路面系统范文（精选12篇）
路面系统 第1篇
关键词：路面管理系统,养护,评价
0 前言
《公路技术状况评定标准》将路面使用性能PQI权重确定为70%, 将路基状况SCI、桥隧构造物状况BCI和沿线设施状况TCI的权重分别设为8%、12%和10%[1], 由此可以看出, 路面是重中之重, 是公路技术状况评价的核心内容, 路面在国外许多国家的公路养护管理工作中占有70%以上的比重, 桥隧构造物次之, 沿线设施和路基再次之。
国内的路面状况评价方法是路面使用性能评价中的一个分类参数, 并且, 在多年的应用中, 我们发现目前我国采用的《公路养护技术规范》 (JTJ073-96) 中各相关的路面状况分析等各方法都存在一定的缺点, 不少科研人员也正致力于对它进行改进当中, 此外, 国内目前研究路况调查的方法还不太科学, 劳动强度太大 (特别是路面破损的调查) , 不适合社会前进的方向。由此可见, 发展适合、科学的路面性能评定方法是势在必行。
1 评价内容
1.1 沥青路面技术状况评价
沥青路面使用性能评价包含路面损坏、平整度、车辙、抗滑性能和结构强度五项技术内容。其中, 路面结构强度为抽样评定指标, 单独计算与评定, 评定范围根据路面大中修养护需求、路基的地质条件等自行确定。
沥青路面使用性能检测与调查方法有:
1.1.1 路面损坏状况检测, 主要采用人工方法调查, 调查范围应包含所有行车道, 路面破损 (PCI) 数据的采集。
1.1.2 路面平整度检测, 《公路技术状况评定标准》建议, 在条件允许时宜采用快速和高精度的断面类检测设备, 可结合路面损坏和车辙一并检测。单独检测路面平整度时, 宜采用高精度的断面类检测设备。断面类设备:激光仪器, 重复性好, 准确性高。路面平整度断面类检测设备必须定期标定, 每年至少标定一次, 标定的相关系数应大于0.95。
1.1.3 路面车辙检测, 路面车辙宜采用快速检测设备, 可结合路面损坏和路面平整度一并检测。路面车辙检测设备必须定期标定, 每年至少标定一次。根据断面数据计算路面车辙深度 (RD) , 计算结果应以10m为单位长期保存。
1.1.4 路面抗滑性能检测, 按照路面纹理深度和路面的表面特性, 检测路面抗滑性能的间接方法, 包括微观构造和宏观构造两方面。微观构造:表面粗糙度, 提供低速行驶<50km/h时的抗滑性能。宏观构造:纹理深度, 露骨料间形成的构造, 使路表水迅速排除, 避免形成水膜, 在高速行车时起作用。
1.1.5 路面结构强度检测, 我国路面设计和养护标准所使用的弯沉指标应为静态回弹弯沉, 自动检测时, 宜采用具有可靠数据标定关系的自动化检测设备, 像落锤式自动弯沉仪, 该检测结果能够换算成我国相关技术规范规定的回弹弯沉值。该自动检测设备必须定期标定, 每年至少标定一次。标定的相关系数不得小于0.95。弯沉检测数据应以20m为单位长期保存。
1.2 物元模型分析法
路面状况的评定是一个较为复杂的过程, 目前常用的有层次分析法和模糊数学法为代表的系统分析法, 在分析路况综合指标与各影响因素互相关系的基础上建立的回归分析法以及灰色理论方法。长沙理工大学公路工程学院王惠勇等人提出的基于模型分析方法的路面状况综合评价, 它通过建立多指标参数的质量评定模型, 并能以定量的数据来表示评定的结果, 同时引入文献的方法计算各评价指标的权系数, 从而进行较合理、完整地反映路面的额综合状况, 一定程度上解决了以往路面综合状况评价中所存在的问题, 如权重的不确定性、认为因素影响过多等。
1.3 预测路面状况的方法
影响路面破坏的因素有很多, 它涉及到设计、使用等过程中多个环节的多个因素, 而平整度的大小对路面破坏也是有直接影响的, 比如路面的破坏会影响路面的平整度大小, 而路面越粗糙也会进一步加剧路面的破坏。因此, 平整度之问和路面状况之间应该是有直接关联的。目前, 我国的路面使用性能一般从路面结构方面、路面功能方面、结构承载能力方面、路面安全性四个方面来进行评价, 而普遍采用路面平整度来表征功能性破坏和路面的服务性能。
在路面检测的过程中, 评价道路状况的方法有通常目测法和仪器法, 但是这两种方法都存在不足, 因此提出又高效又经济的评价方法是各国道路检测人员努力研究的方向。美国提出了应用国际平整度 (IRI) 来预测沥青路面的状况的分析方法。在我国目前的《公路沥青路面施工技术规范》中, 平整度的检测评定方法有标准差和最大间隙两种。
美国罗德岛大学土木与环境工程系的Kyungwon Park, Natacha E.T homas, Ph.D PE等人采用下面的计算方法直接应用IRI来计算路面状况指数PCI。也即:给定IRI值, 则可以求出PCI值, 其回归公式为:
式中K1, K2代表相互独立变化的回归系数和指数;将公式变换成对数公式, 即为:
给定其边界条件为:当IRI达到最大值0.727时, PC1达到最大值100。如此, 这样就引入一个新的自变量log (IRI/0.727) , 规定零截距的值为2。那么, 公式变为:
模型参数采用最小二乘法来进行估算, 要注意的是当因变量进行对数转换时, 保证残差满足正态分布和同方差性。路面状况评定的发展方向建议:
(1) 形成完善的数据采集系统, 路面功能性破坏和结构性破坏中各参数之间是有相互关联的, 而构造这些参数之间的模型也是依耐于大量精准的数据资源, 另外, 软件系统的开发是基于大量的数据基础的。因此, 形成完善的数据采集系统是形成简化评定方法中的第一步, 也是形成科学路面管理系统不可缺少的一部分。而在我国, 路面的状况等数据还没有得到统一的规范管理。因此形成完善的路面具体状况数据采集系统是十分有意义的。
(2) 完善路面设计体系, 现阶段的路面状况指标, 不论是路面结构性方面还是在路面功能性方面, 在大部分国家仅是一个施工验收控制指标, 即只能从竣工验收后的使用功能方面来加以评价, 而没有从设计的开始阶段给出具体的控制指标来加以控制。因此, 这将是目前的路面设计体系中急需要改进的方面之一。
1.4 模糊综合评判在沥青路面状况评价中的应用
针对目前路面状况评价方法的不足, 从影响路面状况的因素出发, 以定性和定量相结合的思想为指导, 采用模糊综合评判与层次分析法对路面状况进行评价, 具有应用价值。
模糊综合模型的建立[2]:
(1) 因素集的确定:因素集U是以影响评判对象的所有因素组成的一个普通集合。针对沥青路面受多方面因素影响的特点, 通过分析得出沥青路面状况评价因素集U={U I (材料) , U2 (路面设计参数) , U3 (施工工艺条件) , U4 (行车荷载) , U5 (自然环境) , U6 (养护状况) }, 其中各个因素子集还可以根据不同情况具体划分。
(2) 建立备择集:备择集V是对评判对象可能作出各种评判集合的总体。这里取路面状况评价集V={优, 良, 一般, 差}。
(3) 权重集的确定:一般来说, 各因素的重要程度不尽相同。为了反映各因素的重要程度, 对各因素赋予相应的权数αi (i=1, 2, …, m) , 由各权数组成的集合叫权重集。权重集通常采用专家评定或层次分析法来确定。
(4) 一级模糊综合评判:一级模糊综合评判即综合一个因素的各个等级对评判对象取值的贡献做出的一种单因素评判。设Uij K对备择集中的第l个等级的隶属度为rijkl, 则因素Uij的评判矩阵为Rij=[rijkl]pq, 则一级模糊综合评判集:Bij=Aij·Rij。
(5) 二级模糊综合评判:二级模糊综合评判即按因素子集Ui的所有因素Uijk进行模糊综合评判。Ui的单因素评价矩阵Ri即为一级模糊综合评判集Bij即Ri= (B1, B2…, Bm) , 二级模糊综合评判集为Bi=Ai·Ri。
(6) 三级模糊综合评判:三级综合评判即对Ui进行模糊综合评判。第i类的单因素评判集Ri即为二级模糊综合评判集B, 故V的单因素评判矩阵为R= (B1, B2…, Bm) , 则三级模糊综合评判集为B=A·R。
1.5 基于Matlab的高速公路沥青路面状况评价模糊决策系统
采用平整度、破损状况、强度及抗滑系数4个评价内容, 建立了基于Matlab—FIS Toolboxes的高速公路路面状况评价的模糊决策系统。该方法克服了路面状况评价决策过程人为因素对评价结果的影响, 在一定程度上提高了路面状况评价的科学性和适用性。
系统所要建立的模型, 其实质就是用模糊理论的语言, 以Matlab—FIS Toolboxes为工具, 对高速公路沥青路面状况评价过程进行描述[3]。模糊决策系统模型的输入有平整度、破损状况、强度及抗滑系数四部分内容, 设计人员的经验和各方案的计算过程即是模糊决策系统模型的模糊推理规则, 模型的输出即沥青路面状况综合指标。根据公路养护技术规范, 选定行驶质量指数 (RQI) 、路面状况指数 (PCI) 、路面强度系数 (SSI) 和横向力系数 (SFC) 4个指标作为系统输入。系统的输出变量即为路面状况综合评价指标, 最后输出为路面状况:优、良、中、次和差。利用FIS编辑器建立的模型结构。
1.6 沥青路面状况综合评价系统
常用的评价方法是采用模糊数学理论进行使用性能评价。但模糊数学评价模型存在以下几个问题:单指标的隶属函数的构造具有随意性, 多指标综合评价结果的判别准则为最大隶属原则, 不适用于质量评价问题, 而且取大取小运算损失了大批中间信息;另外, 在进行多指标综合评价时各项指标权重的确定《公路养护技术规范》中规定采用专家建议值, 具有人为因素和地区局限性。针对这些问题, 河北工业大学提出采用以属性数学评价系统为主线, 利用层次分析法确定各项指标权重的综合评价系统。二者相结合使评价系统更科学、精确, 具有较高的推广应用价值。
层次分析法 (AHP) 从本质上讲是一种思维方法, 它把复杂问题分解成各个组成要素, 将这些因素按支配关系分组形成递阶层次结构。通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性。
2 结语
随着高速公路里程的快速增长, 我国已经进入高速公路养护和管理的全新时期, 路面管理系统正是为了适应大规模、高效、高质量的公路养护管理要求而发展起来的现代综合公路管理方式, 使公路管理决策更加客观化、信息化和科学化。国内外的应用实践证明, 推广和实施路面管理系统将是公路养护和管理的必然趋势。总之, 路面路况数据采集与使用性能评价是路面管理系统的重要组成部分。随着我国公路建设的网络化建设, 公路养护管理的科学化、系统化、资金利用最优化, 建立起符合我国实际情况的路况数据采集与使用性能评价系统迫在眉睫。尽管目前我国在实施路面管理系统过程中还存在着一系列的问题, 但是随着理论的日趋发展, 经验的逐渐丰富, 数据采集和传输手段的日益先进, 路面管理系统的明天肯定会更美好。
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准:JTJ073296公路养护技术规范[S].北京:人民交通出版社, 1996.
