[发明专利]一种路表空间曲面平整度的计算方法

说明书

一种路表空间曲面平整度的计算方法，本发明涉及路表空间曲面平整度的计算方法。本发明的目的是为了解决现有路面平整度指标评价不充分，导致路面平整度指标评价不准确的问题。过程为：步骤一、建立独立悬架系统的车辆—路面模型；步骤二、建立独立悬架系统的车辆—路面模型的振动微分方程；步骤三、求解独立悬架系统的车辆—路面模型的振动微分方程；步骤四、计算路面对轮胎的垂直激励；步骤五、基于步骤四计算路表空间曲面平整度。本发明用于路面平整度指标评价领域。

技术领域

本发明涉及路表空间曲面平整度的计算方法。

背景技术

受路面状况和车辆振动的影响，车辆在行驶过程中受到上下颠簸、左右侧倾和前后俯仰响应。在路面平整度指标评价方面，评价指标有很多，国内外常用的有：直尺测定最大间隙h、平整度标准差σ、功率谱密度PSD、国际平整度指数IRI等。尽管路面的平整度具有其三维空间特征，但是目前对于路面平整度的评价大多仅限于对单轮迹颠簸响应的考虑，或者仅考虑了人—车—路模型的部分方面，而忽视了路面对整车的振动激励响应的影响。另外，在计算机技术的强大支持和路面检测技术的多样化发展要求下，提供养护评价的路面表面数据需要更加精准和直观的描述。因此需要基于三维角度提出适合全车道的路面平整度整体评价指标，弥补现有指标的评价局限性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有路面平整度指标评价不充分，导致路面平整度指标评价不准确的问题，而提出一种路表空间曲面平整度的计算方法。

一种路表空间曲面平整度的计算方法具体过程为：

步骤一、建立独立悬架系统的车辆—路面模型；

步骤二、建立独立悬架系统的车辆—路面模型的振动微分方程；

步骤三、求解独立悬架系统的车辆—路面模型的振动微分方程；

步骤四、计算路面对轮胎的垂直激励；

步骤五、基于步骤四计算路表空间曲面平整度。

本发明的有益效果为：

SSRI指标是针对目前路面平整度指标评价不充分，导致路面平整度指标评价不准确而提出的。SSRI指标可以真实体现车辆行驶过程中路面状况和车辆振动的影响，综合考虑了上下颠簸、左右侧倾和前后俯仰响应，能更直观、精细和准确地评价路面平整度，从而更精细化地适应路网养护评价的要求。相对于现有的指标，SSRI更具其独特优势与应用前景。

(1)与国际平整度指数IRI对比

国际平整度指数IRI的提出是为了解决当时落后的多种路面测量技术对应的多种平整度指标间的相互对比。与SSRI指标对比，IRI指标模型过于简单，仅评价了单轮迹处的路面平整度状况，且不能体现整个车辆在行驶过程中的左右侧倾和前后俯仰的振动表现。

(2)与功率谱密度PSD对比

功率谱密度PSD是从车辆工程领域舶来的术语，它将路表纵断面视为多种正弦波的叠加不符合真实路面对轮胎激励的变化过程，也不能体现具体路段具体位置处的平整度信息。SSRI指标可以考虑各个轮胎的路面—轮胎激励，也可以考虑不同种类的路面—轮胎激励，包括实测路面和各种随机模拟路面对轮胎的激励作用，因而更客观全面。

(3)与平整度标准差σ对比

平整度标准差σ作为断面类平整度指标，仅考虑了轮迹高程相对于基准面的偏离程度。相对于SSRI指标来说，平整度标准差σ缺乏反应类指标对于行车过程中的颠簸响应，更缺乏SSRI具备的对于行车稳定性有影响的侧倾和俯仰响应。

通过SSRI指标与目前常用的平整度指标的对比发现，SSRI指标解决了目前指标评价存在的一些问题，也扩充了对于行车稳定性的评价。随着路面测量技术和计算技术能力的提升，路表空间曲面平整度指数SSRI评价更全面，也更具应用优势和前景。