基于整車模型的瀝青路面平整度評(píng)價(jià)方法研究.pdf

1、道路路面的平整度對(duì)車輛振動(dòng)、人體舒適性及道路的使用壽命有顯著影響?，F(xiàn)行廣泛使用的瀝青路面平整度評(píng)價(jià)指標(biāo)IRI與行駛舒適性相關(guān)性較差,且計(jì)算IRI采用的是客車車輛模型不具有代表性等缺陷。另外,現(xiàn)行的瀝青路面平整度評(píng)價(jià)方法更多的是基于理論法進(jìn)行的,研究時(shí)建立簡化的多自由度車輛模型,而簡化的車輛模型均將車身視為具有集中質(zhì)量的剛體,忽略了車身的橫向振動(dòng)和前后振動(dòng),且輪胎模型與實(shí)際輪胎差別較大,因此,采用動(dòng)力學(xué)仿真軟件對(duì)人-車-路相互作用進(jìn)行模擬

2、仿真相對(duì)于理論法更貼近實(shí)際。對(duì)于路橋過渡段,雖然研究人員對(duì)橋頭跳車進(jìn)行了大量研究,但尚未提出統(tǒng)一的容許差異沉降;有研究人員提出以最大瞬態(tài)振動(dòng)值作為路橋過渡段評(píng)價(jià)指標(biāo),但尚未給出該指標(biāo)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)上述各問題,本文提出采用整車車輛模型進(jìn)行人-車-路相互作用仿真,并提出正常路段和路橋過渡段瀝青路面平整度評(píng)價(jià)方法。
　　本文采用人體加權(quán)加速度均方根值、最大瞬態(tài)振動(dòng)值MTVV分別作為瀝青路面正常路段及路橋過渡段平整度評(píng)價(jià)指標(biāo)。依托浙江富

3、陽三條不同等級(jí)的試驗(yàn)路進(jìn)行了正常路段車輛內(nèi)部加速度數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)和路面平整度絕對(duì)高程數(shù)據(jù)采集試驗(yàn),對(duì)加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理確定不同路段、不同車速下小汽車與貨車的人體乘坐舒適性。對(duì)差異沉降較為嚴(yán)重的路橋過渡段高程進(jìn)行測量,為后續(xù)路橋過渡段道路建模提供依據(jù)。然后,利用車輛仿真軟件 Carsim、Trucksim通過修改基礎(chǔ)車輛模型中車體、輪胎、轉(zhuǎn)向系懸架制動(dòng)系、傳動(dòng)系和空氣動(dòng)力學(xué)等七大子系統(tǒng)的特性參數(shù)建立試驗(yàn)小汽車、貨車的整車車輛模型;并利用軟件

4、的道路模塊設(shè)定中心線高程、路面不平度及路面性質(zhì)等特性參數(shù)建立正常路段道路模型;進(jìn)而利用建立的整車模型與道路模型進(jìn)行人—車—路相互作用仿真,采集座椅加速度數(shù)據(jù)。將加速度采集現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明小汽車仿真計(jì)算的加權(quán)加速度均方根值與現(xiàn)場試驗(yàn)計(jì)算的加權(quán)加速度均方根值相關(guān)系數(shù)為0.913,貨車的兩結(jié)果相關(guān)系數(shù)為0.767;將我國廣泛使用的兩個(gè)瀝青路面平整度評(píng)價(jià)指標(biāo)與加權(quán)加速度均方根值進(jìn)行相關(guān)性研究,發(fā)現(xiàn)加權(quán)加速度均方根

5、值與IRI、標(biāo)準(zhǔn)差σ的相關(guān)性系數(shù)分別為0.903、0.859。
　　對(duì)于路橋過渡段研究時(shí),分別針對(duì)設(shè)有搭板和不設(shè)搭板的路橋過渡段采用縱坡變化值、臺(tái)階高度作為其差異沉降控制指標(biāo);通過對(duì)目前國內(nèi)外路橋過渡段容許縱坡變化值和臺(tái)階高度的分析,提出本文路橋過渡段模擬工況,并進(jìn)行人—車—路相互作用仿真;根據(jù)仿真結(jié)果計(jì)算最大瞬態(tài)振動(dòng)值 MTVV,進(jìn)行參數(shù)影響分析;依托京港澳、鄭焦晉高速公路,研究路橋過渡段舒適性評(píng)分與最大瞬態(tài)振動(dòng)值MTVV的相關(guān)

6、關(guān)系,并根據(jù)舒適性分值對(duì)應(yīng)的主觀感受對(duì)最大瞬態(tài)振動(dòng)值MTVV值進(jìn)行基于舒適性的分級(jí);根據(jù)人體出現(xiàn)不舒適感受時(shí)MTVV分級(jí)的低限結(jié)合不同工況下仿真得到的MTVV結(jié)果,反算出不同工況下路橋過渡段容許差異沉降值。
　　通過以上研究,本文對(duì)瀝青路面正常路段提出平整度實(shí)測評(píng)價(jià)方法和仿真評(píng)價(jià)方法,并給出具體實(shí)施步驟;對(duì)路橋過渡段平整度提出實(shí)測評(píng)價(jià)方法、仿真評(píng)價(jià)方法和簡單評(píng)估法,給出具體實(shí)施步驟。
　　本文對(duì)目前道路路面平整度評(píng)價(jià)存在的一