[2]马士宾, 魏连雨, 杨春风.沥青路面状况属性综合评价[J].长安大学学报, 2002, 22 (4) :16-19.
GIS路面管理系统的研究与实现 第2篇
从数据库构建、属性数据库和空间数据库、路面使用性能评价模型等方面比较详细地介绍了路面管理系统.该系统通过引入地理信息系统,实现空间数据和属性数据的共享,建立路面使用性能的评价模型,为各级养护管理部门提供及时、准确的`决策辅助信息,初步实现路面管理系统的可视化管理.
作 者：盖玉杰 石永兴 作者单位：盖玉杰(东北林业大学土木工程学院,黑龙江,哈尔滨,150040)
石永兴(黑龙江省地质测绘院,黑龙江,哈尔滨,150030)
路面系统 第3篇
摘 要：针对运输货物在路面随机激励下发生损伤的机理进行了研究，通过建立整车—包装—货物系统的Adams动力学仿真模型，分析了车速为10 m/s时B级路面下货物的振动响应，结果表明货物在低频段损伤最大；而通过合理调整后悬架刚度和包装材料阻尼系数可以有效改善货物的振动响应，为车辆设计参数和货物包装参数的选择提供了理论参考依据。
关键词：路面激励；运输包装货物系统；损伤；动力学；仿真
中图分类号：U469.1 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2014）03-0034-04
Simulation and Analysis for Transport-Packaging-Goods System with the Consideration to Road Surface Roughness
LIU Ning ， SHI Pei-yao ， WU Zu-chuan
（1. School of Mechanical and Automotive Engineering， Hefei University of Technology， Hefei 230009， China； 2. Anhui JAC Coaches CO.，LTD .R&D center， Hefei 230051， China）
Abstract： Based on road surface roughness， response characteristics of the damage to goods and the effect of the rear suspension stiffness and packaging damping coefficient is obtained. Vehicle-Packaging-Goods dynamics model was built up with ADAMS. The results show that the maximum damage occurs in low-frequency range. RMS value of the goods was effected by the rear suspension stiffness and packaging damping coefficient. This provides a scientific basis for car design and selects appropriate packaging parameters.
据不完全统计，全世界每年在运输过程中因货物损伤所造成的经济损失高达140多亿元[1]，因此科学揭示运输过程中货物发生损伤的机理有重要意义。货物在运输过程中，路面随机激励时刻存在，目前的研究大量使用矩形波、正弦波、半正弦波等简谐激励[2，3]，考虑路面激励下货物振动响应分析的研究很少，导致不能准确地反映实际运输过程中路面不平度对货物振动响应的影响。此外，由于忽略汽车的多自由度、整车和包装的非线性，导致关于货物损伤的研究结果偏差较大。
本文建立了整车—包装—货物的刚柔耦合多自由度非线性模型，仿真得到路面随机激励下货物的振动响应，分析得出货物发生损伤的机理。最后讨论了不同后悬架刚度、包装材料阻尼系数对货物振动响应的影响。
3 结论
对路面随机激励下的整车-包装-货物系统进行仿真，探讨了货物质心的振动响应特性。结果表明：
（1）货物运输过程中造成机械损伤的振动主要是低频振动，为2.5～6 Hz之间，且货物损伤程度最大的频率点是3 Hz，此外，在12～20 Hz频域范围货物也有一定强度的振动。
（2）后悬架刚度、包装材料阻尼系数对货物振动响应的加速度均方根值均有较大影响，通过适当减小后悬架刚度和增大包装阻尼系数的方法可以减小货物的振动强度，从而降低货物的损伤程度。
参考文献：
[1]李小丽.非线性缓冲包装系统冲击特性的仿真研究[D].西安：西安理工大学，2004，3.
[2]甘春标.随机激励下高维包装振动系统的可靠性分析[J].包装工程，2004，25（6）：8-10.
[3]贡晓婷，王志伟.双曲正切包装系统在矩形脉冲作用下的冲击特性[J].包装工程，1999 ，20（3）：12-13.
[4]史佩瑶，刘宁，卢剑伟.基于HyperWorks/LS-DYNA的空调跌落仿真分析[J].家电科技，2012，82-85.
[5]王峰，靳永军.基于整车模型的动力总成悬置振动仿真及优化[J].振动与冲击，2008，27（4）：134-138.
[6]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2006：205-220.
[7]王俊龙，汪洋.基于ADAMS的随机路面不平度建模及参数选择[J].汽车科技，2011，4（11）：41-44.endprint
摘 要：针对运输货物在路面随机激励下发生损伤的机理进行了研究，通过建立整车—包装—货物系统的Adams动力学仿真模型，分析了车速为10 m/s时B级路面下货物的振动响应，结果表明货物在低频段损伤最大；而通过合理调整后悬架刚度和包装材料阻尼系数可以有效改善货物的振动响应，为车辆设计参数和货物包装参数的选择提供了理论参考依据。
关键词：路面激励；运输包装货物系统；损伤；动力学；仿真
中图分类号：U469.1 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2014）03-0034-04
Simulation and Analysis for Transport-Packaging-Goods System with the Consideration to Road Surface Roughness
LIU Ning ， SHI Pei-yao ， WU Zu-chuan
（1. School of Mechanical and Automotive Engineering， Hefei University of Technology， Hefei 230009， China； 2. Anhui JAC Coaches CO.，LTD .R&D center， Hefei 230051， China）
Abstract： Based on road surface roughness， response characteristics of the damage to goods and the effect of the rear suspension stiffness and packaging damping coefficient is obtained. Vehicle-Packaging-Goods dynamics model was built up with ADAMS. The results show that the maximum damage occurs in low-frequency range. RMS value of the goods was effected by the rear suspension stiffness and packaging damping coefficient. This provides a scientific basis for car design and selects appropriate packaging parameters.
据不完全统计，全世界每年在运输过程中因货物损伤所造成的经济损失高达140多亿元[1]，因此科学揭示运输过程中货物发生损伤的机理有重要意义。货物在运输过程中，路面随机激励时刻存在，目前的研究大量使用矩形波、正弦波、半正弦波等简谐激励[2，3]，考虑路面激励下货物振动响应分析的研究很少，导致不能准确地反映实际运输过程中路面不平度对货物振动响应的影响。此外，由于忽略汽车的多自由度、整车和包装的非线性，导致关于货物损伤的研究结果偏差较大。
本文建立了整车—包装—货物的刚柔耦合多自由度非线性模型，仿真得到路面随机激励下货物的振动响应，分析得出货物发生损伤的机理。最后讨论了不同后悬架刚度、包装材料阻尼系数对货物振动响应的影响。
3 结论
对路面随机激励下的整车-包装-货物系统进行仿真，探讨了货物质心的振动响应特性。结果表明：
（1）货物运输过程中造成机械损伤的振动主要是低频振动，为2.5～6 Hz之间，且货物损伤程度最大的频率点是3 Hz，此外，在12～20 Hz频域范围货物也有一定强度的振动。
（2）后悬架刚度、包装材料阻尼系数对货物振动响应的加速度均方根值均有较大影响，通过适当减小后悬架刚度和增大包装阻尼系数的方法可以减小货物的振动强度，从而降低货物的损伤程度。
参考文献：
[1]李小丽.非线性缓冲包装系统冲击特性的仿真研究[D].西安：西安理工大学，2004，3.
[2]甘春标.随机激励下高维包装振动系统的可靠性分析[J].包装工程，2004，25（6）：8-10.
[3]贡晓婷，王志伟.双曲正切包装系统在矩形脉冲作用下的冲击特性[J].包装工程，1999 ，20（3）：12-13.
[4]史佩瑶，刘宁，卢剑伟.基于HyperWorks/LS-DYNA的空调跌落仿真分析[J].家电科技，2012，82-85.
[5]王峰，靳永军.基于整车模型的动力总成悬置振动仿真及优化[J].振动与冲击，2008，27（4）：134-138.
[6]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2006：205-220.
