国际平整度指数与路面波长及波幅数值计算分析

在四分之一车辆模型国际平整度指数的理论推导下,用MATLAB编制了国际平整度指数数值计算程序,对不同波长及波幅的路面变形进行了大量计算,得到相应的国际平整度指数值.从数值上建立了不同波长与波幅对应下的国际平整度关系表.     

由国际平整度指数确定路面激励最小波长

国际平整度指数是目前世界上共用的标准化平整度测量方法.路面激励波长受一些因素的影响,通常为估计范围.本文将从国际平整度测量方法上推知路面激励的最小波长,以减少平整度模型转化和数值计算中的误差.     

由国际平整度指数确定路面激励最小波长

国际平整度指数是目前世界上共用的标准化平整度测量方法.路面激励波长受一些因素的影响,通常为估计范围.本文将从国际平整度测量方法上推知路面激励的最小波长,以减少平整度模型转化和数值计算中的误差.     

采用IRI评价机场道面平整度的适用性

提出一种采用国际平整度指数(IRI)评价机场道面平整度的适用性综合分析方法,建立了1/4车辆模型与飞机的动力学模型,采用IRI和飞机重心处竖向加速度(VACGA)作为机场道面平整度的评价指标,利用MATLAB/Simulink建立了IRI和VACGA求解模型;以正弦函数形式的不平整激励模拟机场道面纵断面的微波起伏,在不同振幅、波长和滑行速度条件下定量解析IRI和VACGA的分布特性。计算结果表明:VACGA和IRI均与振幅成正比;IRI的敏感波段为波长1~5m的短波,并在波长为2m时达到最大;飞机在200km·h~(-1)滑行速度下,VACGA随波长的变化呈现3个波峰,并且在波长为15m时达到最大波峰;当飞机在滑行道的滑行速度小于40km·h~(-1)时,VACGA的敏感波段为2.3~7.2m,基本分布在IRI的敏感波段内,说明滑行道平整度的评估可采用IRI,但当飞机在跑道的滑行速度大于60km·h~(-1)时,VACGA敏感波段为6.4~23.6m,分布在IRI不敏感波段内,说明当飞机在跑道的滑行速度较高时,采用IRI检测机场道面平整度是不合理的。     

路面平整度评价指标IRI的影响因素

研究了路面平整度标准评价指标——国际平整度指数(IRI)的计算模型和求解方法,找出了影响IRI精度的主要因素;利用数值模拟定量分析了位移传感器精度、数据采样间隔、评价距离、检测方向和检测车速等对IRI的影响。得出结论:提高位移传感器精度、减少数据采样间隔,可以较大提高IRI的测量精度;检测车速越接近理想车速,IRI测量精度越高;检测方向对IRI测量精度产生影响,但其影响较小。     

基于LiDAR三维数据的路面平整度横向分布差异特性评估方法

路面平整度是进行道路养护决策的重要依据,传统检测手段受限于其设备结构,仅能获取路面上单一轨迹的平整度数值,难以表征路面横向不同断面的平整度分布情况。针对这一问题,利用高精度激光雷达（Light Detection and Ranging, LiDAR）采集路面的三维点云数据,提取了路段横向典型位置测线的高程信息,结合方差分析与Kruskal-Wallis非参数检验等方法,分析不同横向测线平整度数值是否具有显著性差异,并基于上海市超过25km的实测道路数据总结了平整度横向分布的差异特性。结果显示：就单一路段而言,不同测线的国际平整度指数（International Roughness Index, IRI）具有明显差异,从分布上来看,仅在相邻纵断面间距超过2.5m时,平整度分布才具有显著差异,而其他情况下各测线的平整度分布无显著性差异;但从多路段平整度分布来看,路面平整度横向分布是否具有显著性差异与路段本身属性相关。路段平整度分布离散性越强的道路,其各测线平整度结果具有显著差异的概率就越大。由此可知,基于LiDAR的多测线路面平整度可以有效反映路段的平整度分布情况,避免单一测线造成的测量...     

路面平整度PSD和IRI评价方法比较

为了分析路面平整度功率谱法(PSD)和国际平整度指数法(IRI)之间的关系,采用AR模型模拟满足路面平整度功率谱的路面不平整状态,采用Newmarkβ法计算国际平整度指数,采用最小二乘法得到了PSD法与IRI法之间的关系方程式。研究结果表明:IRI值与路面平度系数的关系为幂函数式,为了与《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)所规定的IRI值相对应,建议在《公路养护技术规范》(JTJ073-96)的路面平整度评定等级中增加"极优"项目。     

嵌入式激光路面平整度检测系统研究

国内外普遍采用的惯性激光平整度仪对检测速度有较高要求,难于适应我国高速公路及一、二级公路路况较差情况下的平整度检测.文中提出了一种双传感器纵断面检测原理,给出了计算机仿真结果,并设计了基于嵌入式IP2022的激光平整度检测系统.该系统可计算出被测路面的纵断面曲线,由此计算国际平整度指数(IRI).检测速度可从O～80 km/h任意变化,检测结果不受检测速度影响,非常适合我国道路交通复杂情况下的平整度检测.     

