高速公路連續(xù)長大下坡路段線形優(yōu)化理論與方法研究.pdf

1、近年來，為滿足社會經(jīng)濟快速發(fā)展的需要，高速公路建設(shè)重點已從東部平原微丘逐步向中西部山區(qū)重丘轉(zhuǎn)移。受山區(qū)地形地貌、地質(zhì)和社會經(jīng)濟等方面的限制，山區(qū)高速公路連續(xù)長大下坡路段的數(shù)量和長度不斷增加，并呈現(xiàn)了與隧道群、橋隧群、螺旋隧道、高墩橋梁等特殊結(jié)構(gòu)物組合的特征。同時，受高海拔的影響，連續(xù)長大下坡路段通常存在霧、冰雪、強側(cè)風(fēng)、強降雨等不利氣候條件，車輛運行安全風(fēng)險較大。調(diào)查表明，國內(nèi)大多數(shù)連續(xù)長大下坡路段為事故相對多發(fā)路段，部分高速公路甚至因

2、連續(xù)長大下坡路段導(dǎo)致的群死群傷事故而被稱為“死亡之路”。盡管國內(nèi)在連續(xù)長大下坡安全保障方面已經(jīng)開展了大量研究，但針對線形指標(biāo)的研究較薄弱，連續(xù)長大下坡路段的運營安全問題仍較嚴峻。因此，有必要針對高速公路連續(xù)長大下坡路段的線形設(shè)計和優(yōu)化技術(shù)開展更深入和更具針對性地研究，為進一步提高連續(xù)長大下坡路段的運營安全風(fēng)險防控能力提供技術(shù)支撐。
　　本論文以高速公路連續(xù)長大下坡路段為研究對象，在分析連續(xù)長大下坡路段主要運營安全風(fēng)險因子的基礎(chǔ)上，

3、針對連續(xù)長大下坡路段駕駛負荷與線形指標(biāo)關(guān)系、縱斷面指標(biāo)優(yōu)化技術(shù)、平縱線形組合優(yōu)化技術(shù)開展研究，主要內(nèi)容包括以下四方面:
　　(1)連續(xù)長大下坡路段運營安全風(fēng)險因子分析。從駕駛?cè)诵袨椤④囕v狀態(tài)、設(shè)施條件和交通環(huán)境等角度分析梳理了高速公路連續(xù)長大下坡路段主要存在的不利交通安全因素，建立了高速公路連續(xù)長大下坡路段運營安全風(fēng)險因子清單，構(gòu)建了連續(xù)長大下坡路段運營安全風(fēng)險防控措施總體架構(gòu)。
　　(2)連續(xù)長大下坡路段駕駛負荷與線形指標(biāo)

4、關(guān)系研究。分析了車輛在連續(xù)長大下坡路段行駛時駕駛?cè)说男熊嚫惺?、車輛操作行為特征、不同展線形式下路徑選擇和安全設(shè)施使用效果的直觀感受等特性，開展了高速公路連續(xù)長大下坡路段駕駛負荷實車試驗，建立了高速公路連續(xù)長大下坡路段平縱線形指標(biāo)與駕駛負荷的定量關(guān)系模型，提出了基于駕駛負荷的線形指標(biāo)評估方法。
　　(3)連續(xù)長大下坡路段縱斷面指標(biāo)優(yōu)化研究。綜合考慮連續(xù)長大下坡長度、平均縱坡、縱坡坡段組成、下坡速度、重載貨車車輛特性和車輛總重等因素，

5、采用制動器溫升模型和基于TruckSim的車輛動力學(xué)仿真技術(shù)，分析了特定連續(xù)長大下坡路段貨車下坡過程中制動器溫度和制動力矩的變化趨勢、貨車不同軸之間制動力矩的分布特性以及坡段縱坡對貨車制動力矩的影響和車輛總重、運行速度對貨車制動器溫度及制動力矩的影響，探討了高速公路連續(xù)長大下坡路段采用單一縱坡下坡和設(shè)置緩坡兩種展線形式對貨車制動器溫度和制動力矩影響的差異，提出了高速公路連續(xù)長大下坡路段區(qū)段劃分的量化標(biāo)準(zhǔn)、縱坡設(shè)計和安全對策措施建議，為《

6、公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)第3.0.17條的修訂提供了支撐。
　　(4)連續(xù)長大下坡路段線形組合優(yōu)化研究。針對高速公路連續(xù)長大下坡路段道路環(huán)境特征，考慮平縱線形組合、駕駛?cè)雱討B(tài)視覺特性、車輛運行速度和車前燈照射范圍等因素，采用三維動態(tài)視距作為評估線形組合的關(guān)鍵指標(biāo)，提出了基于三次B樣條曲線的三維公路線形擬合方法。進一步以駕駛?cè)胍朁c和視距驗算點的連線與視線中心線的夾角和駕駛?cè)嗽谠摲较蛏献畲髣討B(tài)視角的關(guān)系作為約束條