沙漠公路风沙流响应规律的平曲线半径研究

以穿越腾格里沙漠腹地的乌玛高速公路沙漠段为背景,基于Fluent欧拉双流体模型,对风沙环境下不同曲面迎风形式、不同半径的沙漠公路曲线路堤进行数值模拟,系统分析了曲面迎风形式和曲线半径对风沙流场结构的影响规律,并据此得到了沙漠公路路堤平曲线半径的建议取值范围,最后结合试验段公路路堤两侧的积沙情况,验证了数值模拟的准确性。结果表明:曲面迎风形式及曲线半径对y截面路堤流场分布影响不大;在路堤迎风侧,凸面迎风平曲线路堤对风沙流具有侧向输导作用,且侧向疏导作用强弱与平曲线半径大小构成反比关系,凸面迎风平曲线半径3000 m及以上时,输导作用不明显;凹面迎风平曲线路堤对风沙流有汇集作用,且汇集作用强弱与平曲线半径大小也构成反比关系,凹面迎风平曲线半径5000 m及以上时,汇集作用不明显;在路堤背风侧,平曲线半径越大,风速恢复区范围越小,当平曲线半径达到3000 m及以上时,风速恢复区长度不变;因此,沙漠地区平面线形应首选直线,在考虑绕避障碍物时,凸面迎风平曲线半径建议不小于3000 m,凹面迎风平曲线半径建议不小于5000 m。研究结果可为沙漠公路平面线型选取提供有效的参考依据。

平曲线上大调整量弹性支承块式轨道结构动力响应规律分析

基于车辆-轨道耦合动力学及有限元方法,采用ABAQUS®-MATLAB®联合仿真技术,建立车辆-钢轨-弹性支承块式无砟轨道耦合动力学模型,研究不同的车辆类型在多种平曲线线型条件下大调整量弹性支承块式无砟轨道的动力响应特性,分析并评估弹性支承块式无砟轨道用于小半径曲线线路条件的适用性和可行性。研究结果表明:轨下垫板高度的调整对各项指标的影响比支承块帽檐高度调整对各项指标的影响小,当调高从-60 mm增加到60 mm时,轨距扩大量增幅达到了235.00%,当且仅当在调低或调高轨下垫板高度时,轨距扩大量才会发生明显变化;随曲线半径减小,轨距扩大、行车安全性、稳定性等指标随之增大;小曲线半径对支承块的轨距保持能力具有较大影响,当半径减小到2 800 m时,轨距扩大量相比于半径5 000 m的增大了67.50%;与客车相比,当货车运行至小半径曲线路段时,轨距扩大量具有明显的增大趋势,在相同运行条件下,相比于客车的轨距扩大量,货车的轨距扩大量增幅达到110.45%。总体而言,在不同曲线半径、支承块调高情况下,列车运行各项安全性、稳定性及轨距扩大量等指标均在规范规定的安全限值以内,总体来看轨道几何保持能力良好;在实际工程中,当列车尤其是货车经过小曲线半径路段时,应尽量降低行驶速度,以避免困难路段所带来的影响行车安全性、稳定性等隐患。

BOPPPS混合式教学在公路设计技术课程教学方案的设计探究——以“平曲线超高设计”为例

以公路设计技术课程重难点—“平曲线超高设计”为例,进行以BOPPPS教学模型为基础的混合式教学教案设计。平曲线超高设计的教学方案设计从教学目标出发,在课前、课中、课后三个阶段中设置BOPPPS六个环节,帮助学生发挥潜能并实现高阶学习,具有更贴合实际的应用性。

避让行为导致车辆在平曲线驶出路面的机理

通过仿真获得了平曲线上避让过程中车辆的动力学响应.根据轮胎侧向力的变化,分析曲线内外侧车辆避让轨迹的曲率变化.车辆驶出路面事故的机理是避让时产生了过大的附加曲率.驾驶者在避让之前应适当减速,以减小附加曲率导致的附加离心力;与对向来车交会之后应平缓地驶回到原来行车线.

基于超多小半径平曲线的主干线公路改造设计研究与实践

为了提高主干线公路的交通服务水平,加强对公路的改造升级。对实际工程案例进行介绍,分析了工程的基本情况、交通量、旧路面结构、病害和现有的建设条件,提出小半径平曲线主干线的改造设计方案。文章比对了三种不同的路面结构设计方案,根据经济效益和功能性能考虑,采用旧路整治铣刨加铺结构。最后,介绍了关键节点的设计情况和对重点部位进行可靠性验算。本项目的设计方案满足业主方对于使用功能要求、经济效益及施工工期需求。

