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基于运营安全的高速公路长大连续纵坡线形组合方法研究
| 论文题名： | 基于运营安全的高速公路长大连续纵坡线形组合方法研究 |
| 关键词： | 山区高速公路;长大连续纵坡;弯坡度;制动力矩 |
| 摘要： | 由于地形环境制约，山区高速公路普遍面临长大连续纵坡设计决策需求。长大连续纵坡路段具有高差大、转角小、桥隧比例高、平纵线形展线限制因素多等特点，道路运营安全风险较高。针对长大连续纵坡线形组合问题，采用理论分析、实车试验、数值模拟等方法展开如下研究: 首先，通过对典型山区高速公路长大连续纵坡路段现场调研及资料收集等，从人、车、路、环境等角度系统分析了山区高速公路长大连续纵坡路段运营安全特征，研究其运营安全影响因素和驾驶员视觉行为基本理论与特性。 然后，结合高速公路运营安全特征，选取典型高速公路长大连续下坡路段，选用重载货车，利用眼动仪等设备开展了以驾驶员视觉行为及车辆运行状态为主要研究对象的高速公路长大连续下坡路段实车试验。 其次，基于实车试验数据对长大连续纵坡路段道路线形指标进行区间划分，以此对长大连续纵坡路段驾驶员视觉行为特性进行分析。利用主成分分析法，建立了驾驶员视觉负荷强度计算模型，以驾驶员视觉负荷强度临界值5.16和7.23将安全阈值进行划分。基于驾驶员视觉负荷强度理论对长大连续纵坡路段纵坡组合方法及平纵线形组合方法进行研究，研究结果表明:长大连续纵坡路段宜将相邻坡段坡度差控制在1.5％以内，当条件受限时，应将相邻坡段坡度差控制在2.3％以内。引入直坡度与弯坡度概念，长大连续纵坡路段直坡段应尽量将直坡度控制在0.02以内，弯坡段宜将弯坡度控制在0.25以内，条件受限时应控制在0.45以内。 最后，基于实车试验数据分析了纵坡坡度、平曲线半径及平纵组合对车辆制动频率的影响。选用连续下坡路段货车制动鼓温升预测模型，对货车制动器温升影响因素敏感性进行分析。研究了不同纵坡组合方法下制动鼓温升特性，通过对纵坡组合设计进行优化，可将货车制动鼓温度控制在200℃或260℃以内。基于TruckSim仿真平台，对雅康高速公路康定至泸定段及雅西高速公路51km长大连续下坡路段进行建模仿真，对货车在长大连续下坡路段行驶时制动力矩分布特性进行研究，并对长大连续纵坡路段线形组合设计进行优化。最终从降低长大连续纵坡路段驾驶员视觉负荷，保障货车连续下坡时制动器性能稳定的角度，提出了高速公路长大连续纵坡路段线形组合设计优化建议。 通过对高速公路长大连续纵坡路段线形组合及设计优化方法进行研究，对高速公路长大连续纵坡路段线形设计及安全性评价具有理论指导和实践借鉴意义。 |
| 作者： | 窦浩然 |
| 专业： | 交通运输工程；道路与铁道工程 |
| 导师： | 高建平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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