基于車路耦合安全度模型的彎坡組合路段設(shè)計(jì)理論研究.pdf

1、山區(qū)公路線形受地形、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素影響存在多種不良的線形，而彎坡組合線形成為事故頻發(fā)的“魔鬼路段”已是不爭事實(shí)。我國目前沿用的是基于設(shè)計(jì)速度的路線設(shè)計(jì)方法，而實(shí)踐證明山區(qū)公路實(shí)際運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)速度可能不符;且道路設(shè)計(jì)較少考慮車輛行駛特性;此外規(guī)范中類似“長下坡底部不得插入小半徑圓曲線”的表述難以量化操作。因此本文研究目的是從車—路耦合作用角度出發(fā)，考慮車輛的行駛特性和安全性，對(duì)山區(qū)公路彎坡組合路段的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行分析，為彎坡路段組合設(shè)計(jì)提

2、供量化指標(biāo)參考。
　　本文以山區(qū)二級(jí)及以下公路為研究對(duì)象，首先分析了車輛在彎道、坡道、彎坡疊加路段的受力特性，得到了車輛發(fā)生縱向傾覆、滑動(dòng)、制動(dòng)器失效、橫向傾覆、滑移等事故的臨界判斷條件。接著通過分析車輛在不同路段的行駛特性，根據(jù)已有的速度預(yù)測模型，建立了急彎陡坡路段限制坡長模型、陡坡急彎路段極限半徑模型、彎坡疊加路段極限半徑模型，推演出不同設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算方法，并以規(guī)范值為初始條件得到三種彎坡組合路段不同限制條件下的極限設(shè)計(jì)指標(biāo)值

3、，對(duì)其變化規(guī)律進(jìn)行了分析。隨后文章在Carsim中設(shè)置車輛參數(shù)、道路參數(shù)和駕駛員參數(shù)構(gòu)建了仿真平臺(tái)，仿真了車輛在彎坡組合路段不同速度、超高、坡度下的行駛工況，從一定程度上驗(yàn)證了模型的合理性，結(jié)果顯示:(1)急彎陡坡路段坡度、速度對(duì)車輛縱向穩(wěn)定性影響較大，制動(dòng)器不失效的最大坡長隨速度、坡度增大而減小;(2)陡坡急彎路段速度越小、超高越大，車輛行駛越穩(wěn)定;其半徑取值與速度成正相關(guān)關(guān)系，且隨超高增加而減小，第一線形單元的縱坡對(duì)半徑取值影響較小