冰雪条件下城市道路纵坡设计指标研究

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1、硕士学位论文冰雪条件下城市道路纵坡设计指标研究LONGITUDINALSLOPEDESIGNINGINDEXSTUDYOFURBANROADONTHESNOWANDICECONDITIONS叶瑞敏2010年7月国内图书分类号：U491学校代码：10213国际图书分类号：580密级：公开工学硕士学位论文冰雪条件下城市道路纵坡设计指标研究硕士研究生：叶瑞敏导师：张亚平教授申请学位：工学硕士学科、专业：交通运输规划与管理所在单位：交通科学与工程学院答辩日期：2010年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U491U.

2、D.C:580DissertationfortheMaster'sDegreeinEngineeringLONGITUDINALSLOPEDESIGNINGINDEXSTUDYOFURBANROADONTHESNOWANDICECONDITIONSCandidate：YeRuiminSupervisor：Prof.ZhangYapingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：TransportationPlanningandManagementAffiliation:S

3、choolofTransportationScience&EngineeringDateofDefence:July，2010Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要道路纵坡是多冰雪城市道路线形设计的关键指标之一，影响着道路建设费用、交通安全和通行能力。本论文依托黑龙江省自然科学基金项目，从道路服务水平、交通安全、车辆动力性能角度研究冰雪条件下城市地面道路纵坡指标和高架道路匝道纵坡设计指标，并提出相应的设计指标建议值，为多冰雪地区

4、的城市道路线形设计及路网可靠性研究提供参考。通过定性分析各种冰雪路面的物理特性，根据冰雪路面的状态进行类型划分。测量冰雪条件下纵坡路段的车速、各种冰雪路面类型的摩擦系数、道路纵坡指标；分析冰雪条件下纵坡路段车速的分布特性；分析摩擦系数与冰雪路面的种类和轮胎结构、胎面花纹及行驶速度的关系，分析冰雪条件下纵坡坡度与车速之间的关系，建立坡度与车速的关系模型。根据最大纵坡、最大坡长的设计依据，提出三种冰雪条件下地面道路纵坡设计指标方法：车辆上坡时，考虑纵坡路段服务水平的坡长设计指标、考虑大小车型之间的速度差的坡长设计指标；车辆下坡时，考虑驾驶员

5、心率增长率的设计坡长。最后结合上述三种方法确定冰雪条件下地面道路的纵坡坡长限制指标。根据车辆行驶理论，并考虑车辆牵引力受冰雪路面摩擦条件的限制，建立冰雪条件下车辆最大爬坡能力模型，计算质量/功率比不同代表车型在不同冰雪路面的最大爬坡度，并计算不同车型在不同冰雪条件下的驻车停放坡度，进而提出多冰雪城市地面道路纵坡最大坡长、坡度的建议值。根据上桥匝道的交通特性，考虑汽车在匝道纵坡起步加速时车轮与冰雪路面的附着力限制，上桥匝道最大纵坡坡度不得超过冰雪条件下车辆I档时的最大爬坡坡度，由此得到上桥匝道在冰雪条件下的最大纵坡限制；根据下桥匝道的交通

6、特性，考虑匝道冰雪路面的附着系数的变化，从行车安全角度研究匝道的纵坡指标，提出下桥匝道坡长应大于2倍的停车视距的建议，因此得到下桥匝道在冰雪条件下的最大纵坡限制。此外，由于高架道路与地面道路衔接处存在复杂的交织特性，本章特别研究了高架道路匝道纵坡坡脚与地面交叉口的最小距离限制，提出了上桥匝道坡脚至地面交叉口圆角切点最小距离的计算模型、基于VISSIM的下桥匝道坡脚至地面交叉口停车线最小距离的寻优方法。关键词:冰雪条件；城市道路；纵坡；设计指标-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractLongitudinalslopeisone

7、ofthekeyindexforroadalignmentdesigninmoresnowandicecity,whichaffectsthecostofroadconstruction,trafficsafetyandcapacity.Thispaperresearchlongitudinalslopeindicatorsforcityroadsgroundandelevatedrampundersnowandiceconditions,fromtheviewofroadlevelofservice,trafficsafety,veh

8、icledynamicperformance,reliedonNaturalScienceFoundationofHeilongjiangProvince;Itproposesasuggestedvalue