路面平整度評價與分析技術(shù)研究.pdf

1、路面平整度是一個復(fù)雜而重要的問題,AASHTO道路試驗研究表明大約95%的路面服務(wù)性能來自于路面平整度,它是一個涉及人、車、路三方面的指標(biāo)。然而,幾乎所有現(xiàn)行評價指標(biāo),如國際平整度指數(shù)(IRI)、平整度標(biāo)準(zhǔn)差(σ)、功率譜密度(PSD)、豎向加速度均方根(RMSVA)等等,都是統(tǒng)計性指標(biāo),不同的路段可能得到相同的指標(biāo)值。這是因為這些指標(biāo)沒有保留路面縱斷面具體變化的細(xì)節(jié)信息,而這些信息在路面平整度的進(jìn)一步研究及車輛行駛舒適性研究方面有著重

2、要的作用。本文根據(jù)指標(biāo)IRI、σ和PSD的具體缺陷,從路面波及車輛反應(yīng)方面進(jìn)行研究。本文指出了經(jīng)典的傅立葉變換分析方法雖然可以從頻域上得到路面波的具體信息,但卻不能從空間域中顯示路面波的變化特點。為此,在分析比較了常用時頻分析方法的基礎(chǔ)上,提出了采用S-變換分析路面波組成。S-變換是一種較新的無損可逆的多分辨率時頻分析方法,它能夠計算空間距離-空間頻率平面內(nèi)路面波的能量譜密度分布,通過分布可以確定路面波的組成及其沿距離的變化。為了分析不

3、同路面波與車輛振動的關(guān)系,推導(dǎo)建立了四個自由度的1/2車輛-路面模型及其在Matlab中的時域仿真系統(tǒng)。選取五輛不同的車,利用仿真系統(tǒng)計算不同路面波幅值、波長和車速輸入下車身質(zhì)心振動加速度。通過分析確定了車身質(zhì)心振動與幅值的關(guān)系,明確了質(zhì)心振動的敏感波長與車輛軸距、模態(tài)固有頻率和車速有關(guān)。最后基于上述分析,提出了加權(quán)能量譜密度作為路面平整度分析評價的補充方法。利用加權(quán)能量譜密度并結(jié)合現(xiàn)行評價指標(biāo)IRI、σ和PSD進(jìn)行了實例分析,且在實例