基于乘客感受的互通式立交范围内路面宽度过渡段关键技术研究

发布时间：2020-05-25 20:04

【摘要】：随着我国公路建设事业的瞬猛发展,路网结构已经日趋完善,公路的建设事业已经往山区延伸,在未来几十年时间内,路网密度加大,山区互通修建的数量会更多,难度也会更大。然而,我国目前的规范在处理山区互通时,存在很多不足,很难适应山区复杂的工程条件,在当前的工程建设过程中,既不能保证互通安全舒适高效的运营,又极大的增加了工程量而造成巨大浪费,如何平衡工程指标与复杂的建设条件成为限制工程建设的核心问题之一。为让规范更好的适应实际的建设条件,需要对规范的各项指标进行细化,本论文在分析了规范对于互通式立交范围内路面宽度过渡段技术指标规定不足的基础上,对互通式立交范围内路面宽度过渡段的类型进行了详细分类,分析了各种类型过渡段的行车特性,建立匀速横移余弦函数换道模型,在充分考虑乘客感受的基础上,提出以舒适度来分析互通式立交范围内路面宽度过渡段长度和渐变率,通过深入分析后确立以横向力系数与横向加速度变化率为评估乘客乘车感受的参数,然后对横向力系数阈值和横向加速度变化率阈值两个关键参数深入研究分析,并以此为理论基础计算了各种类型过渡段在不同设计速度条件下长度和渐变率的一般值和极限值,根据前文建立的匀速横移余弦函数换道模型,提出了匀速横移余弦函数的宽度过渡方式。通过UMRR交通管理传感器采集了实际换道长度数据,通过K-S检验和区间估计等数理统计方法处理后,将数据输入CarSim软件进行了仿真验证,建立了两组对比仿真模型,以CarSim软件输出的横向力系数为评价参数,仿真结果证明了文中计算结果的合理性,同时发现目前规范给定的部分过渡段指标存在着很多不合理性,如匝道的宽度过渡指标仅适应于设计速度40km/h的情况,对于速度过高长度明显不足,速度过低,长度浪费。本论文的研究完善了当前的规范,解决了目前规范对于互通式立交范围内路面宽度过渡段设计指标规定混乱的问题,为我国的规范提供了理论支持依据,研究成果具有一定的实际意义和应用潜力。
【图文】：

过渡段,现状,隧道

道 810 事故的其中一部分原因就是桥隧宽度过渡段的作用重视程度不够，设计和运营阶段没有对其进行深入细致的处理（图 1.1）。图1.1 隧道入口过渡段现状本文拟在考虑乘客感受的基础上，利用换道轨迹模型建立互通式立交范围内路面宽度过渡段的技术指标计算模型，，计算各不同种类过渡段的指标参考表，为规范释疑，明确各种不同情况下的指标选用，满足乘客对于道路出行路面宽度过渡段的安全性和舒适度的要求。1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状现代道路交通交通系统的研究在国外起步较早，高速公路最早是由德国开始为了战争军备而修建，其高速公路的修建历史已经历经了 80 年，设计理论与思想均比我国成熟，除了的德国外，其他国家也进行了相应的研究，研究的方向涉及各个领域。（1）换道行为研究Gipps[2]在 1986 年率先提出了汽车的换道运行模型

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长安大学硕士学位论文4图1.2 日本关于中分带宽度变化的规定美国在 AASHTO[12]和 MUTCD[13]中对于超车道三角段过渡长度和施工段宽度过渡段长度均有规定，并根据过渡段的位置和作用将过渡段分为横移渐变、合流渐变、分流渐变以及硬路肩渐变，并且对各种过渡段的渐变长度做出了详细规定。图1.3 美国对于宽度过渡段的分类图 1.3 中L的取值受车辆的横移宽度和运行速度的影响，当速度小于等于 70km/h 时，过渡段的长度采用式 1.1 计算。2155WVL （1.1）当速度大于 70km/h 时，过渡段的长度采用式 1.2 计算。L 0.625WV （1.2）式中：L 过渡段渐变长度（m）；W 车辆平移宽度（m）；V 应用区域车辆的运行速度（km/h）。德国在《联邦德国道路设计》[14]中对于路面变宽有明确规定，过渡段的长度 L（m）
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U416.2

【参考文献】