路面平整度评价与分析技术研究

《路面平整度评价与分析技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、ClassifiedIndex:U416.2U.D.C:625DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONTHEEVALUATIONANDANALYSISTECHNOLOGYOFROADROUGHNESSCandidate：Supervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Specialty：Affiliation：DateofDefence：Degree-conferring-institution：YuRenjieAssociateProf

2、.HouXiangshenMasterofEngineeringRoadandRailwayEngineeringSchoolofCommunicationScienceandEngineeringJuly,2007HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要路面平整度是一个复杂而重要的问题，AASHTO道路试验研究表明大约95%的路面服务性能来自于路面平整度，它是一个涉及人、车、路三方面的指标。然而，几乎所有现行评价指标，如国际平整度指数（IRI）、平整度标准差（ó）、功率谱密

3、度（PSD）、竖向加速度均方根（RMSVA）等等，都是统计性指标，不同的路段可能得到相同的指标值。这是因为这些指标没有保留路面纵断面具体变化的细节信息，而这些信息在路面平整度的进一步研究及车辆行驶舒适性研究方面有着重要的作用。本文根据指标IRI、ó和PSD的具体缺陷，从路面波及车辆反应方面进行研究。本文指出了经典的傅立叶变换分析方法虽然可以从频域上得到路面波的具体信息，但却不能从空间域中显示路面波的变化特点。为此，在分析比较了常用时频分析方法的基础上，提出了采用S-变换分析路面波组成。S-变换是一种较新的无损可逆的多分辨率

4、时频分析方法，它能够计算空间距离－空间频率平面内路面波的能量谱密度分布，通过分布可以确定路面波的组成及其沿距离的变化。为了分析不同路面波与车辆振动的关系，推导建立了四个自由度的1/2车辆－路面模型及其在Matlab中的时域仿真系统。选取五辆不同的车，利用仿真系统计算不同路面波幅值、波长和车速输入下车身质心振动加速度。通过分析确定了车身质心振动与幅值的关系，明确了质心振动的敏感波长与车辆轴距、模态固有频率和车速有关。最后基于上述分析，提出了加权能量谱密度作为路面平整度分析评价的补充方法。利用加权能量谱密度并结合现行评价指标I

5、RI、ó和PSD进行了实例分析，且在实例分析的基础上，提出了路面平整度评价的建议。关键词路面平整度；路面波；S-变换；车辆－路面模型；评价-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractRoadroughnessisacomplexandimportantissuewhichreferstoperson,vehicleandroad.ThefundamentalrelationshipfoundfromtheAASHTOroadtestshowsthatapproximately95%ofthePSIiscontri

6、butedbyroughness.However,almostallthecurrentusedroadroughnessindicessuchastheInternationalRoughnessIndex(IRI),theMeanSquareDeviation(ó),thePowerSpectralDensity(PSD),theRootMeanSquareVerticalAcceleration(RMSVA),etcarestatistical,andtheydonotretaintheactualdetailedc

7、ontentsofprofilesthatplayaimportantroleinstudyingonroughnessandridecomfort.Thiscausesthatdifferentroadsectionsmayhavethesimilarindexvalue.ThispaperstudysonroadwaveandvehicleresponseaccordingtotheshortagesofIRI,óandPSD.Thispaperindicatesthatvariationcharacteristico

8、froadwavecanberepresentedinfrequencydomainbutnotindistancedomainusingtheFouriertransform.SotheS-transformisproposedaftercomparingthecommontime-frequency