[7]王俊龙，汪洋.基于ADAMS的随机路面不平度建模及参数选择[J].汽车科技，2011，4（11）：41-44.endprint
摘 要：针对运输货物在路面随机激励下发生损伤的机理进行了研究，通过建立整车—包装—货物系统的Adams动力学仿真模型，分析了车速为10 m/s时B级路面下货物的振动响应，结果表明货物在低频段损伤最大；而通过合理调整后悬架刚度和包装材料阻尼系数可以有效改善货物的振动响应，为车辆设计参数和货物包装参数的选择提供了理论参考依据。
关键词：路面激励；运输包装货物系统；损伤；动力学；仿真
中图分类号：U469.1 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2014）03-0034-04
Simulation and Analysis for Transport-Packaging-Goods System with the Consideration to Road Surface Roughness
LIU Ning ， SHI Pei-yao ， WU Zu-chuan
（1. School of Mechanical and Automotive Engineering， Hefei University of Technology， Hefei 230009， China； 2. Anhui JAC Coaches CO.，LTD .R&D center， Hefei 230051， China）
Abstract： Based on road surface roughness， response characteristics of the damage to goods and the effect of the rear suspension stiffness and packaging damping coefficient is obtained. Vehicle-Packaging-Goods dynamics model was built up with ADAMS. The results show that the maximum damage occurs in low-frequency range. RMS value of the goods was effected by the rear suspension stiffness and packaging damping coefficient. This provides a scientific basis for car design and selects appropriate packaging parameters.
据不完全统计，全世界每年在运输过程中因货物损伤所造成的经济损失高达140多亿元[1]，因此科学揭示运输过程中货物发生损伤的机理有重要意义。货物在运输过程中，路面随机激励时刻存在，目前的研究大量使用矩形波、正弦波、半正弦波等简谐激励[2，3]，考虑路面激励下货物振动响应分析的研究很少，导致不能准确地反映实际运输过程中路面不平度对货物振动响应的影响。此外，由于忽略汽车的多自由度、整车和包装的非线性，导致关于货物损伤的研究结果偏差较大。
本文建立了整车—包装—货物的刚柔耦合多自由度非线性模型，仿真得到路面随机激励下货物的振动响应，分析得出货物发生损伤的机理。最后讨论了不同后悬架刚度、包装材料阻尼系数对货物振动响应的影响。
3 结论
对路面随机激励下的整车-包装-货物系统进行仿真，探讨了货物质心的振动响应特性。结果表明：
（1）货物运输过程中造成机械损伤的振动主要是低频振动，为2.5～6 Hz之间，且货物损伤程度最大的频率点是3 Hz，此外，在12～20 Hz频域范围货物也有一定强度的振动。
（2）后悬架刚度、包装材料阻尼系数对货物振动响应的加速度均方根值均有较大影响，通过适当减小后悬架刚度和增大包装阻尼系数的方法可以减小货物的振动强度，从而降低货物的损伤程度。
参考文献：
[1]李小丽.非线性缓冲包装系统冲击特性的仿真研究[D].西安：西安理工大学，2004，3.
[2]甘春标.随机激励下高维包装振动系统的可靠性分析[J].包装工程，2004，25（6）：8-10.
[3]贡晓婷，王志伟.双曲正切包装系统在矩形脉冲作用下的冲击特性[J].包装工程，1999 ，20（3）：12-13.
[4]史佩瑶，刘宁，卢剑伟.基于HyperWorks/LS-DYNA的空调跌落仿真分析[J].家电科技，2012，82-85.
[5]王峰，靳永军.基于整车模型的动力总成悬置振动仿真及优化[J].振动与冲击，2008，27（4）：134-138.
[6]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2006：205-220.
路面改造数字化测量系统研究 第4篇
1.1 过程相逆
路面改造项目现有设计必须将就原设计, 路面改造项目测量与公路施工测量相对比是一个逆向过程。常规公路放样是在确定了线路平、纵曲线要素的情况下进行路线的放样。路面改造项目是在测量的路面数据基础上进行线路平、纵曲线要素的拟合。
1.2 数据获取方式不同
公路常规测量数据获取为实测, 而路面改造项目数据获取是在实测数据基础上拟合而来。
1.3 精度要求高
路面改造项目保留原有路面底基;在原有路面上再铺盖一层路面;但桥梁路面采用原路面。为确保设计的合理准确, 这就要求对原有路面进行高精度的数字化测量, 确保路线线型的流畅及设计的经济合理。
2 采用测量方式的选择
在进行测量前, 必须确定采用何种测量方式, 以便后续工作的规划准备。
2.1 平面测量方式的选择
采用全站仪法及GPSRTK均可满足平面测量要求。若测区地形开阔, 对天通视好, 测量盲区少, 有利于GPSRTK优势的发挥;如果采用全站仪法, 测区虽然通视良好, 但由于交通繁忙, 交通干扰视线问题将会大大影响测量的进度。
相对于全站仪法, GPSRTK的数据自动存储、传输及编号的录入相对便捷, 自动化程度高, 便于后续数据处理的进行。
相对于全站仪法, GPS-RTK不受车辆过往震动的影响, 而全站仪施测受车辆过往震动的影响大, 对测量精度影响很大。就实测精度而言GPS-RTK精度优于全站仪法。
相对于全站仪法, 虽然对天通视非常好, 测量盲区少, 但是还是不可回避的存在盲区, 而全站仪法不存在此种问题。
综上所述, 平面测量模式主要采用GPSRTK方式进行, 全站仪法对GPSRTK测量盲区进行补充测量。
2.2 高程测量方式的选择
高程测量可采用水准方法和GPS-RTK法。
水准法同中平测量水准法, 是根据基平测量时设置的水准基点, 即从一个水准基点测至下一个水准基点, 并同时测定两水准点中间所有测点的高程在观测转点时, 仍以基平测量方法进行。水准法虽然精度高, 但是其计算过程繁杂, 不利于数据的自动化处理。
GPS RTK法在自动化程度上很有优势, 而且其在测量平面坐标的同时就获取了高程数据, 简化了测量过程。虽然其高程标称精度达到20+1 ppm, 但实测数据能否能满足项目的要求、如何满足项目的要求还不清楚。
综上所述, 高程测量模式两种均可采用, 并在测量的同时进行GPS RTK高程精度测量问题的研究。并根据研究结果确定最终的测量方式。
3 GPSRTK技术的优点及局限性
3.1 优点
3.1.1 作业效率高
在一般的地形地势下, 高质量的RTK设站一次即可测完4KM半径的测区, 大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数, 仅需一人操作, 在一般环境下几秒钟即得一点坐标, 作业速度快, 劳动强度低, 节省了外业费用, 提高了劳动效率, 其精度和效率是常规测量所无法比拟的。
3.1.2 定位精度高, 数据安全可靠, 没有误差积累
只要满足RTK的基本工作条件, 在一定的作业半径范围内 (一般为4KM) RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。
3.1.3 RTK作业自动化、集成化程度高, 测绘功能强大
RTK可胜任各种测绘内、外业。流动站利用内装式软件控制系统, 无需人工干预便可自动实现多种测绘功能, 使辅助测量工作极大减少, 减少人为误差, 保证了作业精度。
3.1.4 操作简便, 容易使用, 数据处理能力强
只要在设站时进行简单的设置, 就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强, 能方便快捷地与计算机、其他测量仪器通信。
3.2 局限性
1) 遮挡。2) 电台通讯的影响虽然高质量的RTK设站一次即可测完4KM以上半径的测区, 但是遇到崇山峻岭区, 有高山阻隔时, 通讯距离就大打折扣。3) 高程面的拟合问题带状地形高程拟合面较难拟合, 造成高程误差增大。
4 系统作业流程
4.1 建立控制系统
控制点的布设根据项目的需要进行布设。考虑到便于GPSRTK施测的进行。
平面控制采用先三级GPS控制后一级导线测量, 逐级控制;高程控制采用四等水准测量。针对路面改造的精度要求, 及采用RTK施测的方便衔接, 平面首级控制采用三级GPS定位, 平均每3km左右布设一对GPS点, 每对GPS点应尽可能的垂直于线路方向布设。三级GPS点尽量采用四等水准进行高程联测。
根据公路勘察设计、施工放样的需要及规范要求, 在公路两侧每隔400m左右布设一个一级导线点, 分别埋设于公路两旁。导线点前后通视条件良好。GPS点一般要求选在视野开阔、便于安装仪器的地方, 高度角大于15°处无明显障碍物, 距离大功率无线电发射台400m以上, 点位附近无大面积水域, 地面基础稳定。四等水准点500m布设一个, 分别埋设于公路两旁, 一般共用导线点标石, 也可刻记在坚固、稳定的石头上, 或刻记在坚固护坡台上。
4.2 板块测量
4.2.1 平面位置的测定
板块测量采用GPS-RTK系统进行。GPS-RTK测量采用采数方式进行。设置好仪器后, 当系统得到固定解时, 在油漆标记的测量点上测量时间大于5秒, 输入点号, 并存入手簿。
4.2.2 高程的测定
路面数字化高程测量采用WILDDZS3自动安平水准仪、3m板尺进行测量, 单面读数, 附和到水准点上, 闭合差小于20m m。测量操作方法同高速公路中平测量。
4.3 数据的处理及程序的开发
4.3.1 数据传输及转换的实现
现有的成图软件录入数据的格式及分层均不能满足路面改善及线型拟合的需要。需要将数据转换至CAD中, 且数据分层必须能满足后续设计的进行。为此必需专门编制的数据格式转换程序, 将数据转换成CAD数据交换格式以方便后续工作的进行。
4.3.2 平面线型的拟合
平面线型由于控制系统与原有系统不同, 施工过程中存在一定的误差, 加之原有线型设计文件不全, 必需对全线线性进行重新拟合, 公路线形有着特殊的要求, 因此拟合必需结合设计系统进行, 有针对性的开发系列的拟合程序。
4.3.3 纵断面的拟合
由于高速公路中存在隔离带, 没有实测中心点的高程, 针对线路改造这一特殊情况, 为确保竖曲线拟合正确, 中桩高程不能采用实测高程, 因为隔离带中的不规则变化在纵断面中不能正确反映路面高程的变化, 因而先假设中间没有隔离带进行拟合, 拟合后再加上中桩设计高程与设计超车道路缘线高程的差值, 这样就非常有利于设计的进行。
5 结语
随着高速公路的基数不断加大, 高速公路路面改造项目也日渐增多。面对这一新的情况, 国内尚无测量及改善模式, 针对这种情况, 我们结合项目路面改造工程, 进行路面改造数字化测量研究, 项目的研究成果将填补了公路数字化测量在改善设计方面的空白, 有效地促进了生产, 为高等级公路的维护提供了可靠保障。
参考文献
[1]孔祥元, 郭际明, 刘宗泉.大地测量学基础[M].武汉:武汉大学出版社, 2005.
