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公路长大下坡压电减速可行性研究
| 论文题名： | 公路长大下坡压电减速可行性研究 |
| 关键词： | 长大下坡;安全措施;压电减速;可行性;高速公路 |
| 摘要： | 在山区高速公路设计中,有时为克服高差不得以设置长大下坡,而长大下坡和货运车辆的结合存在着潜在的危险。近年来我国交通事故统计分析表明,长大下坡路段事故频发,且事故后果严重。其安全问题引起了道路设计、运营管理、政府等多方面部门的高度重视。改善山区高速公路长大下坡路段交通安全现状,是公路科研工作者亟待解决的问题。 本文首先对公路长大下坡路段的安全性进行了详细的分析,包括事故特征、原因分析(人、车、路三方面综合作用的结果);然后对目前常用的各种安全保障措施进行了评价,分析了其存在的问题和局限性。提出了一种长大下坡减速新思路:通过在路面下埋设压电装置来转化车辆在下坡的一部分动能为电能,减少货车主制动器吸收的热量,从而提高长大下坡路段的安全性。这种装置可以和减速标线结合使用以提高其减速效果,收集的电能还可以缓解偏远山区公路供电成本过高的问题。 其次,从安全、技术、经济性三个方面对其进行了可行性研究。其中,通过下坡路段过程中的能量转化论证了压电减速在理论上的可行性;并且根据能量守恒定律,对压电减速装置可分担的主制动器吸收的能量进行了公式推导。通过加速加载器模拟车辆荷载,对铺设于沥青车辙板内的压电减速装置进行加载,验证了发电上的可行性。给出了经济可行性的评价方法、参数和评价指标,并给出了各参数的详细计算方法。 最后,对压电装置的关键技术——压电材料、换能器结构、转换储能电路以及铺设模式进行了较系统的研究。深入分析了各种压电材料、换能器结构以及能量转化电路的特点,选择了适合公路交通荷载的特点的压电陶瓷、换能器结构和转化电路。并且对装置的铺设模式进行了初步研究,从竖向、纵向和横向三个方面给出了铺设建议,从而为该装置的具体实施提供技术支撑。 |
| 作者： | 周旭华 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 赵永平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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