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1、公路工程学课程文献综述学生：朱明辉专业方向：工程项目管理年级：2011级学号：11101060140任课教师：王首绪2011年12月4公路路面不平度测量技术分析综述（朱明辉）（2011级管科学号：11101060140）摘要:公路路面不平度在汽车平顺性研究中有着重要的作用,也关系到车辆的运营时间和费用。该文综述了公路路面不平度测量技术在国内外的发展情况,在此基础上,分析了公路路面不平度数据测量的多种方法,指出了关于数据测量现存的问题并给予分析解决。最后讨论了公路路面不平度数据在车辆工程领域的应用及公路路面不平度数据测量技术的发展方向。关键词:公路路面不平度测量技术激光
2、测量仪研究综述车轮与地面接触的公路路面不平度(车辆学科称不平度,道路学科称平整度)不仅是衡量公路路面质量的指标,而且是影响运输经济性与汽车产品成本的一个重要因素。公路路面不平度的增大会导致乘坐的舒适性与车速降低,还直接影响到车辆运营时间及费用,因此公路路面不平度的研究受到了国内外学者的广泛关注。另外,路谱研究已拓展到任何涉及公路路面激励的场合,它对道路的分级及汽车平顺性试验研究都有较大的指导作用,其重要性和必要性对汽车工业的发展日益明显。同时,公路路面平整度差,车辙严重,造成道路使用年限缩短,使投资巨大的公路不能发挥其经济效益,造成了大量的人力物力浪费。所以,无论从车
3、辆学科还是道路学科显得日益迫切。但是,公路路面不平度的研究相对于空气动力学和流体力学的研究有着一定的困难,因为公路路面不像空气和水对飞机和船舶那样均匀和连续,而是一个随机的过程,所以它不但是一个数学问题,更是一个工程化应用问题。同时,一些关键的技术和方法也制约了公路路面不平度的研究,如快速傅立叶变换(FFT)直到1965年才由CooleyTukey完成,有关谱窗、泄漏、误差等问题,国内在20世纪70年代还在探讨中。1公路路面不平度的表达方法大量的测量分析结果表明,公路路面不平度具有随机、平稳和各态历经的特性,可用平稳随机过程理论来分析描述。由于各国对公路路面不平度的理
4、解不同,各个国家及行业所采用的标准也不尽相同。国内车辆工程领域通常以道路垂直纵断面与道路表面的交线作为公路路面不平度的样本,通过样本的数学特征方差和功率谱密度函数(PSD)来描述道路的公路路面状况。功率谱密度函数能够表示公路路面不平度能量在空间频域的分布,它刻画了公路路面不平度即公路路面波的结构.2国内外公路路面不平度数据测量现状42.1国外公路路面不平度测量现状国外最具代表性的公路路面不平度测量项目是公路路面长期使用性能(LTPP)。作为一项持续20年的公路研究项目,LTPP始于1987年的美国战略公路研究计划(SHRP),在SHRP结束后由美国联邦公路局(FHWA
5、)负责继续进行。LTPP的主要工作包括以下几个方面:对美国和加拿大正在服务的道路进行长期观测,从而测量和储存其公路路面性能数据;分析数据,描述公路路面使用性能,并解释不同公路路面性能出现的原因;将研究成果应用于公路路面的设计、维修、养护和管理。LTPP包括两大套试验:一般公路路面研究(GPS)和特殊公路路面研究(SPS),GPS有792个试验段,均为普通类型的公路路面;SPS有1250个试验段,均为考虑特定的工程因素而修建的,按特定的研究内容分为9种型。按照LTPP计划,试验段测量的数据要能完全描述公路路面性能和其他一些相关信息,如公路路面结构材料、气候、交通量等。测
6、量的数据包括:基本结构数据、试验数据、养护和重建数据、交通量数据、弯沉和破坏数据、摩擦系数数据、气候数据和荷载数据。将测得的数据进行处理,得到一些不平度指数,比如IRI,RMSVA和SlopeVariance等。截至2005年,LTPP数据库中已经存有1000多条记录,数据测量工作仍将继续下去。除去数据采集,LTPP还要得出一系列成果供国家运输部门和其他机构使用,这些成果可以是指南、使用软件、设备等。如:Datepave、LTPPBind、刚性公路路面设计软件、公路路面养护和维修手册及公路路面纵断面仿真程序等。2007年,LTPP在北美进行了24个特殊公路路面的数据测
7、量工作。2.2国内公路路面不平度测量历史与现状国内于20世纪60年代开始公路路面不平度的测量与研究。1965年,长春汽车研究所用标杆法测量了江苏、安徽等省的若干公路的公路路面不平度,并进行了谱估计。70年代以来,一汽和吉林大学合作,在公路路面测量和统计分析方面作了较深入的工作,并完成了海南试验场可靠性跑道的设计与构筑。目前,较为完善的中国道路路谱数据相对匮乏,但其在汽车研发阶段的作用日益受到各大汽车公司的关注。早在1988年,为了使富康轿车能够适应中国的道路条件和使用条件,中法双方专家就共同组织了在中国不同地区的行驶试验,包括多种地形、多种路况,记录