[2]陈兴宇.地理信息系统中空间数据处理算法的研究[D].哈尔滨工程大学工学硕士学位论文, 2004.
水泥路面上铺沥青路面应注意的问题 第5篇
简介：本文详细介绍了水泥上铺沥青技术。详细论述了旧水泥混凝土板处理、反射裂缝的防治、沥青混凝土加铺层厚度控制、沥青混凝土面层材料的选择、沥青混凝土面层材料的选择。
关键字：水泥,沥青,控制
[1][2] 随着国民经济的发展，道路交通量剧增，汽车轴载日益重型化，许多早期建设的水泥混凝土路面产生了多种破损现象：结构承载能力不足、行车舒适性差、车速难以提高。在近年来县际和农村公路改建和扩建中，为节约工程投资，有效地利用旧水泥混凝土路面，在其上加铺沥青混凝土，以改善其使用性能，但加铺的沥青混凝土常出现反射裂缝，进而导致面层的开裂和剥落，表面水下渗，造成路面损坏。为此，对水泥混凝土路面改造技术需进一步分析研究，加强对其建设质量的控制。
旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层是一种特殊的路面结构，其应力、应变特性与一般的弹性层状体系有较大的差别,质量控制涉及到旧水泥混凝土板的处理、反射裂缝的防治、加铺层厚度控制、面层材料的选择、提高路面的抗渗性能等关健环节。
一、旧水泥混凝土板处理
旧水泥混凝土板受温度变化影响大，而且旧路面板存在接缝和裂缝，并常常伴有错台、断板、啃边、沉陷、脱空等损坏现象，使得复合结构中奇异部位尤为突出。以旧水泥混凝土路面作基层，应具有足够的强度与适宜的刚度。沥青混凝土路面属柔性路面，面层的强度直接取决于基层的强度，基层强度不足将直接导致面层的破坏。纵观国内水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层设计，最关键的问题是要对旧水泥路面板的处理。首先对其使用状况进行全面彻底的调查，对出现的路面病害、部分结构承载力不足等进行深层次的分析。一般通过人工调查对旧水泥路的病害按段落桩号进行统计，采用探地雷达、弯沉仪对混凝土板的脱空和其结构层的均匀情况、路面承载能力进行检测评价。尤其在传荷能力较差的接缝处，板下脱空影响重大，必须对水泥混凝土路面的处治给予高度重视。其次针对不同种类的病害进行有效的处理。对边角破碎损坏较深和较宽的路面，先用切割机切除损坏部分，然后浇注同标号混凝土;对破损较浅、较窄的，可凿除5cm以上，然后用细石拌制的混凝土混合料填平;对发生错台或板块网状开裂，应首先考虑是路基质量出现问题，必须将整个板全部凿除，重新夯实路基及基层，浇注同标号混凝土;对于板块脱空、桥头沉陷、板的不均匀沉陷及弯沉较大的部位，钻穿板块，然后用水泥浆高压灌注处理。
二、反射裂缝的防治
反射裂缝是指下层混凝土板的接逢或裂缝，由于温度和湿度的不断变化与车辆荷载的反复作用，在加铺层的相应位置上产生裂缝。就沥青混凝土路面开裂的原因，可分为两大类，即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。通常是由于旧水泥混凝土路面接缝、裂缝处的竖向和水平位移所致。竖向位移是接缝、裂缝两侧板面由于车辆荷载作用产生的垂直方向的相对位移。水平位移是由于温度或湿度变化引起的水泥混凝土板的胀缩产生的水平方向的位移。水泥混凝土板产生的水平位移，使沥青加铺层在接缝、裂缝处产生较大的拉应力，当拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时，即出现开裂。在温度、湿度应力和车辆荷载的综合作用下，裂缝不断向上发展，反射到加铺层表面。因此，需要对沥青混凝土面层反射裂缝进行综合防治。
根据反射裂缝的机理，主要应从结构和材料两方面进行考虑。面层厚度应保证超过10cm，可有效防止受拉疲劳产生的裂缝，还可以降低车辆荷载引起的剪应力。材料中适当增加沥青用量，减小混合料空隙率，可延缓裂缝的扩展。设计采用应力吸收层，可用APP改性沥青油毡、铺设玻璃纤维格栅加强混凝土的抵抗差动位移（剪切强度）的能力。APP改性沥青油毡贴在旧水泥混凝土板上，有效地防止地表水通过旧水泥混凝土板缝下渗到土基，又能减少地下水通过旧混凝土板间接缝进入加铺层而浸湿加铺结构层材料，防止无机结合料处治的粒料层强度降低，延缓沥青混凝土面层出现剥落和松散。APP改性沥青油毡铺设在旧水泥混凝土板与加铺层之间，能起到应力吸收夹层的作用，并将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向，起到了消散水平应变和传递竖向荷载的作用，增强沥青混凝土的整体抗拉强度，延缓反射裂缝的产生。玻璃纤维格栅是国内外公认的可用于减少沥青路面反射裂缝的技术措施。它具有高抗拉强度和弹性模量高的特点，其功能就是增强沥青混凝土的整体抗拉强度，改善铺装层的整体受力状态，减少永久变形，延迟疲劳破坏，防止和减少路面裂缝的产生。此外加强施工控制，保证在制备沥青混合料过程中不使沥青老化和加强碾压，使沥青混合料达到高的密实度，都有助于减少反射裂缝。
三、沥青混凝土加铺层厚度控制
沥青混凝土加铺层厚度由行车荷载和防止反射裂缝两个因素控制。旧水泥混凝土路面作为基层，强度较高，其上铺筑沥青混凝土结构层，强度满足行车荷载需要，关健是防止反射裂缝的产生。多年的研究表明，过厚的沥青混凝土面层由于温度影响会产生裂缝。因此，设计厚度标准应与一般的沥青混凝土路面设计一样，在满足承载能力的前提下，路面结构层厚度应有良好的水稳定性和高温强度，沥青混凝土面层应满足使用功能的要求，加铺层厚度首先要满足原路面纵向线型，同时为避免过多的破碎和替换混凝土板，考虑旧路局部地方下沉、部分板翘曲、旧路路面横坡度变化等情况，注意将调坡与路面现有承载力调查法相结合。旧路改造一般采用两层密实型沥青混凝土结构，沥青混凝土面层的最小厚度为8～10cm比较理想，一层为最小厚度5cm的沥青混凝土整平层，一层为4cm左右的抗滑表层，实现与其他沥青路面一样，具有良好的平整度、构造深度和密实度等。
四、沥青混凝土面层材料的选择
原材料是影响沥青混凝土质量的根本所在，严格把好进场材料关对沥青混凝土生产质量将产生至关重要的影响。生产沥青混凝土所需材料为沥青、石料、填料。关键的材料沥青要选重交通道路石油沥青、改性沥青，其性能、指标必须符合高等级路面施工要求。集料在沥青混合料中起到一个整体骨架作用来抵抗路面的变形，集料本身的强度特性、集料与沥青的粘附性、集料的棱角性和集料的级配对沥青混凝土路面的强度、高温稳定性和水稳性起决定性作用。石料应结合当地的地材情况，根据路面的使用性能和要求确定。要采用优质石料用先进的锤式破碎机生产。控制石料中的扁平状含量，扁片颗粒含量多会增加石料的表面积和沥青用量，也会降低混合料的抗形变能力。一般选破碎面较多、扁平颗粒较少的石料，并且必须达到洁净、无杂质、无风化，具有良好的颗粒形状，抗压强度应不低于三级，压碎值小于 25%，与沥青材料粘结力不低于三级。矿粉要洁净、干燥、无杂质，有30%能通过0.074mm筛，亲水系数小于1.0，外观无团粒、结块。砂的细度模数为2.3－ 3.0，含泥率小于1%。
五、提高沥青混凝土路面的抗渗性能
要保证路面结构的水稳定性和耐久性，预防水破坏是至关重要的。因此，应将路面抗渗性能作为一个重要指标来控制。尤其是粘附性有利于提高抗渗性。采用改性沥青、掺加抗剥落剂、在矿粉中掺加一定量的水泥，对抵抗剥离以提高沥青混合料水稳性都有明显效果。但要注意不同抗剥落剂与各种石料之间的匹配问题。当选用掺加水泥时，应注意确保施工实际掺加剂量的准确性。此外，要选择适当的级配范围，提高沥青用量及提高4.75～9.5mm规格集料的用量相应地都可以提高混合料的抗渗性能。
路面系统 第6篇
关键词:无损检测 路面检测 雷达波
一、无损检测技术及原理
1.超声波无损检测技术
超声波是一种频率高于人耳能听到的频率的声波,它在传输过程中服从于波的传输规律。超声波路面检测技术主要是通过发射超声波到材料介质,接收反射波的相关参数,进而判断结构内部破损情况的一种新型无损检测方法。
2.激光检测技术
激光检测技术是近几十年来发展起来的新型无损检测技术,它之所以能得到广泛应用,主要是由于激光具有高亮度和分辨率,好的方向性、相干性、衍射性等特点,激光技术在路面检测中的应用主要利用激光的上述的特性。
3.图象技术
图象技术包括红外成像技术和激光全息图像技术。前者主要是利用不同材料介质导热性能不同的原理,利用高精度的热敏传感器可以检测结构物内部的热传导规律和温度场分布状况,将检测得到的数据图象化,从而将结构内部状况呈现出来。
4.频谱分析技术
频谱分析检测技术的基本原理是分析在不同介质中传播表面波的频率特性。在路面结构表面用一力锤施加瞬时的垂直冲击,就可以产生一组以振源为中心的具有各种频率成分并沿地表一定深度向四周传播的瑞雷面波,通过调整力锤重量或不同的锤头可以获得含有各种频率成分的瑞雷面波信号,在不同位置设置传感器可以检测到波传播的频率,借助于频域的互谱分析和相干分析技术,可以达到测试不同深度分层介质力学参数的目的。
二、无损检测技术的意义
