高速公路超长越江隧道纵坡设计研究

高速公路越江隧道受河势演变及岸线资源等建设条件限制,具有埋深大、里程长等特点,需结合隧道工程规模与保障公路通行能力、车辆行车安全、运营经济节能等因素考量。文中以海太长江隧道为依托,从纵坡设计入手,结合通行能力、行车安全、通风需求的设计需求,给出合理纵坡设计方法,进行设计方案合理性与科学性比选论证。结果表明,交通主导车型及最大纵坡和坡长是越江隧道设计前期需明确的关键指标,类似高速公路越江隧道,选取六轴铰接列车作为交通主导车型、最大纵坡2.5%进行纵坡设计能够较好满足工程经济、通行能力、行车安全、通风节能的相关要求。

高速公路陡坡与缓坡设计指标研究

以某山区高速公路为例,首先分析了主导车型的选取,在此基础上对车型的上坡运行速度等进行了分析计算,从而取得主导车辆在设计纵坡下的功率质量比以及爬坡性能曲线;基于实测数据,对车辆上坡时的各种运行速度进行分析,取得高速公路上坡路段坡度和坡长限制值;根据下坡降低速度,对主导车辆下坡制动性能进行分析,取得下坡路段缓坡设计指标。

公路纵坡设计关键参数研究

为了确定用于纵坡设计的主导车型，选择了几段典型纵坡路段进行了实地速度观测，通过分析轻型客车和货车在纵坡坡度i〉3％和i≤3％的上坡路段车辆运行特性，由汽车在坡道上的运动方程推导出功率质量比计算模型，并提出了一套汽车功率质量比计算的试验方法。在实地观测数据的基础上，计算出该路段的功率质量比值，由15％位货车功率质量比得出公路纵坡设计主导车型的功率质量比。结果表明：纵坡坡度对轻型客车上坡行驶车速影响不大；小于3％的纵坡坡度对货车上坡行驶的速度影响很小；陡坡对货车车速影响显著，在临近坡顸处，货车处于一种稳定、匀速的行驶状态；试验路段地区高速公路纵坡设计主导车型的功率质量比为8．0～8．33kW·t^-1；根据汽车功率质量比计算模型和试验方法，确定不同地区、不同公路等级货车功率质量比，由此可以建立最大纵坡坡度、不同纵坡的最大坡长等几何线形设计参数。

高速公路上坡路段载重车辆运行速度特性

对内蒙古地区高速公路的交通组成、载重车辆功率、载质量、质量功率比进行了统计分析，确定了高速公路上坡路段的主导车型。依据修正的速度预测模型，分别绘制了不同坡度（1％～6％）、坡长、载质量（30、40、50、55t）、质量功率比（80、120、160、200kg·kW^-1）、初始入坡速度（o、20、40、60km·h^-1）下的主导车型运行速度曲线，并从汽车动力学角度研究了曲线变化的原因。分析结果表明：内蒙古地区运煤高速公路主导车型为福田欧曼ETX9系重卡；载重车辆在一定坡道上行驶，当达到平衡速度之后，速度不再随坡长的增加而降低；坡度越大，速度降低越快，最后达到的平衡速度越小；车辆载质量越大，速度降低越快；质量功率比越小，车辆爬坡性能越好；初始速度越高，车辆达到平衡速度所行驶的距离越长。