易形成积水,影响行车安全.以力学为基础,运用有限差分,建立了超高渐变段的水流路径长度与纵坡的关系模型;考虑车辆发生滑水的危险状态,得到水流路径控制长度.以公路单路拱S型曲线为研究对象,对3组不同车道数和7种不同纵坡工况下的±2％超高渐变段的水流路径长度进行分析.结果表明:纵坡由0.5％增加到6％,水流路径长度平均增大2.83倍,纵坡越大,水流路径越长;当纵坡大于4％时,不同车道的水流路径都超过了限定值.以水流路径长度为控制指标,给出了不同车道数S型曲线平缓超高路段最大纵坡建议值.     

青塘至西溪公路西湖至西溪段低等级公路改造设计

工程概况 青塘至西溪公路西湖至西溪段改建工程位于浮梁县西湖乡镇北侧,与县道经桃线X099相接;终点位于江西省浮梁县与安徽省祁门县交界、县道X082与安徽省省道S231相连通处。原道路情况为：江西省境内原有道路平面线形较差,路基宽度不足6米,达不到三级公路标准,路面为水泥路面;安徽省境内S231,现状为路基宽度5.5米的四级公路,路面为水泥路面,宽5米;最小平曲线半径为10米,最大纵坡为6%。     

考虑大货车横向稳定性的平曲线设计控制指标

为研究驾驶员行为和道路线形指标对大货车横向稳定性的影响,选择六轴半挂车为典型车型,采用Trucksim动力学仿真软件建立车辆动力学闭环仿真模型,以侧向加速度作为大货车横向失稳风险评价指标。基于统计学的理论,运用MATLAB回归建立大货车侧向加速度预测模型,得到了不同设计速度条件下典型车型的极限最小转向半径值。研究结果表明:采用多自由度大货车模型,考虑横向滑移条件计算得到的平曲线极限最小半径比我国标准所规定的平曲线极限最小半径在各级设计速度条件下均大10%左右。研究成果量化了驾驶员行为和道路线形指标对大货车横向稳定性的影响,并对平曲线设计控制提出了建议指标,对今后道路安全设计具有参考价值。     

水泥混凝土路面施工技术分析

随着公路建设的快速发展,对公路路面的施工质量提出更高的标准。结合道路工程的施工实践,针对混凝土路面施工中经常遇到的路基基层质量差、混凝土路面施工不符合设计规范要求及超限车辆破坏严重等现象进行分析,并提出具体的防治措施。     

纵坡弯道桥面沥青铺装结构剪应力分析

依据纵坡弯道车辆荷载作用特性,建立纵坡弯道桥面铺装结构三维有限元模型,分析车辆载重、行驶速度、弯道半径、纵坡坡度、沥青铺装层厚度与模量对水平剪应力的影响。结果表明：设计时避免最小半径极限值与纵坡坡度最大值同时出现,适当增大沥青铺装上层模量、铺装层总厚度、减小沥青铺装下层模量,并严格控制纵坡弯道上车速及车辆载重,可减少沥青铺装层发生推移病害的可能性。     

公路平曲线半径可靠性设计理论与方法

将车辆运行速度、路面摩擦因数作为随机变量,分别构建了基于质点模型与考虑车辆侧倾作用的侧滑失效功能函数,分析了曲线路段行车安全可靠性。计算了《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)中规定的各极限最小半径下发生车辆侧滑的概率,并通过改变路面摩擦因数和车辆运行速度,对比研究了2种不同功能函数下的行车失效概率,提出了公路平曲线半径的可靠性设计流程。研究结果表明:考虑车辆侧倾作用计算的侧滑概率明显高于由质点模型计算出的侧滑概率;在同样道路环境下,卡车发生侧滑的概率会大于轿车;公路平曲线设计将车辆简化为质点,忽略侧倾作用以及车型间差异会导致对卡车行驶安全不利。     

基于路侧事故判别的公路平曲线车速限制研究

车速是导致公路平曲线路段路侧事故频发的关键因素，为降低路侧事故率，需进行车速限制研究. 选取8 个路侧事故风险指标进行PC-crash 仿真试验，共收集12 800 条数据. 采用路径分析方法筛选得到显著性风险指标，将其纳入贝叶斯逐步判别分析中，构建对应不同车型的路侧事故判别函数，提出对应不同道路几何设计要素的最高安全车速计算模型. 结果显示：显著性风险指标对路侧事故影响程度，由大到小依次为车速、圆曲线半径、车型、路面附着系数、路肩宽度、纵坡坡度和超高横坡度；道路线形条件越好，保证不发生路侧事故的最高安全限速值越大；在相同道路设计指标下，小型客车最高限速值大于货车最高限速值.     

