留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

路面平整度PSD和IRI评价方法比较

吴庆雄 陈宝春 奚灵智

吴庆雄, 陈宝春, 奚灵智. 路面平整度PSD和IRI评价方法比较[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(1): 36-41.
引用本文: 吴庆雄, 陈宝春, 奚灵智. 路面平整度PSD和IRI评价方法比较[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(1): 36-41.
WU Qing-xiong, CHEN Bao-chun, XI Ling-zhi. Comparison of PSD method and IRI method for road roughness evaluation[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(1): 36-41.
Citation: WU Qing-xiong, CHEN Bao-chun, XI Ling-zhi. Comparison of PSD method and IRI method for road roughness evaluation[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(1): 36-41.

路面平整度PSD和IRI评价方法比较

基金项目: 

福建省青年科技人才创新基金项目 2005J010

详细信息
    作者简介:

    吴庆雄(1973-)。男,福建南靖人,福州大学副研究员,工学博士,博士后,从事桥梁与结构工程研究

  • 中图分类号: U416.0

Comparison of PSD method and IRI method for road roughness evaluation

More Information
    Author Bio:

    Wu Qing-xiong (1973-), male, PhD, associate researcher, +86-591-87892620, wuqingx@fzu.edu.an

  • 摘要: 为了分析路面平整度功率谱法(PSD) 和国际平整度指数法(IRI) 之间的关系, 采用AR模型模拟满足路面平整度功率谱的路面不平整状态, 采用Newmark β法计算国际平整度指数, 采用最小二乘法得到了PSD法与IRI法之间的关系方程式。研究结果表明: IRI值与路面平度系数的关系为幂函数式, 为了与《公路工程质量检验评定标准》 (JTGF80/1-2004) 所规定的IRI值相对应, 建议在《公路养护技术规范》 (JTJ073-96) 的路面平整度评定等级中增加“极优”项目。

     

  • 图  1  四分之一车模型

    Figure  1.  Quarter car model

    图  2  路面不平整曲线

    Figure  2.  Road roughness curve

    图  3  路面平整度功率谱

    Figure  3.  PSD of road roughness

    图  4  弹簧质体和非弹簧质体的位移

    Figure  4.  Displacements of sprung mass and unsprung mass

    图  5  单一初期值下IIRISq (n0) 关系

    Figure  5.  Relationship between IIRI and Sq (n0) under one initial datum

    图  6  不同初期值下IIRISq (n0) 关系

    Figure  6.  Relationship between IIRI and Sq (n0) under different initial data

    图  7  不同w下路面平整度功率谱

    Figure  7.  PSD of road roughness under different w

    图  8  IIRISq (n0) 的关系

    Figure  8.  Relationship between IIRI and Sq (n0)

    图  9  wa的关系

    Figure  9.  Relationship between w and a

    图  10  wa的回归分析

    Figure  10.  Regression analysis of w and a

    表  1  路面平整度系数

    Table  1.   Road roughness coefficients mm2·m

    路面等级 下限 几何平均 上限
    A 8 16 32
    B 32 64 128
    C 128 256 512
    D 512 1 024 2 048
    E 2 048 4 096 8 192
    F 8 192 16 384 32 768
    G 32 768 65 536 131 072
    H 131 072 262 144 524 288
    下载: 导出CSV

    表  2  路面平整度评价RRQI

    Table  2.   RRQI values of road roughness evaluation

    ≥8.5 7.0~8.5 5.5~7.0 4.0~5.5 < 4.0
    下载: 导出CSV

    表  3  回归分析结果

    Table  3.   Result of regression analysis

    K C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 R2/%
    1 0.6 -0.051 -0.230 45.28
    2 0.6 0.107 -0.389 -0.542 83.42
    3 0.6 0.031 -0.691 -0.360 0.599 96.85
    4 0.6 -0.015 -0.594 0.089 0.493 -0.534 99.13
    5 0.6 -0.004 -0.462 0.012 -0.135 -0.488 0.584 99.74
    6 0.6 0.009 -0.495 -0.256 -0.042 0.347 0.554 -0.639 99.93
    下载: 导出CSV

    表  4  GB/T 7031-1986对应的IIRI

    Table  4.   IIRI values according to GB/T 7031-1986 m·km-1

    路面等级 下限 几何平均 上限
    A 1.70 2.40 3.39
    B 3.39 4.80 6.79
    C 6.79 9.60 13.58
    D 13.58 19.20 27.15
    下载: 导出CSV

    表  5  JTJ 073-96对应的Sq (n0) 值

    Table  5.   Sq (n0) values according to JTJ 073-96

    路面等级 RRQI IIRI/ (m·km-1) Sq (n0) / (mm2·m)
    上限 下限 下限 上限 下限 上限
    8.5 4.00 44.4
    8.5 7.0 4.00 6.00 44.4 100.0
    7.0 5.5 6.00 8.00 100.0 177.8
    5.5 4.0 8.00 10.00 177.8 277.8
    4.0 10.00 277.8
    下载: 导出CSV

