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基于车路耦合安全度模型的弯坡组合路段设计理论研究
| 论文题名： | 基于车路耦合安全度模型的弯坡组合路段设计理论研究 |
| 关键词： | 弯坡组合路段;线形设计;车路耦合;Carsim仿真;速度预测模型 |
| 摘要： | 山区公路线形受地形、技术经济等因素影响存在多种不良的线形，而弯坡组合线形成为事故频发的“魔鬼路段”已是不争事实。我国目前沿用的是基于设计速度的路线设计方法，而实践证明山区公路实际运行速度与设计速度可能不符;且道路设计较少考虑车辆行驶特性;此外规范中类似“长下坡底部不得插入小半径圆曲线”的表述难以量化操作。因此本文研究目的是从车—路耦合作用角度出发，考虑车辆的行驶特性和安全性，对山区公路弯坡组合路段的设计参数进行分析，为弯坡路段组合设计提供量化指标参考。 本文以山区二级及以下公路为研究对象，首先分析了车辆在弯道、坡道、弯坡叠加路段的受力特性，得到了车辆发生纵向倾覆、滑动、制动器失效、横向倾覆、滑移等事故的临界判断条件。接着通过分析车辆在不同路段的行驶特性，根据已有的速度预测模型，建立了急弯陡坡路段限制坡长模型、陡坡急弯路段极限半径模型、弯坡叠加路段极限半径模型，推演出不同设计参数的计算方法，并以规范值为初始条件得到三种弯坡组合路段不同限制条件下的极限设计指标值，对其变化规律进行了分析。随后文章在Carsim中设置车辆参数、道路参数和驾驶员参数构建了仿真平台，仿真了车辆在弯坡组合路段不同速度、超高、坡度下的行驶工况，从一定程度上验证了模型的合理性，结果显示:(1)急弯陡坡路段坡度、速度对车辆纵向稳定性影响较大，制动器不失效的最大坡长随速度、坡度增大而减小;(2)陡坡急弯路段速度越小、超高越大，车辆行驶越稳定;其半径取值与速度成正相关关系，且随超高增加而减小，第一线形单元的纵坡对半径取值影响较小;(3)弯坡叠加路段车辆横向稳定性与速度、超高成正相关，失稳状态与纵坡无显著关系;其极限半径的取值除了随超高、速度的增大而增大外，还与合成坡度的组合方式有关。最后文章分别从三个角度提出了弯坡组合路段的保障技术和措施。 本文的研究成果可为山区公路弯坡组合路段的线形优化提供理论依据;同时对于减少山区公路弯坡组合路段的交通事故，提高山区公路线形安全水平有一定意义。 |
| 作者： | 谢威 |
| 专业： | 交通运输工程；道路与铁道工程 |
| 导师： | 姚红云 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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