基于重载车辆性能的高速公路长大纵坡临界坡长确定

针对由山区高速公路纵坡坡度和坡长组合设置不合理,导致长大纵坡路段交通事故频发的问题,通过分析重型车辆上下坡运行速度特性及受力情况,以陕汽生产的F3000重载汽车为例,通过理论推导构建重型车辆公路纵坡爬坡及下坡车速与坡长理论模型,模拟不同比功率重型车辆上、下坡运行速度与坡长的变化关系,并确定高速公路合理的上下坡临界坡长。研究中假设工况为高速公路坡度1%～6%,上坡车辆最高初速度和最低末速分别为80、50 km/h,下坡最低初速度和最高末速度为0、80 km/h。使用MATLAB模拟计算其坡度与车速的变化规律。研究结果表明:上坡过程中,以80 km/h的初速度为例,稳定车速为45～61 km/h;当坡度一定时,比功率越大的车型速度降低的越快,稳定行驶速度越大,达到稳定行驶车速的平衡坡长越长。下坡过程中,当坡度一定时比功率越大的车型,车速增大越多,稳定行驶速度越大,达到稳定行驶车速的平衡坡长就越短。在坡度为1%～3%时,无须设置爬坡车道;当坡度大于3%时,比功率较低的车型,爬坡性能较差,车速下降较快,需要设置爬坡车道。重型车辆在4%、5%、6%的坡度行驶时,设置避险车道的坡长阈值分别为5.5、4、3 km。研究成果可为山区公路线形的合理设计、道路的安全防护以及爬坡车道与避险车道的设置提供理论依据,从而提高山区高速公路重型车辆的行车安全。     

山区高速公路车辆上坡最大纵坡及坡长限制

为实现山区高速公路路线设计安全、经济和保护环境,以高速公路交通调查资料为基础,应用汽车动力学原理,提出对山区高速公路车辆上坡行驶的最大纵坡按照理想最大纵坡、缓和坡段纵坡和一般最大纵坡划分的概念,并对纵坡及坡长限制提出建议值。该成果可以指导山区高速公路纵断面设计,并为技术标准的制定提供参考依据。     

半挂铰接列车山区高速路段协同水平分析

现阶段半挂铰接列车动力性能不足,导致山区高速公路设计指标与车辆行驶性能存在协同水平低的问题。文章以东风天龙半挂铰接列车为研究对象,开展了自然驾驶实车连续行驶试验,根据车辆运行状态参数及道路纵面高程变化,剖析了纵坡路段下车辆连续速度、平衡车速以及短下坡-上坡衔接路段速度变化特征,并以20 km·h~(-1)作为速度折减量,获取了适用于半挂铰接列车的临界坡长指标。试验结果表明:相比于相关公路路线设计规范中的代表车型,半挂铰接列车平衡车速下降了25%～35%,临界坡长降低了44%～58%;在短下坡-上坡山区高速路段,车辆车速主要分布在80～90 km/h区间,呈现区间控制状态。该研究可为山区高速公路纵断面设计、车路仿真及车速管控提供基础数据,进而提高半挂铰接列车行车安全。     

长大纵坡路段重型车辆爬坡速度

为了确定合理的坡度和坡长,建立了适宜于长大纵坡路段特点的重型车辆动力学模型。模型中的轮胎和悬架既能够承受垂向荷载作用,也可以承受沿坡道方向的水平荷载作用;利用发动机的转矩特性和动力传递系统的挡位转换关系,研究了重型车辆爬坡过程中的速度变化规律,分析了轴载、入坡速度、坡度和坡长等因素对车辆爬坡速度的影响。研究结果表明:爬坡过程中,车辆驱动力矩变化复杂,而车辆速度呈单调下降状态;当坡长足够长时,总存在某一稳定速度,坡度越大、轴重越高,车速下降越快,稳定速度就越小;入坡速度对稳定速度没有影响,但入坡速度越高,稳定坡长越大。在分析爬坡速度影响规律基础上,提出了坡度和坡长设计控制指标,建立了合理坡度与坡长的函数模型,可供山区公路路线设计参考。     

山区高速公路长距离连续升坡路段纵坡设计研究

在总结山区长距离连续升坡路段纵断面线形特性的基础上,提出了由一个缓坡和一个陡坡组成的纵坡组合单元概念.针对纵坡组合单元,应用汽车行驶理论,建立了载重汽车在连续升坡路段上行驶时的速度、坡度及坡长间的理论模型和简化模型,并通过对两类模型的应用分析及陡坡上货车最低行驶速度的讨论,结合实例比较了简化模型的计算精度.通过对简化模型的应用分析,获得了纵坡组合单元纵坡设计指标的建议值,即:对于中型货车,在纵坡组合单元中当陡坡值id≤4.25%时,不管缓坡(3%)如何与它组合,都能以不低于50km·h-1的速度驶完陡坡段;对于重型货车,在纵坡组合单元中陡坡值不应大于3.0%,否则,不能保证最低车速50km·h-1.     

