• ISSN 0258-2724
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螺旋匝道(桥)小客车横向行驶特性实测研究

徐进 李建兴 林伟 崔强 吴国雄 杨奎

徐进, 李建兴, 林伟, 崔强, 吴国雄, 杨奎. 螺旋匝道(桥)小客车横向行驶特性实测研究[J]. 西南交通大学学报, 2019, 54(6): 1129-1138. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170824
引用本文: 徐进, 李建兴, 林伟, 崔强, 吴国雄, 杨奎. 螺旋匝道(桥)小客车横向行驶特性实测研究[J]. 西南交通大学学报, 2019, 54(6): 1129-1138. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170824
XU Jin, LI Jianxing, LIN Wei, CUI Qiang, WU Guoxiong, YANG Kui. Field Tests on Lateral Operational Characteristics of Passenger Cars on Helical Ramps (Bridges)[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2019, 54(6): 1129-1138. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170824
Citation: XU Jin, LI Jianxing, LIN Wei, CUI Qiang, WU Guoxiong, YANG Kui. Field Tests on Lateral Operational Characteristics of Passenger Cars on Helical Ramps (Bridges)[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2019, 54(6): 1129-1138. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170824

螺旋匝道(桥)小客车横向行驶特性实测研究

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170824
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51678099);国家重点研发计划课题(2016YFB0100905);交通运输部应用基础研究(主干学科)项目(2015319814050).
详细信息
    作者简介:

    徐进(1977—),男,教授,工学博士,博士生导师,研究方向为山区公路路线设计理论与方法、人-车-路系统协同、交通安全以及驾驶行为,电话:13228102668,E-mail:yhnl_996699@163.com

  • 中图分类号: U412.3; U491.2

Field Tests on Lateral Operational Characteristics of Passenger Cars on Helical Ramps (Bridges)

  • 摘要: 螺旋匝道和螺旋桥的数量近年来与日俱增,但其驾驶行为模式和汽车运行特征一直未得到明确,为此,在涪陵长江一桥、乌江二桥、重庆融侨大道和涪陵金凯装饰城环形高架4处地点开展了螺旋匝道实车驾驶实验,采集了自然驾驶状态下的汽车连续行驶轨迹、横向加速度以及周围行驶环境等信息. 基于自然驾驶数据,得到了螺旋匝道范围内汽车横向加速度的变化模式、幅值特性、影响因素,以及驾驶人的车道使用特性. 研究结果表明:汽车横向加速度幅值在螺旋匝道范围内的变化趋势有多种模式,包括保持恒定、单调上升、单调下降、鼓型等;内圈匝道的横向加速度高于外圈;在单向行驶匝道上,横向加速度实测值远高于规范中的推荐值甚至超出可忍受范围,导致一部分被试行驶时横向舒适性较差;匝道半径和行驶空间对横向加速度幅值有显著影响,行驶空间保持一定时,横向加速度与匝道半径成负相关关系;单幅混合双向行驶的螺旋匝道,横向加速度幅值最低;对于单向双车道螺旋匝道,不管是上行方向还是下行方向,使用内侧车道是占主要比例的驾驶行为.

     

  • 图 1  试验对象

    Figure 1.  Test roads in this study

    图 2  涪陵长江一桥螺旋匝道横向加速度

    Figure 2.  Lateral acceleration on helical ramps of Fuling Yangtze River Bridge

    图 3  涪陵乌江二桥螺旋匝道横向加速度

    Figure 3.  Lateral acceleration on helical ramps of Second Fuling Wujiang River Bridge