用三次样条函数反算平曲线参数

从工程实际出发 ,利用中心差商法确定中桩坐标 ;根据中桩坐标运用三次样条函数求得各中桩点的曲率 ;根据平曲线的里程与曲率呈分段线性关系的原理 ,运用回归分析方法反算出平曲线参数 (R ,A ,Ls) ;再根据实际情况对平曲线参数进行归整调整 。

道路平曲线设计中线形连续性问题

利用美国NCHRP研究成果,分析了我国的平曲线车速和横向加速度的关系,并结合道路线形连续性的观点,提出了适合我国的用曲线车速和横向加速度来控制曲线设计的方法。我国大西北以丘陵和山区地形为主,公路线形比较复杂,因此希望本研究能为其曲线设计提供一定的依据。

公路平曲线参数对车辆轨迹和速度的影响规律

为得到弯道几何参数对切弯时车辆轨迹和速度的影响,构建了切弯效用的量测指标———曲中速度增量和曲中轨迹半径增量,然后用"公路-驾驶人-车辆"仿真系统模拟了跟弯和切弯2种模式下的弯道行驶过程,得到了弯道转角、半径、路幅宽度、弯道长度与切弯效用之间的关系曲线,结果表明:①切弯效用在转角ΔA=20°时最大,然后随着ΔA增加而迅速衰减.②对于低于10°的小转角弯道,即使是跟弯行驶,轨迹半径仍大于弯道半径,只有ΔA>20°时,轨迹半径才会与弯道半径一致.③存在一个临界转角ΔA0C,当ΔA<ΔA0C时,路宽的增加才会提高切弯效用.④转角一定的情况下,切弯效用随弯道半径的增加而衰减,并且转角越大,衰减越迅速.⑤对于30m半径的急弯,不管路宽和转角取何值,切弯都可以提高通过速度.⑥切弯效用随弯道长度的增加而减小,弯道长度超过临界值时,切弯效用为零.

公路平曲线路段大型车运行速度模型研究

从安全设计一致性理念出发,详细分析了驾驶员在高速公路自由流状态下平曲线路段的信息采集处理过程,认为大型车在平曲线路段的曲中点前后两部分运行速度是受不同的线形信息的影响,用大量的实测数据建立了相应的两阶段平曲线路段大型车运行速度统计模型。经过与实测速度对比验证,证明两阶段平曲线运行速度预测模型具有预测精度高、适用范围广的优点。这为利用运行速度制定公路线形设计标准提供了良好的数据支持,同时也为运行速度进行安全一致性审核提供了理论支撑。

公路平曲线半径的可靠性设计

为了解决现行路线设计规范在平曲线半径设计时采用定值型设计车速法存在的问题,提出了转弯半径的可靠性设计方法.以现行公路工程结构可靠度设计统一标准为依据,对平曲线半径的可靠度进行了定义,以车辆转弯时的横向滑移失稳现象为约束条件,建立了转弯半径的功能函数,推导了转弯半径可靠性计算的数学模型.对于可靠度及可靠指标数学模型的求解,提出可根据具体条件选用解析法或蒙特卡洛法计算.结合工程案例,用自编程序示范了平曲线半径的可靠性设计方法,结合公众心理承受度,推荐了平曲线半径可靠性设计的目标可靠度及可靠指标,并计算了现行路线设计规范的隐含可靠度.算例及对规范隐含可靠度的分析结果表明,按设计车速法设计弯道半径,即使能满足现行有关规范和指南的验算要求,但未必能满足可靠性设计的要求.在平曲线半径设计中推行可靠度设计方法可提高道路安全性.

动视点指标与隧道进口平曲线半径

以高速公路隧道路段驾驶员视点变动为研究对象,在传统的平均注视时间动视点指标、注视时间比率动视点指标基础上,根据大量动视点行车实验,考虑驾驶员注视时间、注视频率、视力角等眼动特征,提出了基于视点平面分布的动视点指标,以评价驾驶员视觉信息加工水平.利用该指标对隧道进口平曲线安全性进行评价,结果表明平曲线半径不宜小于450 m.

高速公路平曲线半径与车辆行驶速度之间的关系分析

本文采用动态GPS仪 ,现场测试高速公路上车辆行驶的动态速度 ,并与高速公路各种平曲线半径相对照 ,寻找不同驾驶员在平曲线半径与行驶速度间的变化规律 ;在此基础上 ,再与现行《公路路线设计规范》上的平曲线半径 -设计速度相对比 。

基于驾驶视觉需求的山区公路平曲线安全评价

利用EMR-8B眼动仪,在平曲线半径连续变化的山区道路进行行车实验研究.以视点分布指数、水平视角变化均离系数、驾驶员注视强度等指标对不同平曲线条件下驾驶员的视觉需求进行评价.结果表明,在小半径、小交角组合下路段行车时驾驶员接受到的道路信息量较大,驾驶员的视点及水平视角不能很好地适应线形组合变化,论证了小半径和小交角组合平面线形时平曲线半径应大于125m,道路中心转角应大于120°.

