基于整車模型的瀝青路面平整度評價方法研究.pdf

1、道路路面的平整度對車輛振動、人體舒適性及道路的使用壽命有顯著影響。現(xiàn)行廣泛使用的瀝青路面平整度評價指標IRI與行駛舒適性相關性較差,且計算IRI采用的是客車車輛模型不具有代表性等缺陷。另外,現(xiàn)行的瀝青路面平整度評價方法更多的是基于理論法進行的,研究時建立簡化的多自由度車輛模型,而簡化的車輛模型均將車身視為具有集中質(zhì)量的剛體,忽略了車身的橫向振動和前后振動,且輪胎模型與實際輪胎差別較大,因此,采用動力學仿真軟件對人-車-路相互作用進行模擬

2、仿真相對于理論法更貼近實際。對于路橋過渡段,雖然研究人員對橋頭跳車進行了大量研究,但尚未提出統(tǒng)一的容許差異沉降;有研究人員提出以最大瞬態(tài)振動值作為路橋過渡段評價指標,但尚未給出該指標的分級標準。針對上述各問題,本文提出采用整車車輛模型進行人-車-路相互作用仿真,并提出正常路段和路橋過渡段瀝青路面平整度評價方法。
　　本文采用人體加權加速度均方根值、最大瞬態(tài)振動值MTVV分別作為瀝青路面正常路段及路橋過渡段平整度評價指標。依托浙江富

3、陽三條不同等級的試驗路進行了正常路段車輛內(nèi)部加速度數(shù)據(jù)采集試驗和路面平整度絕對高程數(shù)據(jù)采集試驗,對加速度數(shù)據(jù)進行處理確定不同路段、不同車速下小汽車與貨車的人體乘坐舒適性。對差異沉降較為嚴重的路橋過渡段高程進行測量,為后續(xù)路橋過渡段道路建模提供依據(jù)。然后,利用車輛仿真軟件 Carsim、Trucksim通過修改基礎車輛模型中車體、輪胎、轉(zhuǎn)向系懸架制動系、傳動系和空氣動力學等七大子系統(tǒng)的特性參數(shù)建立試驗小汽車、貨車的整車車輛模型;并利用軟件

4、的道路模塊設定中心線高程、路面不平度及路面性質(zhì)等特性參數(shù)建立正常路段道路模型;進而利用建立的整車模型與道路模型進行人—車—路相互作用仿真,采集座椅加速度數(shù)據(jù)。將加速度采集現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)結果與仿真結果進行對比分析,結果表明小汽車仿真計算的加權加速度均方根值與現(xiàn)場試驗計算的加權加速度均方根值相關系數(shù)為0.913,貨車的兩結果相關系數(shù)為0.767;將我國廣泛使用的兩個瀝青路面平整度評價指標與加權加速度均方根值進行相關性研究,發(fā)現(xiàn)加權加速度均方根

5、值與IRI、標準差σ的相關性系數(shù)分別為0.903、0.859。
　　對于路橋過渡段研究時,分別針對設有搭板和不設搭板的路橋過渡段采用縱坡變化值、臺階高度作為其差異沉降控制指標;通過對目前國內(nèi)外路橋過渡段容許縱坡變化值和臺階高度的分析,提出本文路橋過渡段模擬工況,并進行人—車—路相互作用仿真;根據(jù)仿真結果計算最大瞬態(tài)振動值 MTVV,進行參數(shù)影響分析;依托京港澳、鄭焦晉高速公路,研究路橋過渡段舒適性評分與最大瞬態(tài)振動值MTVV的相關

6、關系,并根據(jù)舒適性分值對應的主觀感受對最大瞬態(tài)振動值MTVV值進行基于舒適性的分級;根據(jù)人體出現(xiàn)不舒適感受時MTVV分級的低限結合不同工況下仿真得到的MTVV結果,反算出不同工況下路橋過渡段容許差異沉降值。
　　通過以上研究,本文對瀝青路面正常路段提出平整度實測評價方法和仿真評價方法,并給出具體實施步驟;對路橋過渡段平整度提出實測評價方法、仿真評價方法和簡單評估法,給出具體實施步驟。
　　本文對目前道路路面平整度評價存在的一