基于人-车-路三自由度振动模型的路面平整度评价方法

为了更准确地评价路面的行车舒适性,以乘客的竖向加权加速度均方根值作为平整度评价指标,将人-车-路组成的系统简化成三自由度振动模型,依据牛顿法建立了振动微分方程,采用传递矩阵法对其进行了求解,进而建立了考虑人-车-路相互作用的路面平整度评价方法。结果表明,该评价方法能考虑不同路面类型以及公路等级的影响,对于不同等级路面的评价结果与实际情况一致,而国际平整度指数、功率谱密度和平整度标准差在部分工况下不能很好地描述路面的舒适性。     

不平整路面上的汽车动荷载

考虑汽车侧倾因素在路面不平引起汽车动荷问题中的影响,建立了4自由度车辆模型,并据此模型实例分析计算了在路面波幅一定的情况下,汽车在不同波长路面上以不同车速行驶时产生的车辆动荷载。     

钢管混凝土拱桥桥面平整度评价

分别采用激光连续式路面平整度仪与水准仪对福鼎桐山大桥的桥面平整度进行了测量,采用最大熵谱法进行桥面平整度的频谱分析,获知了使用激光连续式路面平整度仪测量的优势。对福建省内多座钢管混凝土拱桥的桥面平整度进行了采集和分析,进一步验证了桥面平整度功率谱法与国际平整度指数法的关系方程式的正确性;从主梁型式、主拱跨径、使用年数等方面对钢管混凝土拱桥桥面平整度进行了分析。发现桥面平整度指数随使用年数的递增呈指数形式增大,据此提出了桥面状况与使用年数的关系式,可简便地进行钢管混凝土拱桥桥面状况的预估。     

高速公路破损路面的最高车速限制

利用实测数据,用回归分析方法建立了乘客不舒适感量化指数与车速、平整度标准差及路面状况指数的关系模型.根据计算结果,提出了高速公路对应不同路面状况的最高车速限制取值的建议.     

不平整路面上的汽车动荷载

考虑汽车侧倾因素在路面不平引起汽车动荷问题中的影响，建立了4自由度车辆模型，并据此模型实例分析计算了在路面波幅一定的情况下，汽车在不同波长路面上以不同车速行驶时产生的车辆动荷载．     

基于分布式传感器的路面平整度检测系统

为解决传统基于断面高程的平整度检测方法耗时费力、价格昂贵等问题,从系统响应的角 度出发,结合无线传感技术与谱密度分析法等,通过测量车辆悬架的振动变化推算了路面的平整 度,构建了平整度快速采集系统,包括数据采集设备、车载数据终端及信息处理应用。其中,利 用高精度三轴传感器采集车辆不同位点的振动信息,利用Zigbee 短程无线传输技术保证数据的实 时采集与稳定传输,利用数据标签实现多源信息融合,通过3G模块实现车辆数据与信息中心的 平台对接,借助加速度功率谱密度分析模型实时计算测量路段的平整度情况,并结合电子地图进 行发布与储存。现场试验证明：国际平整度指数与悬架振动的均方根值呈明显的多元线性关系; 与激光平整度仪检测数据相比,该系统的测量误差基本保持在10%以内,能够满足道路养护的精 度需求,适用于大范围的城市道路平整度测量。     

基于快速傅里叶逆变换的路面平整度仿真分析

介绍了路面平整度功率谱密度的计算原理,利用路面平整度功率谱密度和平整度之间的关系,采用快速傅里叶逆变换求解路面平整度,对不同平整度等级的道路进行仿真分析.仿真计算结果为路面动荷载的计算和道路安全的分析提供了理论基础.     

高速船舶远域尾浪的数值计算

以Rankine源面元法数值计算排水型高速船舶的兴波问题,得到船舶附近水域的Kelvin波系.对近域计算得到的波浪要素进行Fourier变换,推算波幅谱函数,进而可获得大范围的远域尾浪的数值模拟结果.探讨了利用波形分析中的纵切法或横切法推算波幅谱函数的两种方法,给出了它们在高速船远域尾浪数值模拟问题中的应用算例.     

公路施工过程中平整度的控制研究

从施工的角度分析了影响平整度的因素,并且基于概率控制方法研究了平整度,研究认为各个结构层的均方差呈现不对称性,并且均呈现出向左边偏移的趋势,但是当下承面反射的平整度均方差不同时,其偏移的程度是不同的,从下面层的图来看,这种情况更为显著。进一步分析,从上面的分布数字特征图中看出,当下承面的平整度均方差数值不同时,路面的上层面的平整度分布有不同的规律。     

基于支持向量回归的路面损坏指数预测

应用支持向量回归算法而建立的路面损坏指数预测模型，通过对国际平整度指数、车辙深度指标的学习来预测路面损坏指数PCI。     

路面平整度的监测与评价

路面平整度是路面使用性能的重要指标,也是道路使用费用的主要影响变量,目前国内对路面平整度的监测和评价方法不一致,并且缺少通用性的路面平整度指标,监测方法和评价标准。本就路面平整度的概念,监测手段的适用性进行了讨论和比较,推荐国际平整度掼数作为路面平整度的衡量指标,最后,根据车身累积位移速率阈值,提出了不同道路等级路面平整度的评价标准。     

压缩波惯性作用对其波形演变的影响

为了准确地评估隧道出口微压波,基于一维平面波方程和压缩波的特性,推导了压缩波在隧道内传播时压缩波压力梯度的理论公式.采用该理论公式,分析了传播距离,初始压缩波幅值以及初始压缩波波前长度等因素对隧道不同位置处压缩波压力波梯度的影响.结果表明:压缩波压力梯度随着传播距离的增加而増大,其变化幅度越来越大,当传播距离接近临界长度时,其压力梯度几乎发生突变;相同的传播距离下,压缩波压力梯度随初始压缩波幅值的增加而增加,随初始压缩波波前长度的增加而减小;当传播距离小于临界长度时,理论公式和数值计算结果的相对误差小于6%,数值计算结果与文献报道的实测结果吻合良好.