众所周知,传统的方法是根据规程随机选点,钻孔取样、进行室内分析处理,从中获取各种工程参数。然而,这种常规方法存在一定的局限性,因此,如果能够研究开发出无损、快速、直观、能显示道路内部状态的检测设备和技术手段,必将使道路建设质量和养护管理水平进人一个新的水平。开展路面无损检测与评价技术研究,将在控制道路施工质量、深入认识路面长期使用性能、改善路面设计、优化道路改造方案及提高路网养护水平等方面具有重要意义。
三、路面雷达测试
雷达发射电磁脉冲，并在较短时间内穿透路面，脉冲反射波被无线接收机接收，数据采集系统记录返回时问和路面结构中的不连续电介质常数的突变情况。路面各结构层材料的电介质常数明显不同，因此，电介质常数突变处，也就足两结构层的界面。根据测知的各种路面材料的电介质常数及波速，则可计算路面各结构层的厚度或给出含水量、损坏位置等资料。探地雷达检测沥青路面厚度，路面脱空、裂缝、陷落、空涧等病害。其检测速度可达80km／h以上，最大探测深度大于60cm。目前在公路无损检测方面，探地雷达已取得了较好的效果，而且还有更为广阔的应用前景。路面雷达的测试速度与采样频率直接相关，通常约60km/h左右。可以说，路面雷达为路面厚度测试、相对高含水区域检测、结构层完整性判定等提供了难以替代的手段。目前的路面雷达在沥青砼面层厚度检测上的精度约为3%，在水泥砼面层厚度检测上的精度约为5%。路面雷达的应用，除了雷达天线本身的精度外，后处理软件也非常关键，可以说，设备提供了检测的手段，而软件决定了应用的广度和深度，应当引起国内用户足够的重视。另外，根据雷達测试数据分析路面结构的压实度和含水量也是一个研究方向，目前国内尚没有见到公开发表的实际应用情况的论文或报告。数据分析与评价目前我国的公路科研和管理部门在综合各项检测指标，分析路面病害原因，评价其使用性能，并提出相应的养护措施方面已经建立了自己的体系。但近年来早期建设的道路开始进入了大中修或改建的高峰期，新建高速公路的一些路段也出现了早期损坏；与此同时，新型检测设备不断涌现，提供了更丰富、更精确的信息。因此，如何更好地利用自动化的无损检测技术和分析方法，评价路面使用性能，深入分析病害产生的原因，以提出经济上优化、技术上合理可行的维修方案，对于创造更好的社会效益和经济效益是至关重要的。
四、路面雷达检测系统设计
目前国内使用的路用雷达检测系统主要是靠引进外国的设备，费用昂贵，而该项检测技术目前在国内外路面结构质量无损检测中有着广阔的应用前景和工程实用价值，所以开发研制雷达检测系统具有重要的实际应用价值。
1.系统设计主要结构及功能
路面雷达检测系统主要硬件结构主要由固体共振腔、发射与接收天线、时窗记录仪、数字处理与波形显示、打印等部分组成。
1)第一部分是固体共振腔。这是雷达的核心部件，产生脉冲高频电磁波，它是一种特制的固体共振腔，产生的频率可达到2GHz以上。
2)第二部分是天线。它分发射天线与接收天线两部分，发射天线是将波源的高频电磁波定向向路基路面发送的主要器件，要求定向性好、发射稳定、功损小，这是一般材料天线所达不到的。
3)第三部分是时窗记录器。是发射记时脉冲的主要器件，又称时间窗，采样收发时间，完成雷达测量时间的主要工作。
4)第四部分是计算机数字处理与波形显示。它能直观、可视地将处理数据以三维波形图形式显示在屏幕上。
2.硬件设计实现的要点
由于雷达波本身穿透能力强，在雷达测厚方面可以满足不同探测深度的要求。从公路需求方面来讲，测厚时更关注路面层的测量精度问题，因为测量的厚度越浅，对检测系统的分辨力要求越高，设计时必须考虑这一点。
1)固体振荡器的选择
雷达源是雷达检测技术的核心部件。它主要由体效应管、谐振空腔、散热器以及短路活塞等组成晶体效应振荡器，也叫固体振荡器。要求共振腔振源稳定、寿命长、激发的频率能满足测试精度要求。
2)发射接收天线的选择
雷达天线过去用于军事为多，天线体积大、质量重，显然不能满足路基路面的检测需要。因而，对于公路测试用的天线需要专门设计。公路型天线一般为小型，要求损耗小，发射稳定，接收不失真，对于不同的用途，需要使用不同的工作频率。
3)抗干扰处理技术
抗干扰处理技术也是一项重要的内容。从硬件设计来说，要求雷达天线特制成空气耦合聚焦型，并做成横向电磁波喇叭型，这种设计主要考虑到天线工作时需要悬空，电磁波发射后遇到空气会影响发射与接收器品质。
4)时间记录器的设计
时间记录器的设计与测量深度有关，一般根据测量深度来考虑，雷达探测深度愈深，其时间记录器设计相应亦愈长，探测深度愈浅，则时间记录器设计相应亦愈短。由于时窗记录器测量时间的精度直接影响到测量深度的准确性，所以设计时应考虑将其设计成可调的，能够根据测量深度的不同选用相应测量时间档，以满足测量精度的要求。
结论
路面管理系统的研究与应用分析 第7篇
路面管理系统最先起源于70年代的北美, 路面管理系统的术语于1971年首次提出。国内在八十年代中期才接触到路面管理系统。据不完全调查, 自1985年交通部公路科学研究所与英国合作在营口进行了不成功的地区级路面管理系统移植尝试以来, 诸多科研单位与许多省、市、地区各级公路和市政管理部门合作, 开发了20余种路面管理系统, 有50余家单位拥有路面管理系统, 但实际正常运行使用的系统却不多。北京, 1989年建立的国内第一个公路路面管理系统, 成功应用至今。不够理想的现状条件和不够先进的技术实践, 使得路面管理系统的应用面临考验。
1 路面管理系统
(1) 路面管理系统是以有效的实测数据、成熟的理论模型和可靠的经验作为判断的依据, 针对特定的管理目标 (即路面) , 协助管理人员对路面进行技术经济分析的快捷工具, 使用路面管理系统可以实现资源最优配置的目的。
(2) 路面管理系统一般可分为网级和项目级两类。
网级管理系统主要针对一定区域内的一定数量的管理对象进行比较宏观的管理, 能大致把握所有管理对象的平均性能水平、变化趋势和总体费用, 制定总体养护计划和规划等等。
项目级管理系统主要针对个别管理对象进行比较微观的管理, 能详细掌握管理对象的现状, 制定详细的养护对策和养护维修进度安排等等。
(3) 路面管理系统的主要功能:积累数据;论证投资;评价现状;预测未来;确定对策;安排项目和资源;技术政策分析, 保证连续性。
2 路面使用性能
路面使用性能即“路面为道路使用者提供的服务的变化趋势”, 该定义包括了路面为道路使用者提供的不同侧面的服务。路面的使用性能包括5个方面, 即功能性能、结构性能、结构承载能力、行驶安全性和美观。
2.1 各方面的评价指标
(1) 功能性能的评定指标:路面平整度。
(2) 结构性能是指路面结构本身保持的完好程度。路面损坏按形态和影响程度的不同可具体归纳为四大类:裂缝或断裂类;永久变形类;表面损坏类;接缝损坏类。
(3) 结构承载力是指路面在达到预定的损坏状况之前还能承受的行车荷载的作用次数, 或者还能使用的年数。对于柔性路面通常采用无破损弯沉测定方法评定路面结构的承载能力。
(4) 安全性主要指路面表面的抗滑能力。路表面的抗滑能力可采用各种测量仪器进行评定, 以摩阻系数或抗滑指数表征。
(5) 美观是指路面的外观给道路使用者的视觉印象。它包括反光和炫目、夜晚能见度、表面结构的均匀性等方面。
2.2 各指标数据的采集
(1) 平整度测定方法和仪器可大体上划分成三大类:断面类平整度测定;反应类平整度测定;主观评估法。
(2) 路面损坏状况调查。调查手段包括目测和使用设备;调查内容主要分为损坏类型、严重程度和损坏密度。各种路面的损坏类型主要有:
①沥青路面:裂缝类 (纵向裂缝、横向裂缝、龟裂、块裂) ;变形类 (车辙、沉陷、波浪、拥包) ;表面损坏类 (磨损、磨光、麻面、露骨、坑槽) ;其他类 (泛油、补丁) 。
②水泥路面:裂缝类 (线裂、板角断裂、裂缝、交叉裂缝和破碎板) ;接缝破坏类 (接缝料损坏、边角剥落) ;表面破坏类 (坑洞、表面纹裂与层状剥落) ;其他类 (错台;拱起;唧泥;修补) 。
(3) 无破损弯沉测定方法分为静态弯沉测定 (最常用的是贝克曼弯沉仪) 和动态弯沉测定 (稳态弯沉仪、脉冲或落锤弯沉仪) 。
(4) 抗滑能力是指轮胎受制动时沿路表面滑移所产生的力。抗滑能力的测定方法有:制动距离法;锁轮拖车法;偏转轮拖车法;摆式仪法。
2.3 路面使用性能评价
(1) 行驶质量评价
路面行驶质量也就是行驶的舒适性, 同路面表面的平整度情况、车辆本身的减震情况以及乘客接受颠簸的能力和对舒适性的要求有着密切关系。因为乘客对行驶舒适性的好坏, 是从每个人本身对舒适性的要求和对颠簸的接受能力出发, 带有一定的主观性, 为了对行驶质量的评价作出合理的标准, 可通过汇总大量乘客的评价意见, 采用对乘客评价值取平均值的方法。与此同时, 还要客观测量路面的平整度, 根据测量结果得到对行驶质量的较为客观、合理的评价。通过对主客观评价相结合建立评价模型, 可使行驶质量的评价较为贴合实际, 以避免个人的主观随意性。
(2) 路面损坏状况评价
