基于車路耦合安全度模型的彎坡組合路段設計理論研究.pdf

1、山區(qū)公路線形受地形、技術(shù)經(jīng)濟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。我國目前沿用的是基于設計速度的路線設計方法，而實踐證明山區(qū)公路實際運行速度與設計速度可能不符;且道路設計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，對山區(qū)公路彎坡組合路段的設計參數(shù)進行分析，為彎坡路段組合設計提

2、供量化指標參考。
　　本文以山區(qū)二級及以下公路為研究對象，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、制動器失效、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，推演出不同設計參數(shù)的計算方法，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計指標值

3、，對其變化規(guī)律進行了分析。隨后文章在Carsim中設置車輛參數(shù)、道路參數(shù)和駕駛員參數(shù)構(gòu)建了仿真平臺，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、速度對車輛縱向穩(wěn)定性影響較大，制動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關系，且隨超高增加而減小，第一線形單元的縱坡對半徑取值影響較小