高速公路平曲线半径对行车心生理反应影响研究

应用动态心电仪(ECG)和GPS等仪器,在一段60km长的高速公路路段上,于正常交通流条件下,对10名驾驶员进行行车试验,并从大量试验数据中提取出试验车不受超车、被超车和跟车行驶影响的数据。在此基础上,通过对试验数据深入的分析,建立自由流下在高速公路平曲线上行车时,车速、半径和心率增量之间的回归模型。在对模型的分析讨论中,确定符合驾驶员行车时心理舒适要求的、设计车速为80km h的高速公路平曲线半径的最小值。这为高速公路在对应设计车速下最小平曲线半径的控制找到了以人为本的依据。

驾驶员行车紧张度与平曲线半径和车速之间关系分析

本文应用医学上检测人体心电信息的动态心电仪,结合动态GPS等仪器,研究高速公路上在无其他车流影响下驾驶员行车通过平曲线时心率和横向力系数、半径和车速之间的关系。通过行车试验和数据分析,获得了驾驶员行车时心率与横向力系数、半径与车速之间的回归模型。在此基础上,从驾驶员行车紧张性和行车安全性关系出发,定量计算了驾驶员驾车通过平曲线时的安全临界半径;从驾驶员驾龄、对道路熟悉程度出发,定性分析了不同驾驶员驾车时的心理紧张体验和驾车行为。

基于人性化的双车道公路平曲线半径的研究

以道路交通安全为出发点,通过对现行的道路几何设计参数的分析,以生理-心理学为依据,利用动态心电仪检测,把大量实测数据借助计算机进行处理分析,得到平曲线半径的阈值并且进行了验证．在此基础上结合我国国情提出了人性化的双车道公路线形设计的新的研究方法,从而为减少交通事故的发生找到了一条新的途径,为从驾驶员舒适性方面修订我国山区双车道公路线路设计规范提供了理论依据．

驾驶员心率变化与高原公路平曲线关系的试验研究

驾驶员心理紧张度与行车安全有极大的关系,而心率变化是驾驶员紧张的直接反映。为获取驾驶员在高原公路上行车时的心率变化特性,利用生物反馈系统进行实地行车测试。在定量分析公路平曲线高程、平曲线半径、行车速度与驾驶员心率增长率之间关系的基础上,建立相关模型。结果表明,驾驶员在高原公路弯道行车时,心率变化受高原低氧环境和弯道大小的双重影响;平曲线高程越高,半径越小,驾驶员心理紧张度增加越明显,驾驶员行车安全受到的影响越大;行车速度对驾驶员心率变化的影响随着高程增加而减弱。

连续长坡路段驾驶员心率与平曲线半径关系研究

为研究公路连续长坡路段驾驶员心率与曲线半径的关系,提高行车安全,选取9名驾驶员进行实际道路试验。用多导生理记录仪采集驾驶员的心率数据,按上、下坡方向将试验路段的每个曲线划分为7个位置,分别对上、下坡方向每个位置驾驶员的心率增长率和曲线半径的关系进行回归分析,建立相应的模型,并对每个位置的模型进行分析,提出合理的曲线半径设置建议。综合上、下坡方向各位置的曲线半径研究结论提出合理的曲线半径取值建议,公路连续长坡路段曲线半径在r≥900 m和200 m≤r≤300 m内取值。

平曲线处大型客车最大安全运行速度计算模型研究

为提高大型客车在弯道路段的行驶安全性,在现行的道路平曲线半径计算模型基础上,提出平曲线处大型客车最大安全运行速度计算模型。通过选取大型客车为研究对象,首先对其前后轴内外轮的受力进行了分析,确定了客车最易发生侧滑的车轮,并综合考虑车辆结构与动力学特性、道路平曲线以及路-轮胎-车耦合等因素,应用系统动力学理论,构建了公路平曲线段处客车发生侧滑时的最大安全行驶速度计算模型。然后利用该模型计算了不同道路条件下的平曲线段处大型客车最大运行速度。

山区公路平曲线路段动态限速与预警方案

为了提高山区公路平曲线路段的行车安全性,从几何线形指标、路面状况条件与车辆动力学分析推导出临界侧滑速度与纵向行驶临界安全速度计算公式。将临界车速作为安全行驶的约束条件,提出不同路面状况、能见度条件与交通环境下动态限速值计算方法与行车安全控制标准,并考虑到驾驶员接收速度预警信息后驾驶操作过程,从预警设备组合、工作流程与对策3方面提出速度预警方案。研究成果可为山区公路交通安全预警技术提供支持。