每个路段的路面均有可能出现各种不同类型、不同程度和范围的损坏。为能够对不同路段的损坏程度及损坏情况进行定性定量的比较, 可通过采用综合评价指标的方法, 把上述三方面的情况和影响综合起来进行评价。较常用的是扣分法。依据损坏状况确定相应的度量指标, 对不同情况的损坏类型、损坏程度和范围来确定相应扣分标准, 通过统计路段的损坏状况, 对不符合标准的进行相应扣分, 根据最后统计分数的多少来评价路面的完好程度及路面的好坏。
(3) 结构承载能力评价
柔性路面结构的承载能力通常采用无破损弯沉测量进行评定, 以路段的代表弯沉值表征。根据路面容许弯沉值公式可以知道, 当代表弯沉值与容许弯沉值相等时, 路面结构可以承受的标准轴载累计作用次数Ne。结合交通调查分析, 可确定弯沉评定之前路面结构已经承受过的标准轴载累计作用次数N0。通过对N0和Ne进行比较, 能够计算得出路面的剩余寿命。同时也可以按当时的交通量并结合交通增长的预估情况, 估算得到路面剩余的使用年数。依据路面适用寿命的长短情况, 判断路面结构的潜在承载能力。
(4) 抗滑能力评价
影响路面抗滑能力的因素主要有路面表面特性 (细构造和粗构造) 、路面潮湿程度和行车速度。路面的抗滑能力可以采用不同的方法测定。不同测定方法和采用不同车速, 其测定的结果 (系数或指数值) 不相同。路面应具有的最低抗滑能力, 视道路状况、规定方法和行车速度等条件而定。各国根据对事故率的调查和分析, 以及同路面实测抗滑能力间建立的对应关系, 指定了不同的标准。
3 路面管理系统的建立和实施
(1) 建立PMS所需的一些条件:
领导、资金、人员。
(2) 实施PMS会遇到的主要问题:
数据、制度。
(3) PMS的功能包括信息系统、决策支持系统。
信息系统总体框架如图1所示, 辅助决策系统总体框架如图2所示。
4 建立路面管理系统的条件分析
建立PMS—路面管理系统的三个条件是:领导、资金和人员。目前在中国建立和实施PMS的条件在一些交通发展较快的地区已经成熟。这些地区近年来得宜于国家加强交通基础建设投资的政策, 无论是高速公路、县乡级公路还是城市道路的投入都在迅速增长, 公路网络已基本成型。这些都是建立实施PMS的良好机遇。而建立这一系统的最大瓶颈则是领导层的意识还没有充分意识上来。
路面铣刨机洒水系统结构及匹配参数 第8篇
1. 洒水系统结构
路面铣刨机洒水系统主要由水箱、水过滤器、水泵、管路、喷水嘴及控制系统等组成。控制系统又分为电驱动洒水系统和液压驱动系统2种,其中液压驱动洒水系统主要由控制器、液压泵、电磁阀、截止阀、溢流阀及相关报警和保护装置等组成,如附图所示。现将洒水系统主要结构进行简要叙述。
(1)水泵
水泵采用电动机驱动时,由路面铣刨机发动机驱动的发电机提供电能;水泵采用液压马达驱动时,由路面铣刨机液压系统提供动力。水泵转动后通过截止阀、水过滤器从水箱中吸水,为洒水系统提供水源。
(2)喷水嘴
喷水嘴设置在铣刨室和输料装置的废料入口处,其数量及分布根据路面铣刨机的铣刨宽度和铣刨速度而定。喷水嘴通过管路、接头与水泵连通,喷水嘴喷水量应满足铣刨室降尘和铣刨刀头降温的需要。
(3)控制系统
驱动水泵的电动机或液压马达的转速,均可通过调节供电电流的大小进行控制。电动机转速通过调节供电电流大小来实现,液压马达转速通过调节电磁阀电流大小来实现。通过上述调节改变水泵转速,实现洒水量的调节。
截止阀
当水泵停止转动时,控制系统将截止阀关闭,防止水箱内的水在重力作用下从水泵、喷水嘴处自然流出。
溢流阀
路面铣刨机工作一定时间后,会发生喷水嘴堵塞情况,可造成洒水系统管路压力升高。为了防止水泵过载,管路中设置了溢流阀,当管路中的水压超过设定值时,水将通过溢流阀流回水箱。
报警和无水保护
洒水系统设置低水位报警和保护功能。在路面铣刨机铣刨施工中,若水箱内水位过低,电控系统通过低水位报警功能提醒操作手向路面铣刨机水箱加水。若水箱内的水被吸空时,洒水系统将自动断电,以防止水泵因空转而损坏。
2. 匹配参数
(1)匹配要点
不同型号的喷水嘴由于喷雾角度和喷洒距离有所不同,喷洒覆盖范围也不同。路面铣刨机洒水系统的喷水嘴以扇形喷雾喷洒,可用最小的水量捕捉到最多的灰尘,达到最佳的降尘效果。
喷水嘴的喷洒形式确定后,其数量和喷水量是降温、降尘的关键。喷水嘴的喷水量应使铣刨室内和输送装置入口达到足够的湿度,喷水嘴的数量主要由铣刨宽度和单个喷水嘴的覆盖范围来确定。
选择喷水嘴型号和数量后,应根据喷水嘴压力和流量选配水泵的扬程和流量,再根据水泵的扬程和流量选择水泵型号,最后进行匹配校验。
(2)匹配实例
下面以铣刨宽度为1.2m路面铣刨机为例,说明该路面铣刨机洒水系统如何进行匹配。
选择喷水嘴
根据市场调查,路面铣刨机洒水系统选择喷洒角度为120℃、喷洒距离为0.5m的喷水嘴最为适宜。该型路面铣刨机铣刨室宽度为1.2m,经计算铣刨室可布置10个喷水嘴,输送带布置4个喷水嘴,洒水系统共设置14个喷水嘴,这样可以满足路面铣刨机降温、降尘需要。
选择水泵
根据喷水嘴技术参数和数量,当水泵输出水压>0.1MPa时,该14个喷水嘴可实现雾状喷洒。经过试验测定,水泵的出水压力在0.5～1.0MPa时,喷洒的降尘效果较理想。
根据所选喷水嘴参数得知,在喷水嘴进口压力为0.5MPa时,每只喷水嘴输出水的流量为0.09m3/h。14个喷水嘴的水流量约为1.26m3/h,由此初步确定水泵的流量为1.3m3/h。考虑到管路和接头的压力损失,将水泵的供水压力确定为0.8MPa。
校验
为了使水泵的压力具有一定储备,进一步设定水泵的压力为1.0MPa。从该喷水嘴参数可知,在水压1.0MPa时,每只喷水嘴的流量为0.132 m3/h,此时水泵需要提供的流量应为1.85m3/h。为了使水泵流量具有一定储备,将水泵流量确定为2m3/h。根据路面铣刨机水箱容量,该喷洒系统可持续供水40min。
若铣刨深度较小,铣刨路面材质较软,可采用较小洒水量进行铣刨作业。此时可将喷水压力调定为0.1MPa,每个喷水嘴的流量为0.041m3/h,经计算可知,水泵需要提供的流量为0.574m3/h,水箱盛满水时可持续供水2h。
路面系统 第9篇
1 灰色预测模型简介
灰色预测模型(GM-Grey Model)主要是应用灰色系统理论,对所得的数据列建立动态模型。GM(1,1)是实际应用中最为普遍的一种灰色预测模型,是灰色系统理论的核心模型,该模型仅用4个数据就可以估计模型参数,且可达到一定的模拟精度。
GM(1,1)预测模型的适用条件:1)-a≤0.3时,GM(1,1)可用于中长期预测;2)0.3<-a≤0.5时,GM(1,1)可用于短期预测,中长期预测慎用。
2 依托工程跟踪观测结果
选择了表1中的指标进行其中长期性能的预测。
1)PQI,PCI,RQI,SSI,BPN为我国JTJ 073-96公路养护技术规范中的综合评价指标;2)PSI[1]为日本道路维修纲要中的现时服务指数,其注重的是路面服务质量,模型影响参数为路面平整度和裂缝率;3)MCI为日本建设省土木研究所提出的养护控制指数[1];4)R4为我国学者提出的综合评价指标[2];5)PCI计算中,车辙换算系数按公式K=0.000 064RD3计算得到;6)各指标的维修养护标准见表2。
3 依托工程长期使用性能预测精度分析
发展系数-a是灰色预测模型预测精度的一个重要体现,根据预测结果对各指标的发展系数-a进行了汇总,见表3。
根据相关分析可知,发展系数-a的绝对值为0.005 25时,预测精度最高,在该点两侧,预测误差呈对称的、单调的形式向上发展。
将表3中发展系数与预测模型的适用条件进行对比可以发现:
1)依托工程各项指标预测的发展系数-a均小于0.3,满足GM(1,1)模型的适用条件;
2)其预测误差在10%以内。
4 依托工程长期使用性能预测结果分析
对表1中的各项参数利用灰色预测模型进行了预测,结果见图1～图9。
根据图1～图9,对各项指标随着通车时间的变化规律采用二次曲线进行了回归;根据回归曲线,对各路段在仅考虑单项指标时需维修的时间进行了计算,见表4。
对表4中通车时间大于8的结果不予采用;通车时间小于4的结果也不予采用。基于以上两点,对表4中的计算结果剔除以上两个方面的数据后(表4中用删除线表示)进行平均,可知各路段需维修的时间为:
SUP段需要中修的时间为:通车6.0年;SMA段需要中修的时间为:通车6.6年;AK段需要中修的时间为:通车5.5年。
各路段在以上时间之前,进行日常养护、维修即可。该养护维修的结论,结合后期的现场观测分析,具有较强的操作性,与依托工程的实际情况吻合较好。
5结语
灰色预测模型GM(1,1)在进行使用性能预测时,需要的原始数据量相对较小,但预测结果对实际工程有较强的指导性,可应用于高速公路的长期使用性能预测。
摘要：采用灰色模型对依托工程长期路用性能进行了预测,根据预测数据提出了依托工程观测路段今后的维修养护措施以及时间,以推广灰色系统理论在沥青路面使用性能预测中的应用。
关键词：沥青路面,使用性能,预测,灰色预测模型
参考文献
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[6]刘思峰,党耀国,方志耕,等.灰色系统理论及其应用[M].北京:科学出版社,2003.