基于驾驶员心率的高速公路纵坡路段驾驶舒适度评价

为了量化分析高速公路纵坡路段的驾驶舒适度,进行实车试验,采集驾驶员心生理数据、道路参数以及车辆运行速度数据。运用傅里叶变换转化驾驶员心率随机信号来研究心率变化的规律。采用偏相关分析,确定上、下坡路段影响驾驶员心率增长率的显著性因素。以交通工程学、人因工程学和心理学为基础,探究坡度和速度差对驾驶员心率增长率的影响,构建了基于心率增长率阈值的驾驶舒适度评价模型。研究结果表明：坡度、速度差与驾驶员心率增长率显著相关,而坡长与驾驶员心率增长呈弱相关;上坡路段行车时驾驶员心率增长率主要分布在15%～32%之间,坡度对驾驶舒适度影响较大;下坡路段行车时驾驶员心率增长率主要分布在15%～35%之间,速度差对驾驶舒适度影响较大。研究结果可为高速公路纵坡路段安全管理提供理论依据。     

普通公路车速分布特性的回归分析

采用多元线性回归的方法,分别建立了平均车速、15%位车速、85%位车速与车道数、限速值、车道位置、车型、道路饱和度、大型车比例等6个因素之间的回归模型.然后,采用Logistic回归的方法,建立了车速选择的回归模型.分析结果表明:对于双向六车道普通公路,依据15%位车速,对超车道进行最低车速限制;依据85%位车速,对最高车速实施可变限速、分车道限速和分车型限速.外侧车道上的大型车在饱和度较高的情况下,容易选择低速行驶;双向两车道或四车道公路上的小型车在饱和度较低的情况下,容易选择高速行驶.根据车辆选择高速行驶的概率,设置不同的限速设施.利用这2个回归模型可以计算出特定道路条件下的15%位车速、85%位车速以及车辆选择高速行驶和低速行驶的概率,为普通公路在限速及限速设施选择方面提供依据.     

基于驾驶行为需求的长大纵坡界定

考虑到山区高速公路的设计中长大纵坡路段的设计,且现行路线设计规范中没有针对长大纵坡路段给出界定标准的问题.本文从驾驶需求出发,将车辆运行速度作为驾驶行为的宏观表现,对长大纵坡路段驾驶行为特性进行分析.采集20名大货车驾驶员在长大纵坡路段实车试验数据,分析得到驾驶员在长大纵坡路段运行速度与平均纵坡坡度和坡长之间的互动关系,建立了大货车运行速度预测模型.分析得到设计速度为60 km/h的山区高速公路在不同平均纵坡条件下最大坡长.      

山区高速公路沥青路面的抗车辙能力

针对山区高速公路陡坡多、车辙严重的问题，分析了超载（包括轮压与汽车轴载等）对山区高速公路路面沥青混合料的影响以及长大纵坡对沥青路面抗车辙能力的影响。认为山区高速公路产生车辙的主要原因是长大纵坡导致了车辆低速行驶，车辆低速行驶对沥青混合料动稳定度的影响超过夏季高温和超载的影响。研究结果表明，减小坡度和控制坡长是提高路面抗车辙能力的有效方法。     

基于运行速度的特长公路隧道纵坡坡率对交通安全影响

关于运行速度的研究一直是交通安全学科研究的热点和焦点。然而,研究多以道路场景为研究对象,多关注于建立运行速度预测模型,少有以特长隧道为研究对象,并关注于纵坡坡率取值对交通安全的影响。论文通过实测6座特长隧道进、出洞口以及洞内各紧急停车带处共计46个断面处的车辆行驶车速,计算得到了小客车、中型车、大型车各纵坡坡率下的运行速度和平均速度。分析结果发现：1)大型车驾驶员对特长隧道纵坡坡率敏感界限约为±0.75%;2)特长隧道纵坡坡率下坡取值-1.45%~-1.95%、上坡取值0.5%能够减小中、大型车辆运行速度与平均速度之间的速度差,有利于特长隧道内的交通安全。该项研究可为特长隧道纵坡坡率的设计取值提供科学指导。     

连续长大下坡路段大货车运行速度预测模型

针对既有线形一致性评价方法未考虑连续长大下坡道路特性的问题,利用10个高速公路连续长大下坡路段的95个特征断面运行速度观测数据,分析了大货车运行速度与坡长、平均纵坡和曲率的关系,建立了大货车运行速度与车辆驶离连续长大下坡起点的距离、车辆至连续长大下坡起点的平均纵坡的关系模型,提出了基于大货车运行速度的连续长大下坡路段线形一致性评价方法. 研究结果表明,提出的模型反映了连续长大下坡路段大货车的运行速度特征,可为高速公路连续长大下坡路段路线安全设计和线形一致性分析提供理论支撑.     

