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交通运输工程学报 2022年第4期22卷 140-147页

作者：贾兴利陈星澎黄平明马庆伟李双庆燕孟华长安大学公路学院陕西西安710064 陕西交通控股集团有限公司西安公路研究院有限公司陕西西安710065 威斯康星大学-麦迪逊分校工程学院威斯康星麦迪逊WI 53706

为了揭示高速公路不同超高过渡段线形指标下小型客车滑水速度变化规律,考虑小型客车滑水过程轮胎受力特征,分析了滑水速度与水膜厚度和超高过渡段几何线形的作用关系;应用多元线性回归和流体力学仿真建立了高速公路超高过渡段小型客车... 详细信息

为了揭示高速公路不同超高过渡段线形指标下小型客车滑水速度变化规律,考虑小型客车滑水过程轮胎受力特征,分析了滑水速度与水膜厚度和超高过渡段几何线形的作用关系;应用多元线性回归和流体力学仿真建立了高速公路超高过渡段小型客车滑水速度量化模型,计算了降雨强度、纵坡坡度、超高渐变率等多变量组合下的小型客车临界滑水速度;以典型双向四车道高速公路超高过渡段为例,分析了降雨强度、纵坡坡度、超高渐变率对小型客车滑水速度的影响规律,并给出了超高过渡段小型客车限制速度建议值。研究结果表明:小型客车滑水速度最大值出现在纵坡坡度为0.3%、超高渐变率为1/200、降雨强度为20 mm·h^(-1)组合工况下,为115.5 km·h^(-1),滑水速度最小值出现在纵坡坡度为3.0%、超高渐变率为1/330、降雨强度为80 mm·h^(-1)组合工况下,为99.3 km·h^(-1);在降雨强度和超高渐变率一定的情况下,随着纵坡坡度增大,滑水速度逐渐减小,当纵坡坡度由0.3%增加到3.0%时,滑水速度减小2.68%;在降雨强度和纵坡坡度一定条件下,随着超高渐变率增大,滑水速度逐渐增大,当超高渐变率从1/330增加到1/200时,滑水速度上升了2.25%;增加纵坡坡度会降低滑水速度,但当降雨强度增加到一定程度,纵坡坡度、超高渐变率对滑水速度的影响趋于平缓;当降雨强度为20~80 mm·h^(-1)时,双向四车道高速公路限速建议值为95.0~115.0 km·h^(-1),但不应大于其设计速度。

关键词：道路工程高速公路超高过渡段滑水速度流体力学仿真极差分析水膜厚度

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横向刻槽混凝土路面轮胎滑水速度数值模拟研究

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东南大学学报（自然科学版） 2016年第6期46卷 1296-1300页

作者：朱晟泽黄晓明东南大学交通学院南京210096

为了研究横向刻槽混凝土路面的抗滑性能,分析刻槽的几何尺寸对轮胎滑水速度的影响,在ABAQUS软件中建立子午线轮胎模型、横向刻槽混凝土路面模型和紊流流体模型,依据欧拉耦合算法,模拟计算分析横向刻槽的间距、宽度和深度对轮胎滑水速度... 详细信息

为了研究横向刻槽混凝土路面的抗滑性能,分析刻槽的几何尺寸对轮胎滑水速度的影响,在ABAQUS软件中建立子午线轮胎模型、横向刻槽混凝土路面模型和紊流流体模型,依据欧拉耦合算法,模拟计算分析横向刻槽的间距、宽度和深度对轮胎滑水速度的影响.计算结果表明:刻槽宽度增加,轮胎滑水速度随之增加,增幅随着深度的增加而增加,随着间距的增加而减小;刻槽深度增加,轮胎滑水速度随之增加,增幅随着宽度的增加而增加,随着间距的增加而减少;刻槽间距增加,轮胎滑水速度随之减少,减少趋势随着宽度与深度的增加而增加.结果表明横向刻槽路面有利于提高轮胎滑水速度.

关键词：滑水速度横向刻槽混凝土路面欧拉耦合算法子午线轮胎

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基于胎液路的汽车轮胎滑水速度计算方法研究

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工业安全与环保 2013年第7期39卷 48-50,91页

作者：吕江毅宋建桐刘敏杰北京电子科技职业学院北京100026

路面湿滑状态影响行车安全性,雨天行车达到一定速度时,汽车轮胎将与路面彻底脱离,发生十分危险的轮胎完全滑水现象。探索了汽车轮胎受水膜作用而产生滑水现象的机理,讨论了国内外计算轮胎滑水速度的常用方法及其不足之处,并提出了一种... 详细信息

路面湿滑状态影响行车安全性,雨天行车达到一定速度时,汽车轮胎将与路面彻底脱离,发生十分危险的轮胎完全滑水现象。探索了汽车轮胎受水膜作用而产生滑水现象的机理,讨论了国内外计算轮胎滑水速度的常用方法及其不足之处,并提出了一种综合考虑胎-液-路三者特征参数的汽车轮胎滑水速度数值计算方法。研究结果表明,胎压越低、水膜越厚、路面平均纹理深度越小,则轮胎滑水速度越小,汽车出现滑水的可能性越高。该方法有助于科学地指导制定汽车在积水路面的行驶速度控制策略,降低雨天交通事故风险。

