山区公路陡坡路段增设爬坡车道的研究

论文摘要

随着山东省路网改建工程的进一步完善,公路网络逐渐向山地丘陵地区覆盖,对路线的通行能力和行车安全性有了更高的要求。山区由于地形、地质条件复杂、环境保护工作难度大等因素的限制,不得不采用较大和较长的纵坡或组合坡段,对行车产生较大的影响。爬坡车道的设置成为增加路段的通行能力、提高行车安全性的重要措施。本文在大量实测数据的基础上,针对特定纵坡路段交通运行现状,研究汽车在各种纵坡坡度下,其自由流车速随坡度坡长的变化规律：即对上坡车辆来说,相同坡长,坡度越陡,车速降低越大；相同坡度,坡长越长,车速降低越多。小客车在4%～5%的上坡段行驶时,与平路相比降低不多,但载重车在爬陡坡时车速降低比较显著,并且在刚进入上坡过程的一段坡长对运行速度的影响尤其大,之后车速下降变缓,减到最后就会达到一个稳定、匀速的行驶状态。基于上述汽车爬坡行驶的规律,建立了汽车功率重量比计算模型,提出以15%位汽车功率重量比作为选择纵坡设计主导车型的依据,并提出一套确定功率重量比的试验方案。通过试验数据分析,确定了山东省中东部地区载重汽车主导车型的功率重量比值(取8.05kw／t),选用东风EQ1228V19D2型载货汽车作为用于纵坡设计的主导车型。采用其技术性能参数,应用汽车动力学原理,研究汽车在上坡行驶时,纵坡坡度与车辆行驶速度以及速度随坡长的变化规律,绘制功率重量比为8.05kw／t的载重汽车主导车型在不同坡度下的加速、减速冲坡的爬坡性能曲线。通过实地观测平坡路段货车平均行驶速度并分析容许的速度折减量,基于速度折减量与坡长之间的关系曲线,提出了山区公路坡长限制建议值。爬坡车道的设置主要取决于坡道上容许的最小速度值及通行能力。从载重汽车的爬坡性能出发,基于功率重量比为8.05kw／t的爬坡性能曲线与允许的速度折减量,提出了山区公路爬坡车道的设置条件与设计指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和必要性
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 美国
• 1.2.2 日本
• 1.2.3 国内研究概况
• 1.3 主要研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究方法
• 1.3.2 主要研究内容
• 1.3.3 技术路线
• 第二章 上坡运行特性与主导车型的选取
• 2.1 上坡运行特性
• 2.1.1 上坡运行速度数据采集
• 2.1.2 实验数据的采集
• 2.1.3 货车上坡运行速度特性
• 2.2 主导车型的选择
• 2.2.1 理论依据
• 2.2.2 模型的建立
• 2.2.3 数据采集
• 2.2.4 数据分析
• 2.2.5 推荐的载重汽车主导车型
• 第三章 基于汽车行驶理论的动力性能分析
• 3.1 货车在纵坡上的运行分析
• 3.2 平衡速度与平衡坡长的确定
• 3.3 程序实现—爬坡性能曲线绘制流程图
• 第四章 山区公路纵坡坡长限制
• 4.1 坡长限制
• 4.2 等效坡度
• 第五章 山区公路爬坡车道的设置
• 5.1 设置原则
• 5.2 设置方法
• 第六章 结论
• 6.1 主要研究结论和创新
• 6.2 进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 读研期间发表的论文和完成的科研成果
• 附表
• 学位论文评阅及答辩情况表