基于行车舒适性的高速公路沉降评价和扩建纵面设计研究

发布时间：2017-12-28 11:02

  本文关键词：基于行车舒适性的高速公路沉降评价和扩建纵面设计研究　出处：《浙江大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 软土地区 高速公路 不均匀沉降 车辆-道路相互作用 行车舒适性 加权加速度均方根值 行驶质量指数 沉降评价 纵面设计

【摘要】：软土地区的高速公路,由于软土地基的固结和次固结特性,通车运营后往往发生较大的沉降和不均匀沉降。沉降后路面加铺的荷载进一步加剧这种沉降。过大的沉降和不均匀沉降,不仅使道路纵面线形变差,严重影响行车舒适性,而且给高速公路改扩建工程纵面设计带来很大困难。公路沉降评价和纵面设计是软土地区高速公路改扩建工程中的两个重要问题。本文从行车舒适性的角度出发,针对以上两个问题进行了理论分析和现场试验研究,完成了以下四个方面的工作：(1)采用五自由度车辆-道路相互作用分析模型,根据Newmark-β法编制MATLAB程序求解振动加速度,并根据ISO2631《机械振动与冲击——人体承受全身振动的评价》标准进行舒适性评价。在文献调研和实测结果的基础上,提出了道路纵向不均匀沉降的三种计算模式,分析了高速公路不均匀沉降条件下的车辆-道路相互作用规律和车辆性能参数对计算结果的影响。(2)现场测试了两种车辆以不同车速在路桥过渡段行驶过程中车身左前、右前、左后、右后四个位置和前后排座椅的振动加速度,并与理论分析结果进行对比,验证了本文所采用的五自由度分析模型和车辆-道路相互作用规律。(3)探讨了车载激光仪高程数据的间距和拟合方法对计算结果的影响,提出基于行车舒适性的高速公路路基沉降评价方法,以一公里为基本评价单元,统计不均匀沉降引起的加权加速度均方根值在各舒适程度范围内的比例,依此比例计算行车舒适性指数和行驶质量指数,判定沉降评价等级,并给出养护工作指导意见。(4)对坡长、坡差、竖曲线半径等道路纵面设计指标进行了分析,提出高速公路改扩建工程纵面拟合设计的方法,在条件受限时可突破新建公路规范中对最小坡长的限制,按照行车舒适性要求或控制3s设计速度行程的竖曲线长度进行纵面设计,并结合软土地区高速公路工程进行了实例分析。
[Abstract]:Due to the consolidation and secondary consolidation characteristics of soft soil foundation in soft soil, large settlement and uneven settlement often occur after the operation of the soft soil. This settlement is further aggravated by the loading of the paved road after settlement. Excessive settlement and uneven settlement not only make the alignment of the road surface worse, but also seriously affect the ride comfort. It also brings great difficulties to the longitudinal design of expressway reconstruction and expansion project. Highway settlement evaluation and longitudinal surface design are two important problems in the expressway reconstruction and extension project in soft soil area. This article from the driving comfort point of view, to solve the above two issues of theoretical analysis and field tests, completed the work in the following four aspects: (1) with five degrees of freedom vehicle road interaction analysis model, based on Newmark- method MATLAB program for solving vibration acceleration, and according to the "mechanical ISO2631 the vibration and impact of human exposure to whole body vibration evaluation standard of comfort evaluation". Based on the literature research and the measured results, three computing models for the longitudinal uneven settlement of the road are proposed. The influence of vehicle road interaction on the uneven settlement of the expressway and the influence of vehicle performance parameters on the calculation results are analyzed. (2) two vehicles at different speeds in the Luqiao transition section of vibration acceleration of vehicle body left front, right front, left and right after the four position and a front row seat in the process of the field test, and the results are compared with theoretical analysis, verified the five degrees of freedom vehicle model and analysis - Road interaction rules. (3) to investigate the spacing and elevation data fitting method of vehicular laser instrument on the calculation result, the evaluation method of highway subgrade settlement based on driving comfort, with a km for the evaluation unit, the statistics of uneven settlement caused by the weighted acceleration RMS in the comfort range ratio, so the ratio calculation the driving comfort index and riding quality index, determine the settlement evaluation grade, and gives maintenance work guidance. (4) the slope length, slope and vertical curve radius of road vertical design indexes are analyzed, put forward the expansion project of longitudinal surface fitting design method of expressway, in limited conditions when the minimum slope length limit in the breakthrough new highway standard, for the profile design of vertical curve length according to the driving comfort requirements 3S or control the design speed of the trip, and the example is analyzed combined with the highway engineering in soft soil area.
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.1;U418.8

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本文编号：1345697