PDF《高速公路路面功率谱》

第 3卷 第 2期 2003年 6月 交通运输工程学报Journal of Traffic and Transportation Engineering Vol.

3 No.

2 June

2003 收稿日期: 2002-07-24 作者简介: 王新明 ( 1975-) ,男 ,江苏新沂人 ,博士生 ,从事路面工程研究 . 文章编号: 1671-1637( 2003) 02-0053-04 高速公路路面功率谱 王新明1 ,王秉纲2 ( 1. 东南大学 交通学院 ,江苏 南京 210096;

2. 长安大学 公路学院 ,陕西 西安 710064) 摘要: 随着路面测试技术的不断完善 ,尤其是激光技术的广泛应用 ,对路面功率谱进行精确分析 成为可能. 对路面长期性能研究中大量路段数年实测平整度资料进行功率谱分析 ,认为路面功率谱 可深刻反映路面性能 ,是研究路面性能、汽车- 路面动力学的良好指标 ,但ISO模拟公式及分级标准 不适用于高等级公路 ,因此对功率谱分级方法进行了改进 ,并提出功率谱面积分级法. 关键词: 高速公路;

路面;

平整度;

功率谱;

汽车动力学;

国际标准化组织 中图分类号: U412 文献标识码: A Expressway pavement power spectral density WA N G X in- ming

1 , W AN G B ing -gang

2 ( 1. School of Transportation, Southeast University, Nanjing 210096, China;

2. School of High way, Chang ′ an University, Xi ′ an 710064, China) Abstract : With the development of pavement testing equipment, especially w ith the usage of laser equipment,it is possible to analyze pavement pow er spectral density( PPSD) exactly. Based on the analysis of testing data of long term pavement performance, it is concluded that PPSD is a good tool to analyze the pavement performance and auto-pavement dynamic loading. The limitation of ISO standard was also discussed, and a better pavement classification method w ith PPSD area w as promoted.

3 tabs,

5 figs,

4 refs. Key words: expressw ay;

pavement;

roughness;

PSD;

automobile dynamics;

ISO Author resume : W AN G Xin-ming ( 1975-) , male, doctoral student, 86-512-65972940, xahu @ yahoo. com. 国外从 20世纪

50 ~ 60年代开始对路面功率谱 进行研究 [1 ] ,通过路面功率谱来评价路面行驶质量 和汽车振动响应 ,发展汽车工业 ,生产性能优良的汽 车. 中国汽车工程科研人员也参照国外研究 ,制定了 中国的国家标准 [2 ] . 受过去路面不平度检测手段的限制 ,国内外汽 车工程科研人员在研究汽车 - 路面动力响应时 ,常对 路面功率谱作一些假设 ,如假设功率谱为负指数分 布 ,并采用固定频率功率谱对路面进行分级 ,这些假 设往往不能反映路面的实际状况. 随着现代测试技 术的发展 ,尤其是激光技术的广泛应用 ,大大提高了 路面不平度测试的频率、精度 ,进行精确功率谱分析 成为可能.

1 路面功率谱 1.

1 路面不平度信号 图 1为激光平整度测试车实测的路面起伏变 化 ,纵坐标为路面起伏 ,单位为 0.

1 mm,横坐标为 路面行程方向测试点点位 ,点距为

16 cm,测试段约

2 km,共有测试点约

12 500个. 1.

2 路面功率谱 对于路面不平度激励信号 ,可以用功率谱密度 来反映路面激励分布范围及其强度情况. 按照帕什 瓦尔定理 [3 ] ,信号的能量用时域 f (t )或用频域 F (k ~ ) 图1许(昌 )漯 (河 )高速公路实测路面起伏 Fig.

1 Xuchang-Luohe expressway pavement roughness 计算 ,两者结果相同 ,同样有 f (t )的平均功率 G= lim T →∞

1 T ∫ T

2 - T

2 f

2 T (t ) dt=

1 2 c ∫ ∞ -∞ | FT (k ~ )|