路基膨胀土胀缩等级的灰色关联综合评判

在分析影响膨胀土强弱的多种因素和划分评判指标界限的基础上，运用灰色系统理论中的关联度模型，提出一种评判公路路基膨胀土胀缩等级的新方法，并编制了相应的应用程序。     

坡道上变速车道长度研究

利用汽车行驶理论,讨论道路坡度对车辆加速性能的影响,进而推导出道路坡度与变速车道长度的关系,同时计算出不同道路坡道时的变速车道长度的修正系数,并与现行道路路线设计规范进行了对比分析,给出了坡道上变速车道长度的修正系数参考值,供公路设计人员设计山区或丘陵区高等级公路时参考.     

公路隧道防火安全等级的划分

根据目前中国公路隧道建设的实际状况和技术水平,建立了公路隧道防火安全等级体系。提出了影响公路隧道防火安全等级的5个因素和4种关系,认为公路隧道防火安全等级的划分必须同时考虑隧道长度和交通量。选取隧道的特征长度分别为0.5、1.0、3.0、5.0、10.0 km,隧道的断面交通量按照高速公路的最低要求取10 000 veh/d,将公路隧道防火安全等级从高到低划分为5个等级,并给出了与之相对应的防火设施配置和运输危险物品时的交通控制表。     

辽宁省公路绿化模式的调查与研究

公路绿化模式的建立不仅能够指导公路绿化工程建设,而且还为公路绿化的定性、定量研究提供了一个先决条件。以辽宁省境内的普通公路为研究对象,对各等级公路的平直路段、曲线路段、平交道口及＂T＂字路口、路肩、中央隔离带绿化模式进行了调查,结合调查结果提出了辽宁省公路的绿化模式以及各等级公路的绿化建设标准。     

山区公路建造环境级别的模糊粗糙评价方法

分析了影响山区公路工程建造环境的地质和地理条件,提出了环境级别问题,选出了岩溶发育率?钻孔岩(土)体芯采取率?软化特性?地形和坡度等5个关键因素作为建造环境分类的指标.基于隶属函数分段构造方法和等效性原理,确定了各因素的隶属函数形式.引入粗糙集理论中的知识依赖度和重要度原理,提出并建立了分类指标对于环境级别模糊权重的客观性确定方法.将分类指标?隶属函数及模糊权重计算三者结合,构建了山区公路工程建造环境级别的模糊评价方法.采用该方法分析了某工程场地,所得结论成为该工程建设决策的重要依据,展示了该研究方法的有效性和实用性.     

再谈洪水等级的划分问题

洪水等级是用来定量刻划洪水强弱及其潜在破坏力量级高低的物理量,是对洪水灾害致灾因子强度的客观分级．在闵骞幂函数洪水等级公式基础上,提出了利用洪峰流量或洪峰水位的标准化值进行洪水等级划分,并对嘉陵江北碚站洪水等级进行了划分．     

不同等级公路对公路货运发展的影响

为衡量不同等级公路对公路货运发展的影响程度,基于公路网的网络结构特征,应用比较优势理论,采用通径分析方法,构建出衡量不同等级公路对公路货运发展的贡献度计量模型。研究结果表明：高等级公路是影响公路货运发展的主导因素,较低等级公路对公路货运发展的贡献主要通过高等级公路来实现;较低等级公路的集散功能与高等级公路的通过功能是相互制约的关系;要促进公路货运发展,不仅需要继续保持对高等级公路的建设投资,还要推进各等级公路的协调发展,进一步完善各等级公路的合理布局。     

山区高速公路路段危险度计算模型

通过对山区高速公路交通安全特征进行分析以及对山区高速公路交通事故发生数量和伤亡情况的统计分析,运用综合事故率法建立了危险度模型,提出了交通事故数、事故严重程度和事故原因等因素的量化方法,并用层次分析法确定了各影响因素的权重.最后,运用该模型对成渝高速公路重庆段存在的危险路段进行了科学识别.应用结果表明,该模型所需要的参数比较容易获取,可操作性强.计算结果可为山区高速公路交通安全的改善提供科学依据.