    图 4  重庆融侨大道螺旋桥横向加速度

    Figure 4.  Lateral acceleration on Rongqiao Helical Bridge

    图 5  螺旋匝道上的超车

    Figure 5.  Overtaking on helical ramps

    图 6  涪陵金凯装饰城环形高架横向加速度

    Figure 6.  Lateral accelerate on Jinkai Helical Bridge

    图 7  螺旋匝道上避让对向来车

    Figure 7.  Avoiding on helical ramps

    图 8  螺旋匝道上的横向加速度模式

    Figure 8.   Patterns of lateral acceleration on helical ramps

    图 9  横向加速度均值点计算示意

    Figure 9.  Calculation of average of a on helical ramps

    图 10  横向加速度统计特征

    Figure 10.  Statistic characteristics of lateral acceleration

    图 11  螺旋匝道横向加速度-半径箱形图

    Figure 11.  Relationship between lateral acceleration versus curve radius on helical ramps

    图 12  螺旋匝道横向加速度-超高率箱形图

    Figure 12.  Relationship between lateral acceleration versus super-elevation rates on helical ramps

    图 13  WJSB上行匝道入口汽车行驶轨迹类型.

    Figure 13.  Vehicle tracks on entrance of upward ramps of Second Fuling Wujiang River Bridge

    表  1  试验对象的主要技术参数

    Table  1.   Main technical parameters of test roads

    试验
    对象
    设计速度/
    (km•h−1
    横断面
    形式
    每幅车道
    数/道
    结构形式纵坡
    坡度/%
    平曲线半径/m超高率/%匝道层
    数/层
    限速值/
    (km•h−1
    被试编号
    YZB 20 双幅分向
    行驶
    1 独柱墩
    形式
    4.5 上行匝道 39.53,
    下行匝道 50.00
    6 2 20 D6~D15
    WJSB 30 双幅分向
    行驶
    2 单墩悬挑横
    梁式连续梁
    4.5 上行匝道 51.00,
    下行匝道 38.25
    4 2 30 D6~D13
    RQB 40 双幅分向
    行驶
    2 门型墩多跨
    连续梁
    6.0 中间带半径 55.00 2 2 40 D1~D4;D10~D15
    JKRB 20 单幅双向
    混合行驶
    2 门型墩多跨
    连续梁
    5.0~6.0 30.00 0 2 20 D8~D16
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    表  2  螺旋匝道横向加速度统计值以及特征分位值

    Table  2.   Statistics and characteristic percentiles of lateral acceleration on helical ramps m/s2

    参数
    类别
    最大
    均值 百分位值/%
    15255075859095
    a 均值 3.92 2.21 1.47 1.68 2.28 2.73 2.89 3.01 3.18
    a 峰值 4.40 2.70 1.91 2.15 2.77 3.21 3.43 3.55 3.69
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    表  3  位于不同舒适度区间的$a $数据点比例

    Table  3.   Data ratio of lateral acceleration in different comfortable range %

    数据类别舒适比较舒适不舒适不可忍受
    a 均值 24.0 58.3 17.7 0
    a 峰值 6.5 48.0 44.5 1.0
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    表  4  WJSB螺旋匝道车道使用情况统计

    Table  4.   Lane occupation on Second Fuling Wujiang River Bridge

    匝道坡向驾驶人 合计
    D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12
    内侧外侧 内侧外侧 内侧外侧 内侧外侧 内侧外侧 内侧外侧 内侧外侧 内侧外侧
    上行匝道 4 0 4 0 0 6 1.5 3.5 1 4 3 0 3 0 16.5 13.5
    下行匝道 4 0 4 0 6 0 5 0 0 5 0 3 1 2 20 10
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    表  5  RQB桥车道使用情况统计

    Table  5.   Lane occupation on Rongqiao Helical Bridge

    匝道坡向驾驶人合计
    D1D2D3D4D10D11
    内侧外侧内侧外侧内侧外侧内侧外侧内侧外侧内侧外侧内侧外侧
    上行方向 3.5 0.5 4 0 4 0 1 2 5 0 4.5 0.5 22 3
    下行方向 4 0 4 0 4 0 3 0 4 1 3 2 22 3
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-23
  • 修回日期:  2019-04-11
  • 网络出版日期:  2019-07-05
  • 刊出日期:  2019-12-01

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