隧道進(jìn)出口暗冰區(qū)限速研究.pdf

1、近年來，我國公路隧道建設(shè)取得了巨大成就，隧道通車?yán)锍毯退淼廊簲?shù)量增長快速。同時(shí)，隧道交通安全越來越突出，由于自然環(huán)境和運(yùn)營條件影響，隧道進(jìn)出口暗冰區(qū)的交通安全問題正受到越來越多的關(guān)注，其中隧道進(jìn)出口的限速更是關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　本文基于車輛行駛安全穩(wěn)定性和道路能否長期使用兩方面的因素共同確定隧道進(jìn)出口暗冰區(qū)路段的限速值。本文研究內(nèi)容主要有如下幾個(gè)方面:
　　本文首先對(duì)暗冰的形成機(jī)理和易發(fā)區(qū)做了研究，然后選取秦嶺山區(qū)高速公路隧道

2、進(jìn)出口段路面作為研究對(duì)象，并結(jié)合前期收集和查閱的隧道內(nèi)外氣象資料，分析隧道進(jìn)出口段對(duì)暗冰的形成有何影響，并基于隧道進(jìn)出口段暗冰區(qū)路面溫度和風(fēng)速變化特性和其與暗冰形成之間的關(guān)系確定隧道進(jìn)出口過渡段長度，此過渡段長度為抗暗冰的重點(diǎn)區(qū)域，也是后續(xù)進(jìn)行模型仿真和有限元受力分析的范圍。其次，依據(jù)對(duì)隧道進(jìn)出口段路面溫度特性的研究，并基于車-路耦合關(guān)系的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析隧道進(jìn)出口暗冰區(qū)段車輛速度與行駛穩(wěn)定性之間的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上建立車-路耦合模型

3、，基于穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)制定基于交通行駛安全的車輛限速值。然后在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究車輛在不同速度下對(duì)道路產(chǎn)生的應(yīng)力有何不同，找出不同車速與道路應(yīng)力之間的關(guān)系，建立車速與道路疲勞應(yīng)力之間的關(guān)系，為后文基于道路長期使用確定限速值提供依據(jù)。首先運(yùn)用接觸單元理論，推導(dǎo)得到接觸面上的的壓力分布原理。其次，因?yàn)槁访娴牟黄蕉群蛙囁俨坏珪?huì)影響車輛振動(dòng)特性值，而且也會(huì)影響車輪對(duì)路面的隨機(jī)荷載，使車輪載荷有一定幅度的變化。所以通過運(yùn)用有限元原理與接觸單元理論

4、，分析得出車輛速度變化對(duì)路面疲勞應(yīng)力的影響。最后，通過對(duì)隧道進(jìn)出口暗冰區(qū)道路進(jìn)行有限元分析，得出不同速度與道路受力之間的關(guān)系，道路受力主要考慮了道路摩阻力與空氣阻力。接著通過對(duì)第二章中隧道進(jìn)出口暗冰區(qū)路面溫度變化特性分析的基礎(chǔ)上，建立隧道進(jìn)出口暗冰區(qū)段路面的有限元模型。通過不同的受力模型，研究不同車速下，隧道進(jìn)出口暗冰區(qū)路段暗冰冰層與路面受到的應(yīng)力、應(yīng)變的變化，并將其與暗冰冰層和參照瀝青路面的極限破壞拉應(yīng)變、極限破壞剪應(yīng)變進(jìn)行對(duì)比分析，