基于汽车行驶稳定性的公路平纵组合线形设计指标研究

摘要

公路是汽车运行的载体，公路线形的好坏，直接影响汽车运行安全。系统地分析和研究公路平纵组合线形设计指标及相关参数，为公路平纵组合线形设计提供参考，提高等级公路中的行车安全有着重要意义。
　　通过对国内外公路交通事故的分析发现，在平纵组合路段中，弯道和陡坡组合、陡坡接小半径曲线两种组合路段为公路交通事故的多发点。本文重点研究了以上两种公路平纵组合线形设计指标的相关性。
　　论文以汽车行驶稳定性为理论基础，通过对汽车在平纵组合线形路段行驶运动特性的分析，得到了汽车在平纵组合线形路段上行驶时纵向失稳的侧翻和侧滑模型，以及在平纵组合线形路段上，汽车下坡行驶时的纵向稳定性模型，在此基础上分析了平纵组合线形各指标的相关性。通过汽车在下坡和平曲线路段行驶的运动学分析，建立了汽车在陡坡接小半径曲线行驶的安全模型，并分析了道路线形设计指标的相关性。
　　论文应用MATLAB软件对上述模型进行了仿真，对平纵组合线形及陡坡接小半径线形的设计指标的相关性进行了研究，并与《公路工程技术标准》中道路设计指标进行比较，提出了公路线形设计指标的建议值。利用论文研究成果对云南省道224线下关至巍山k9+655.9-k20+152.6路段的运行车速进行了安全性验证，其结果表明该公路部分路段存在侧滑等不安全因素，应当采取相应的安全措施。本论文的研究为公路线形设计提供理论依据。

目录

基于汽车行驶稳定性的公路平纵组合线形设计指标研究

Research on Design Index of highway plane and vertical combined alignment based on Automobile RUNNing Stability

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1研究背景

1.2研究目的和意义

1.3国内外研究现状

1.3.1国外研究现状

1.3.2国内研究现状

1.3.3国内外研究现状分析

1.4研究的主要内容

1.5技术路线图

第2章 平纵组合路段汽车运动学模型

2.1平纵组合路段汽车运动学分析

2.1.1汽车在平曲线上行驶时运动学分析

2.1.2汽车下坡行驶时运动学分析

2.2平纵组合路段汽车侧翻模型

2.2.1汽车侧翻

2.2.2汽车侧翻分析

2.2.3平纵组合路段汽车侧翻模型建立

2.3平纵组合路段汽车侧滑模型

2.3.1汽车侧滑

2.3.2平纵组合路段汽车侧滑模型建立

2.4汽车下坡行驶纵向稳定性模型

2.5本章小结

第3章 陡坡接小半径曲线汽车运动学模型

3.1汽车下坡惯性行驶时运动学分析

3.2汽车下坡惯性行驶时受力分析

3.2.1汽车下坡行驶运动学方程

3.2.2汽车下坡行驶理想最大纵坡

3.2.3计算车型的选取

3.2.4汽车行驶速度确定

3.2.5汽车下坡行驶理想最大纵坡计算

3.3陡坡接小半径曲线汽车安全行驶模型

3.4本章小结

第4章 平纵组合线形模型仿真

4.1模型仿真相关参数的确定

4.1.1侧翻阈值的确定

4.1.2横向力系数的确定

4.1.3最大纵坡的确定

4.1.4超高值的确定

4.2平纵组合路段汽车侧翻和侧滑模型仿真

4.2.1平纵组合路段汽车侧翻模型仿真

4.2.2平纵组合路段汽车侧滑模型的仿真

4.2.3侧翻和侧滑模型仿真结果对比分析

4.3平纵组合路段汽车下坡行驶纵向稳定性模型仿真

4.4陡坡接小半径曲线汽车安全行驶模型仿真

4.5本章小结

第5章 平纵组合线形模型应用及案例分析

5.1实例的选择

5.2计算汽车在实例中的安全运行车速

5.2.1实例计算模型的选用

5.2.2安全运行车速的计算

5.2.3纵向稳定性评价

5.3本章小结

结 论

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