路面平整度評價與分析技術(shù)研究.pdf

1、路面平整度是一個復雜而重要的問題,AASHTO道路試驗研究表明大約95%的路面服務性能來自于路面平整度,它是一個涉及人、車、路三方面的指標。然而,幾乎所有現(xiàn)行評價指標,如國際平整度指數(shù)(IRI)、平整度標準差(σ)、功率譜密度(PSD)、豎向加速度均方根(RMSVA)等等,都是統(tǒng)計性指標,不同的路段可能得到相同的指標值。這是因為這些指標沒有保留路面縱斷面具體變化的細節(jié)信息,而這些信息在路面平整度的進一步研究及車輛行駛舒適性研究方面有著重

2、要的作用。本文根據(jù)指標IRI、σ和PSD的具體缺陷,從路面波及車輛反應方面進行研究。本文指出了經(jīng)典的傅立葉變換分析方法雖然可以從頻域上得到路面波的具體信息,但卻不能從空間域中顯示路面波的變化特點。為此,在分析比較了常用時頻分析方法的基礎(chǔ)上,提出了采用S-變換分析路面波組成。S-變換是一種較新的無損可逆的多分辨率時頻分析方法,它能夠計算空間距離-空間頻率平面內(nèi)路面波的能量譜密度分布,通過分布可以確定路面波的組成及其沿距離的變化。為了分析不

3、同路面波與車輛振動的關(guān)系,推導建立了四個自由度的1/2車輛-路面模型及其在Matlab中的時域仿真系統(tǒng)。選取五輛不同的車,利用仿真系統(tǒng)計算不同路面波幅值、波長和車速輸入下車身質(zhì)心振動加速度。通過分析確定了車身質(zhì)心振動與幅值的關(guān)系,明確了質(zhì)心振動的敏感波長與車輛軸距、模態(tài)固有頻率和車速有關(guān)。最后基于上述分析,提出了加權(quán)能量譜密度作為路面平整度分析評價的補充方法。利用加權(quán)能量譜密度并結(jié)合現(xiàn)行評價指標IRI、σ和PSD進行了實例分析,且在實例