关键词：交通工程滑水速度计算方法水膜厚度交通安全

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基于轮胎-路面-水流耦合模型透水沥青路面抗滑性能研究

基于轮胎-路面-水流耦合模型透水沥青路面抗滑性能研究

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作者：王豈长沙理工大学

学位级别：硕士

透水沥青路面具有良好的抗滑性能,为雨天车辆行驶提供了安全保障。降雨天气路面形成一层水膜,降低了路面摩擦系数,同时轮胎受到水流的动水压力作用而被托举产生向上运动的趋势,路面的附着力降低,车辆遇到险情需要紧急制动时需要的制动... 详细信息

透水沥青路面具有良好的抗滑性能,为雨天车辆行驶提供了安全保障。降雨天气路面形成一层水膜,降低了路面摩擦系数,同时轮胎受到水流的动水压力作用而被托举产生向上运动的趋势,路面的附着力降低,车辆遇到险情需要紧急制动时需要的制动距离增大,雨天道路行驶应当控制好行驶车距预留出一定的刹车距离,避免制动不及时发生追尾。当车速过高时,轮胎与路面脱离接触最终发生滑水现象,驾驶员通常对轮胎出现滑水很难感知预判,容易发生打滑失去对车辆的控制,因此雨天行车应该保持一定的安全行驶车速,以车速作为参照,避免发生轮胎打滑。对于透水沥青路面,因其优良的排水能力,其与普通密级配的沥青路面不同,雨天会表现出良好的抗滑水性能。为利于透水沥青路面技术的推广应用,本文通过有限元仿真研究不同因素对车辆滑水速度的影响,对不同沥青路面在不同降雨强度下的轮胎滑水速度和制动距离进行分析,提出雨天车辆在透水沥青路面行驶时的安全行驶车速和车距控制标准,并揭示其抗滑机理。基于CEL流固耦合理论,利用ABAQUS有限元仿真软件建立轮胎-路面-水流耦合模型,根据其它研究人员的试验结果得出水膜厚度和降雨强度的关系;以水膜厚度为参照探究车辆在以摩擦系数区分的OGFC和SMA两种沥青路面行驶时在不同降雨强度下的滑水速度,并提出安全车速标准,分析它们的抗滑机理;对比研究了轮胎充气胎压和轮胎荷载对滑水速度的影响、车辆的行驶车速对轮胎和路面间接触压力的影响。结果表明:轮胎的滑水速度随降雨强度的增大而降低,随着轮胎充气胎压、荷载的增大而增大;车速越高,轮胎和路面间接触压力越低,且随着降雨强度的增大降低趋势加快。由于透水沥青路面良好的排水性能,可以极大地降低路表水对轮胎的托举力,加上其较高的摩擦系数,保证了雨天其与密级配沥青路面相比的良好的抗滑能力,因此其可以设置相对较高的安全行驶车速标准。离散制动过程并设置合理滑移率,解决ABAQUS对于实现轮胎ABS制动的相关局限性,考虑计算耗时选取制动过程中的一个速度区间求解制动时间,预测整个过程的制动距离,分析不同降雨强度和制动初速度下的制动距离,建立安全车距模型,提出车辆在透水路面行驶的安全行驶车距标准。结果表明:车辆的制动距离受制动初速度和降雨强度的影响较大,随着制动初速度和降雨强度的增大而增大,根据安全行驶车距模型在前车静止状态下提出的安全车距能够充分保证行车安全。

关键词：透水沥青路面轮胎滑水流固耦合抗滑性能降雨强度滑水速度制动距离

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路表动水压力计算研究

路表动水压力计算研究

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作者：李强重庆交通大学

学位级别：硕士

在降雨条件下，路表积聚的雨水沿路面合成坡度方向运动，形成一层漫流水膜。车辆高速行驶时，轮胎与路面水膜挤压后产生动水压力，当动水压力达到一定值时，产生车轮沿液面滑移(即“水漂”)现象，致使雨天车辆容易出现侧滑、追尾等交通... 详细信息

在降雨条件下，路表积聚的雨水沿路面合成坡度方向运动，形成一层漫流水膜。车辆高速行驶时，轮胎与路面水膜挤压后产生动水压力，当动水压力达到一定值时，产生车轮沿液面滑移(即“水漂”)现象，致使雨天车辆容易出现侧滑、追尾等交通事故;另外，动水压力的存在使雨水更多地进入路面结构，造成沥青和集料剥离的可能以及材料的老化趋势增加，影响路面的耐久性，导致路面过早破坏。本文以重庆市教委科学技术研究项目“沥青混凝土路面行车动水压力特性研究”（编号KJ100422）为依托，针对路表动水压力计算分析几个关键问题进行相关研究。首先，利用动量定理建立水膜厚度较小（＜2mm﹚以及水膜厚度较大（≥2mm﹚两种情况下动水压力计算模型，分析水膜厚度不同情况下动水压力和水膜厚度、车速、车重之间的关系，并得出滑水速度和其影响因素之间的关系。其次，选定某一车型，设置轮胎的计算参数诸如接地面积、垂直变型等，再利用有限元软件计算出该车型以不同的车速（分别采用60km/h，80km/h，100km/h，120km/h）行驶在不同的水膜厚度（分别采用4mm，6mm，8mm，10mm）路面上所受到的动水压力值。分析车速、水膜厚度与动水压力之间的关系。最后，依据动水压力计算结果，提出在水膜厚度、车速和轮胎花纹深度三方面采取控制措施以减小动水压力所带来的不利影响，为车辆安全行驶提供保障。

关键词：动水压力水膜厚度滑水敏感性分析滑水速度附着系数

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