路面系统 第10篇
关键词：路面管理系统,养护需求,养护决策,费用模型
0 引言
国内外路面管理系统关于养护需求分析的研究大多集中在网级系统模块[1]，通过评价路网公路路况，制定养护方案，估算养路资金的实际需求，合理安排资金进行科学决策，并最大限度地发挥路网的服务水平[2,3]。而针对某一条路的养护需求分析研究较少，尤其是当资金受限时，如何进行养护需求分析，优化养护方案，保证道路的长期效益，就成了国内外亟待解决的问题。因此对单条公路路面养护需求做出合理准确的分析和评价对制定合理、科学的养护对策，优化资源配置，确保路面的长期使用效益有着重要的意义。
1 路面养护需求分析任务和基本流程
1.1 主要任务
路面养护需求分析是依据各项路况指标的评定结果、公路技术等级、路面类型和交通量等因素进行综合分析，以给出准确的路面养护需求及建议计划，其主要任务包括以下三个方面:
1)没有资金约束时，根据设定的养护标准，分析路面当前或未来几年内的养护需求及费用;2)不同投资水平对路面技术状况的影响分析;3)根据给定的资金水平，通过优化分配提出养护建议计划。
1.2 基本流程
根据路面养护需求分析的主要任务，确定路面养护分析的基本流程如下:
1)确定各项路面技术状况指标(PCI,RDI,SRI和PSSI)的养护质量和评定标准;2)将路况指标低于养护质量标准的路段，列入需要进一步分析的大中修候选路段;3)分析候选路段各项路况指标的衰减程度，并综合考虑公路技术等级和路段交通量等因素，确定是否需要大中修养护;4)对于拟实施大中修养护工程的路段，根据养护决策模型确定具体的养护措施或养护方案;5)根据典型措施的养护单价测算各种大中修养护方案的概算费用，并根据道路等级、交通量、路况等因素确定养护项目的优先度;6)如有资金约束，则根据优先度从大到小，进行大中修养护项目的筛选，未选路段改为日常养护;7)统计汇总路面大中修养护里程和费用(位置、方案、费用)。
2 路面养护需求分析模型构建
2.1 养护质量标准
路面养护质量标准是指为了便于与路况实测值或预测值进行比较而设定的限制数值。当路况实测值或预测值超出限定值时，就产生了养护需求，即当路面使用性能衰变到一定程度或低于养护标准时，就要考虑对其进行某种方式的养护，以保持或恢复路面的使用性能。
养护质量标准的高低，会直接影响到路面的大中修养护需求，具体影响如图1所示。但同时可以通过使用结构较薄、费用较低的措施使路面性能恢复到较好的水平，并延长路面大修的周期，因此初期养护费用虽然稍高，但在寿命周期内的总养护费用反而降低了。此外，采用较高的养护标准可以使路网服务水平长期维持在较高的水平之上，从而大大减少用户的费用，对交通量较大的高等级公路来说其效果尤其明显;反之，如果采用较低的养护标准，路网服务水平维持在较低水平上，不仅用户费用如油耗会大幅升高，公路部门的寿命周期养护费用也会增加。路面养护标准对养护需求分析的影响见图1。
一般认为，路面养护标准可以分为最低标准和理想标准。最低标准是指路面在相应状态下能维持通车的最低要求;理想标准是使路网达到期望服务水平，并使道路寿命周期费用(管理部门费用和用户费用之和)达到最低应采用的标准。在资金充足的情况下，应采用理想标准作为路面的养护标准。在具体设置养护标准值时，应考虑以下因素:
1)道路的等级或类型;
2)可用的资源和养护政策;
3)路网养护状况。
此外，路网大中修比例、路面的使用性能衰变情况和专家经验也是设置路面养护标准的重要考虑因素。
根据庐—铜高速公路的具体情况，设置以下养护标准进行分析，见表1。
设置该标准重点考虑了如下几项因素:
1)指标评分低于80分(任一路况指标)的路段进行大中修养护，从而使路网达到理想状态;
2)路面技术状况的分布特征;
3)临近区域内公路的平均路况水平;
4)交通流量大、重车较多的状况;
5)重要交通运输通道政治和经济意义。
2.2 养护费用模型
路面养护需求分析及养护计划(建议)编制过程中的大中修费用测算的依据是各种典型大中修方案的养护单价[4,5]，表2列出了一些沥青路面典型大中修养护方案及单价。
需要指出的是表2中所列费用单价为路面大中修工程的综合单价，包括养护材料费、人工费、机械费、交通设施费、各种管理费、利润和税金等。该费用量值仅作为养护费用预估的一项依据，在具体实施路面大中修养护工程时，还需要结合更为详细路况调查数据进行养护设计，最终确定切实可行和经济合理的养护方案。
2.3 养护决策模型
为了综合全面地考虑各项路况指标以及其他因素的影响，路面管理系统依据专家系统(决策树)方法[4,5]，用以覆盖各种可能的情况。养护决策模型考虑了八种基本因素(路面类型，公路等级，AADT,PCI,RQI,SDI,SRI和PSSI)，每项指标分为三类，划分的依据主要是参考路面养护标准以及路面技术状况等级。根据JTJ 073.2-2001公路沥青路面养护技术规范、JTG H20-2007公路技术状况评定标准的相关规定和路面管理系统的技术要求，并结合庐—铜高速的实际情况，建立了如图2所示的路面养护决策模型。
2.4 养护需求及计划实施
养护标准的高低，直接影响路面的大中修养护需求(里程、费用及位置)。路面管理系统进行养护分析时设有高标准、中标准和低标准三种标准，即高标准是通过路面大中修养护将高速和一级公路的PCI,RQI,RDI,SRI等指标值均提高到90分以上，PSSI提高到80分以上;中标准是通过路面大中修养护将高速和一级公路的PCI,RQI,RDI,SRI等指标值均提高到80分以上，PSSI提高到80分以上;低标准是将通过路面大中修养护将高速和一级公路的PCI,RQI,RDI,SRI等指标值均提高到70分以上，PSSI提高到70分以上。
根据路面技术状况评价结果分析了庐—铜高速公路的路面养护需求，分析时采用中标准，提出庐—铜高速当年的养护计划建议，即日常养护里程为94.817 km(上下行合计)，小修里程为50.817 km(上下行合计)，中修里程为0 km(上下行合计)，大修里程为0 km(上下行合计)。日常养护费用为237.04万元，小修费用为400.18万元，中修费用为0万元，大修费用为0万元，养护费用总计为637.22万元。分析庐—铜高速大中修养护需求汇总情况如表3，表4所示。
3 结语
1)路面养护需求任务主要受路面使用状况、养护资金水平和道路的重要性制约;2)路面养护需求分析的基本流程包括质量评定，养护路段筛选，养护方案初定，资金约束条件下养护路段(或项目)优先度确定以及费用估算;3)路面养护需求分析模型主要包括养护质量标准标定、费用预估模型、养护对策模型;4)养护标准的确定取决于路面类型、道路等级和经济状况等因素，其高低水平直接影响路面的大中修养护里程、费用及位置;5)沥青路面典型大中修养护方案及单价仅作为养护费用预估的一项依据，实际中需要结合更为详细路况调查数据进行养护设计。
参考文献
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路面之下是黑暗 第11篇
巴黎的路面是世界上被挖开次数最多的，不是被建筑工人，而是被一茬茬的示威者，公社成员和学生。镇压了1968年巴黎的抗议活动之后，当局终于受够了。他们把鹅卵石被换成柏油路，曾经赋予这座城市印象派画风的那种质地，复杂性和喜悦感消失了，但是此后巴黎成了欧洲路面最光滑的地方。这种街道非常适合轮滑，团体聚集和城市现代版的漫游——悠闲地在宽阔的大道上闲逛。
路面是城市的皮肤，是把文明和黑暗的泥土分隔开的一层薄膜。路面之下是管道，燃气，污水，中水，下水道和电缆，这些保持城市活力的动脉和静脉就藏在下面。但是这层薄膜有强大的力量，决定了人们对城市的感觉，决定了城市的外观。
现代路面的故事起点不是在巴黎，而是在伦敦。1762年的《威斯敏斯特铺路法案》，让伦敦的道路变成了安全，干净的地方。乔治亚时代的伦敦成为世界街头文明的典范，在这里行人不会踩到泥浆，屠宰内脏，血液和粪便，要知道这些污物可是18世纪路面上的常客。伏尔泰在18世纪20年代访问伦敦时，铺路法还没有施行，他对伦敦的道路印象深刻，伏尔泰认为净化路面是城市民主化的体现。
