《山區公路高橋墩路橋過渡段行車安全及對策研究》是依託同濟大學，由潘曉東擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：山區公路高橋墩路橋過渡段行車安全及對策研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：潘曉東
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
山區公路高橋墩路橋過渡段由於其地形、氣候、環境等的特殊性，導致行車安全受側風、離心力、橋頭跳車、路堤路面與橋面附著係數不一致和駕駛員生理心理反應等多因素不利影響，易成為交通事故的多發路段。本研究以某山區高速公路為依託工程，通過橋頭處風速場的數值模擬方法研究和現場行車實驗分析，探討側風的影響機理；通過三軸加速度儀間接測定路堤路面和橋面在不同濕滑狀態下的附著係數，研究其變化規律；利用行車實驗，研究路橋過渡段視點位置變化及橋頭跳車時駕駛員的生理、心理反應，分析人體信息對行車安全的影響。重點解決路橋過渡段風速場的變化規律及其對行車安全的影響、雨雪和霜凍天氣造成路面橋面濕滑導致的行車安全隱患；多因素共同作用下的路橋過渡段交通事故致因等關鍵問題，提出人、車、路、環境在安全隱患凸顯的橋頭處的改善措施，藉助依託工程得以實施，對其適用性和效果進行評價，對減少路橋過渡段交通事故的發生有著重大的現實意義。
結題摘要
橋隧連線段是山區高速公路的事故多發路段。本研究選取側風、路面摩擦係數、車速等典型影響因素，運用駕駛模擬器構建多因素致因下的駕駛模擬場景，通過仿真實驗和現場實驗驗證，旨在研究不同因素對行車安全影響，並提出改善措施。 利用流體動力學仿真軟體建立了路堤及橋面的有限元模型，對風速場進行了仿真分析。高路堤由於阻風作用致使路面各點處的風速都在增強，對行車安全產生較大影響；相較於橋面上的雙車並行，腳踏車位於橋面迎風面行駛最不安全。通過現場實驗實測，得到了舊瀝青路面、水泥路面（拉毛和不拉毛）、積雪覆蓋路面，新建高速公路瀝青路面和水泥混凝土路面的摩擦係數值。採用簡化的二自由度汽車模型，推導了汽車以一定的速度駛入側風區時車輛動態回響，並以貨車和轎車實例進行了計算和分析，研究結果表明：車輛氣動中心、車輛速度和側風風速對車輛的動態回響有者較大的影響，對貨車的影響相對小汽車要大。通過駕駛模擬器，建立側風環境下山區高速公路橋隧連線段模擬駕駛實驗方案，提出舒適外側淨距和容忍極限外側淨距的概念，並確定了在特定風速條件下直線型橋隧連線段合理的隧道出入口橫斷面過渡形式。融合駕駛行為，研究側風風速、風向與駕駛員對車輛操縱指標、生理心理指標之間的變化規律。突遇側風初期方向盤轉角波動幅度大、轉向頻率高，側風風速越大、車速越高，方向盤轉角波動越劇烈，幅度越大，不利於行車安全。同時，駕駛員眨眼頻率明顯下降，注視點快速跳至車輛一側的車道線上並持續注視。當側風風速≤60km/h時，駕駛員平均心率增長率低於6%，駕駛員的舒適程度較好；當側風風速≥70km/h時，平均心率增長率均高於6%，開始造成緊張和壓迫感；當側風風速為80km/h時，平均心率增長率達到10%，駕車過程中緊張情緒將劇烈增加。