高速铁道车辆稳态曲线通过研究

高速铁道车辆通过曲线时,轮机作用力、抢重减载率、脱轨系数均较低 速车辆同类值高,同时轮轨磨耗加剧。本文村稳态曲线通过的研究,从 理论上给出了高速铁道车辆所能通过的最小曲线的半径、所需超高等, 同时给出了付车辆曲线通过性能有影响的几个参数,以确定最佳的悬挂 参数和结构参数。      

适应6轴铰接列车动力性的高速公路最大纵坡坡度和坡长

针对当今中国高速公路货运主导车型6轴铰接列车以满载状态在相同纵坡条件下行驶时, 其性能差于《公路工程技术标准》 (JTG B01—2014) 中纵坡设计代表车型的问题, 采用典型平路试验和实际道路试验相结合的方法, 获得了该主导车型的发动机使用外特性曲线, 分析了试验车发动机转矩、功率与发动机转速的关系; 依据汽车行驶受力方程, 建立了该主导车型在各个挡位下的坡度与车速的关系曲线, 确定了不同纵坡坡度时, 发动机全负荷状态下车辆稳定行驶的最大平衡速度, 获得了该主导车型的加速性能曲线和减速性能曲线, 提出了符合中国当前货运车型变化的高速公路上坡方向纵坡坡度、坡长等主要控制指标。研究结果表明: 相比于《公路工程技术标准》 (JTG B01—2014), 在相同纵坡条件下, 由于主导车型比功率的降低, 其平衡速度较标准中纵坡设计代表车型对应的平衡速度降低了20%~30%, 且适应其动力性的最大纵坡坡度比标准中规定的纵坡坡度小50%, 因此, 中国当前主导货运车辆动力性能不适应高速公路纵坡条件; 根据6轴铰接列车在不同纵坡上的加减速特性, 满足6轴铰接列车爬坡需求的最大纵坡坡长随坡度的增大而降低, 且降低幅度逐渐增大, 最大降幅达到60%。      

山区公路纵坡段沥青路面层间应力分析

通过对承德市已建山区公路长大纵坡段沥青混凝土路面层间滑移破坏进行调查研究,提出山区公路长大纵坡路段发生滑移和车辙破坏现象的原因;分析长大纵坡段车辆行驶特性和层间滑移的破坏机理,计算层间的不同接触状态下路面结构的应力影响,并提出层间滑移的防治措施。     

高等级公路路线线形设计方法：—简介平面、纵断面“曲线定线法”

路线线型的主体设计是高等级公路设计的关键，以往的线型设计都是以直线为主，配以较短的圆曲线，本文提出了在平面线型中，采用大半径圆曲线，曲线间用缓和曲线连接，在纵断面上配以大半径竖曲线的设计方法，使路线圆滑平顺、美观、舒适，能够配合地形、地物和自然景观，避免高填深挖、降低施工和养护费用。文章中提出了具体实施的方法和措施。     

运行车速认知因子虚拟仿真试验

为准确预测道路交通安全评价中微观路段的运行车速,确定了三级公路的驾驶员安全性认知模糊集,建立了基于Multi Gen Creator软件的15个路段的三维仿真模型,开发了基于Vega的虚拟仿真系统,组织了53名驾驶员,在大型三通道柱面投影仿真系统中,进行了运行车速认知因子的评价试验。应用模糊统计方法对795组有效认知试验数据进行了分析,建立了包含道路平曲线半径、纵坡度和行车视距认知因子的三级公路安全性认知评价模型。虚拟仿真试验与道路试验分析结果表明:平曲线半径、纵坡度和行车视距认知因子评判等级的平均贴近度分别为0.63、0.74和0.70,因此,虚拟仿真试验方法可行。