伏尔泰认为，富人能够坐在马车，能够避免踩在污物上，但是穷人只能走在渣土上。铺路后，穷人也能享受城市文明的干净整洁，享受到精英阶层才能享受的权利。法国大革命之后，铺路法案在巴黎施行，干净的路面被看做是法兰西共和国的象征。在英国，铺路不是为了民主，而是作为一种卫生措施，不是为了享受富人的权利，而是免受被污秽感染。
路面改造影响了大街小巷的面貌，从实用性方面来说，让街道变成了适合人群漫步的地方，还改变了街头的演化前景。早先，商场和带拱顶的市场是带给人安全和洁净感觉的唯一地方，顾客在里面不受风刮雨淋，也不会踩到地面上的脏东西。铺路之后，沿街商铺开始蔓延。为了在窗口展示商品，临街的橱窗越来越悦人眼目，店铺的灯光照亮了人行道，让街道成了展示时尚，享受美食，人人向往的地方。不得不说，一开始铺路的目的是为了通行，结果成了促进消费的途径，滋生了街道的欲望。
所以当巴黎的造反派掘出鹅卵石，掀开铺路石的时候，他们在使用资本主义的材料对付资本主义本身。路面是一种自相矛盾的东西。它开始是作为文明和解放的象征出现，最终却成了无家可归者，乞丐和狗的大小便最后的避难所和栖息地。一个城市对待路面的态度透露出太多信息，从中能够解读出城市对公民空间，对城市所有权的态度和其慷慨程度。
比如，葡萄牙的街道往往不是铺路砖，而是用白色和黑色的瓷砖制作出令人难忘的装饰效果。一般葡萄牙的大的广场是由黑白瓷砖拼接出的，漩涡状花纹和欧普艺术的几何镶嵌画。这种风格蔓延到很多葡萄牙的殖民地，澳门，圣保罗和里约，都能看到这类黑白图案的路面。在里约，景观设计师罗伯托·布雷·马克斯在科帕卡巴纳海滩公园，用黑白的马赛克设计拼成抛物线状的波纹，与海浪相呼应，与大海连接，同时也跨国浩瀚的大西洋与曾经的母国连接了起来。
“我认为，我们的身体其实是赤裸的，”在《海浪》中弗吉尼亚·伍尔夫写道：我们只是被一层薄薄的扣着扣子的衣服遮掩着；而在这些人行道的下面，则是贝壳，骨头和寂静。海滩或墓地。正如伍尔夫所说，路面把我们生活的幻想和死亡的梦想分割开来，走在这样的路面上，谁不会担心自己最终会倒下，然后长眠不起呢？路面体现了城市的生活和死亡。
路面系统 第12篇
复杂路面是地面附着系数交替变化的特殊路面,在经历雨雪天气后多会出现于三、四级公路上,在这样的路面工况下农用车辆的安全行驶难以保证[1]。随着农用车辆使用防抱死系统,针对复杂路面的特点展开农用车辆制动防抱死控制系统研究是很有必要的,农用车辆安装ABS提高行驶安全性也是必然趋势。大多文献对均一路面、对接路面及对开路面3种路面进行单独的制动防抱死系统仿真研究,缺乏针对复杂路面的ABS研究,而农用车辆行驶的实际路面在特殊情况下是很复杂的,需要对复杂路面条件下的农用车辆ABS仿真系统进行分析。基于滑移率的控制方法,建立复杂路面附着条件模型和农用车辆ABS系统动力学模型,并进行仿真研究,取得了较好的控制效果,为开发适应复杂条件下的农用车辆ABS系统提供了依据[2,3]。
1 农用三轮车动力学模型
农用车辆模型可以仿照汽车制动动力学模型建立,进行必要的简化,主要研究车辆单轮模型制动情况(以前轮为例)如图1所示。根据农用三轮车为研究对象,采用1/3车辆制动动力学模型,车辆的质量均匀分布在每个车轮上,车辆在平坦的地面上行驶,不考虑由于车辆绕直线旋转或其它车轮上不均匀制动而造成的运动动力学;在直线行驶制动时,不存在轮胎的侧向力问题;被控系统认为是无传输延迟的线性动态系统;不考虑直线车辆动力学和单轮旋转动力学中的风阻作用[4]。
1/3农用三轮车制动动力学系统动力学方程为
undefined (1)
undefined (2)
undefined (3)
Fx=Fzμ (4)
式中 m—汽车总质量;
v—汽车车速;
Fx—车轮所受地面制动力(轮胎纵向力);
Iω—车轮转动惯量;
undefined—车轮角加速度;
Tb—车轮制动器制动力矩;
r—车轮半径;
Fz—车轮与地面法向反力;
μ—路面附着系数。
2 路面附着条件模型
仿真路面的附着系数变化特性非常重要,所以路面描述主要针对附着系数的变化。根据农村公路的实际复杂情况,将路面分对接路面、对开路面、交错路面和棋形路面等4种工况。为了建立这4种工况的路面模型,以轮心在地面上的绝对坐标(Xw,Yw)为输入量,以轮胎与路面的附着系数μ为输出量。路面附着条件二维模型如图2～图5所示。
各种路面下模型轮胎、路面附着系数与车轮坐标(Xw,Yw )的关系为:
1)对接路面。
undefined
2)对开路面。
undefined
3)交错路面。
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4)棋格路面。
undefined
3 仿真模型
3.1 农用三轮车仿真模型
利用MATLAB/Simulink仿真软件,以某农用三轮车7YPJ-1750A1为研究对象,其主要结构参数和几何参数为:
总质量/ kg:1 720
负荷下车轮半径r/m:0.357
车轮转动惯量Iw/ kg·m-2:1.7
最高车速Vmax/ km·h-1:49.5
根据1/3农用车辆制动动力学系统方程和车辆ABS工作原理,建立仿真模型如图6所示。其仿真模型包括三轮车制动模块、滑移率计算模块和地面动力学模块等[5]。
3.2 复杂路面仿真模型
农用车辆单轮仿真模型能够反馈出车速曲线和轮速曲线变化关系,快速反应路面附着条件变化规律。由于单轮仿真模型的结构特点,其复杂路面制动工况有两种,即对接路面和交错路面。对开路面和棋形路面适合于研究车辆四轮仿真模型。根据路面附着条件模型建立了对接路面仿真模型和交错路面仿真模型,如图7和图8所示。
4 仿真试验
根据所选取的研究对象采用交错仿真路面进行两种制动工况的仿真试验研究,同时对仿真模型进行必要的简化和假设,忽略空气阻力、滚动阻力和惯性阻力[6]。延迟时间常数取0.01s,三轮车制动初速度Vh=40km/h,制动工况1路面附着系数为高附着系数至低附着系数再至高附着系数,制动工况2路面附着系数为低附着系数至高附着系数再至低附着系数。针对复杂路面变化特点,采用时间参数作为高低附着系数路面转换控制的逻辑门限值。首先,选取制动工况1,即高—低—高附着系数路面进行ABS制动试验,车速与轮速关系如图9所示;其次,选取制动工况2,即低—高—低附着系数路面进行ABS制动试验,车速与轮速关系如图10所示。以上两种工况下制动距离和制动时间等参数如表1所示。
制动工况1中,高附着系数路面制动性能稳定,ABS系统将车速和轮速的滑移率控制在15%附近;车体速度降至28.8km/h,进入到低附着系数路面,车轮速度跳动较大,从而较逼真地模拟了从高到低附着系数路面过渡时轮速的实际情况,经过ABS系统控制制动模块仍然可以将滑移率控制在阈值范围内,车体减速度减小使车速和轮速值较为一致的降低;当车体再次进入到高附着系数路面时,此时车速较低,轮速跳动小,路面附着系数升高,使地面附着力和减速度增大,制动效率增大。
制动工况2中,低附着系数路面制动时轮速跳动较大,ABS系统将车速和轮速的滑移率控制在22%附近;车体速度降至36km/h,进入到高附着系数路面,地面附着力和车体减速度增大,使制动效率增大;当车体再次进入到低附着系数路面时,轮速突变,但此时车速降至7.2km/h,由于车速较低ABS系统很容易控制轮速与车速同步下降。
5 结语
本文主要研究了复杂路面农用三轮车制动防抱死系统仿真控制问题,建立了1/3农用车辆制动动力学模型和路面附着条件模型,提出了利用仿真模型进行复杂路面仿真制动工况试验的方法,较为真实地模拟出使用ABS控制系统的农用车辆在复杂路面制动时车速与轮速曲线变化情况。制动工况1和工况2车轮进入低附着系数路面时轮速跳动较大,但经ABS调整可迅速控制在滑移率门限范围内,从而证明安装ABS系统的农用车辆能够提高附着系数多变路面的制动效率,保证车速轮速同步降低。
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