基于行车安全的桥面排水设计及优化措施研究

发布时间：2019-09-09 18:32

【摘要】：桥面积水对行车所带来的安全问题越来越越突出，随之而来的是对行车安全的研究及桥面排水理论的重视。本文对现有桥面排水设计进行了调查分析，得出桥面预留路肩宽度、横坡、纵坡以及桥面泄水口布置对桥面积水有很大的影响，设置不当很容易造成桥面积水，此外，桥梁结构的特殊性对桥面排水设施有一定的限制，因此提出了桥面排水的重要性以及特殊性。首先，分析了桥面积水对附着系数的影响，得出积水会使轮胎附着系数减小。接着分析了汽车轮胎滑水的机理，并以此推导了汽车滑水时临界水膜厚度与车速之间的关系公式，得出了不同车速下其滑水的临界水膜厚度。此外，考虑粘滞系数对水流的影响，推导了降雨情况下桥面水膜厚度的计算公式，并以此公式为基础，分析了桥面横坡、桥面纵坡以及车道数对水膜厚度大小的影响情况，得出桥面水膜厚度随着纵坡以及车道数量的增大而变厚，随着桥面横坡的增大而变薄。再次，用数值分析的方法对桥面泄水口截留率进行了模拟分析，并研究了桥面泄水口形式、桥面横坡以及桥面纵坡对截留率的影响情况。得出了桥面横坡增大其截留率会变大，桥面纵坡增加其截留率会减小，矩形泄水口的长度与宽度的大小与截留率是正比关系。在考虑泄水口长度对侧面流截留的情况后，对经验公式进行了修正。最后，依据车辆滑水理论，提出了桥面排水设计时，其右侧车道右边缘水膜厚度不得超过临界滑水速度的控制指标。并提出了利用桥面路肩设置明渠边沟与桥面泄水口结合的复合式桥面排水系统等利于桥面排水的优化措施。
【图文】：

交通事故,桥面,桥面排水系统

降雨过程的持续，雨水在重力的作用下，会沿着桥面排水路径流动。如果雨水流到拦水带而不能及时由泄水口排出，桥面就会形成积水。当积水达到一定深度时，不仅会让行驶在桥面上的汽车会产生液面滑移现象，而且还会使高速行驶的车辆在车尾形成大量水雾，影响后序及侧面车辆驾驶员的视线，严重时引发交通事故。此外，桥面积水渗入桥面沥青铺装层，会降低材料的使用性能，缩短桥面使用寿命。某些公路由于路面严重积水出现种种病害甚至破坏，同时给建设单位造成巨大的经济损失，给养护工作造成了极大的困难。桥梁作为公路的组成部分，特别是在受地形、地质、地貌等自然条件的制约的山区，，其作用更是尤为重要。由于桥面积水对行车安全具有很大的影响，因此，桥面排水系统的设计至关重要。但在实际工程中，由于多方面的原因，一些桥面排水系统在设计时没有经过认真计算，泄水口位置按照经验布设，排水能力没有得到充分分析，形式选择也较为单一。这使得一些桥面排水不畅或者排水效果达不到排水要求而成为易积水路段，从而在很大程度上影响了行车安全及公路的管理运营。

技术路线图,水膜厚度,桥面,设施

术路线对现有桥面表面排水设施进行综合性调查分析并提出桥面排水设计及设施的问题分析水对行车安全的影响利用 fluent 软件对桥面常用泄水口的排水能力进行建立车速与水膜厚度之间的关系并推导水膜厚度模型
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U443.5

【参考文献】