    表  6  路面平整度评价建议值

    Table  6.   Proposed values of road roughness evaluation

    路面等级 IIRI/ (m·km-1) Sq (n0) / (mm2·m)
    下限 上限 下限 上限
    A (极优) 2.00 11.1
    B (优) 2.00 4.00 11.1 44.4
    C (良) 4.00 6.00 44.4 100.0
    D (中) 6.00 8.00 100.0 177.8
    E (次) 8.00 10.00 177.8 277.8
    F (差) 10.00 277.8
    下载: 导出CSV
  • [1] 王新明, 王秉纲. 高速公路路面功率谱[J]. 交通运输工程学报, 2003, 3 (2): 53-56. http://transport.chd.edu.cn/article/id/200302009

    Wang Xin-ming, Wang Bing-gang. Expressway pavement power spectral density[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2003, 3 (2): 53-56. (in Chinese) http://transport.chd.edu.cn/article/id/200302009
    [2] GB/T7031-1986, 车辆振动输入路面平度表示方法[S].
    [3] 马荣贵, 宋宏勋, 来旭光. 激光路面平整度检测系统[J]. 长安大学学报: 自然科学版, 2006, 26 (2): 38-41. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XAGL200602009.htm

    Ma Rong-gui, Song Hong-xun, Lai Xu-guang. Pavement roughness measurement system based on laser displacement sensors[J]. Journal of Chang"an University: Natural Science Edition, 2006, 26 (2): 38-41. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XAGL200602009.htm
    [4] Sayers M W, Gillepie T D, Queiroz A V. The international road roughness experiment: establishing correlation and a calibration standard for measurements[R]. Washington DC: World Bank, 1986.
    [5] JTJ073-96, 公路养护技术规范[S].
    [6] 潘玉利. 路面管理系统原理[M]. 北京: 人民交通出版社, 1998.
    [7] 钟阳, 王哲人, 郭祖辛. 对国际平整度指数法的评价[J]. 中国公路学报, 1994, 7 (1): 28-32.

    Zhong Yang, Wang Zhe-ren, Guo Zu-xin. The review of international roughness index[J]. China Journal of Highway and Transport, 1994, 7 (1): 28-32. (in Chinese)
    [8] 李广馥, 崔功凌, 陈页开. 路面平整度测定的IRI标定[J]. 沈阳建筑工程学院学报, 1998, 14 (1): 32-36. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYJZ801.007.htm

    Li Guang-fu, Cui Gong-ling, Chen Ye-kai. Demarcation of pavement roughness by IRI[J]. Journal of Shenyang Architectural and Civil Engineering Institute, 1998, 14 (1): 32-36. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYJZ801.007.htm
    [9] 蔚晓丹. 国际平整度指数IRI作为路面平整度评价指标的研究[J]. 公路交通科技, 1999, 16 (S1): 9-13. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GLJK1999S1002.htm

    Wei Xiao-dan. Research on theinternational roughness (IRI) as the pavement roughness index[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 1999, 16 (S1): 9-13. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GLJK1999S1002.htm
    [10] 钟阳, 潘水强. 中国与美国路面不平整状况的对比分析[J]. 广州大学学报: 自然科学版, 2004, 3 (5): 448-451. doi: 10.3969/j.issn.1671-4229.2004.05.015

    Zhong Yang, Pan Shui-qiang. Comparison of road roughness between China and the United States[J]. Journal of Guangzhou University: Natural Science Edition, 2004, 3 (5): 448-451. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1671-4229.2004.05.015
    [11] Dodds CJ. The laboratory simulation of vehicle service stress[J]. Journal of Engineering for Industry, ASME, 1974, 96 (2): 391-398. doi: 10.1115/1.3438342
    [12] 宋一凡, 陈榕峰. 基于路面不平整度的车辆振动响应分析方法[J]. 交通运输工程学报, 2007, 7 (4): 39-43. doi: 10.3321/j.issn:1671-1637.2007.04.009

    Song Yi-fan, Chen Rong-feng. Analysis method of vehicle vibration response caused by pavement roughness[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2007, 7 (4): 39-43. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1671-1637.2007.04.009
    [13] 唐光武, 贺学锋, 颜永福. 路面不平度的数学模型及计算机模拟研究[J]. 中国公路学报, 2000, 13 (1): 114-117. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGL200001027.htm

    Tang Guang-wu, He Xue-feng, Yan Yong-fu. Mathematical model of road roughness in time domain and its simulation[J]. China Journal of Highway and Transport, 2000, 13 (1): 114-117. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGL200001027.htm
    [14] 金睿臣, 宋健. 路面不平度的模拟与汽车非线性随机振动的研究[J]. 清华大学学报: 自然科学版, 1999, 39 (8): 76-79. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QHXB908.019.htm

    Jin Rui-chen, Song Jian. Simulation of the irregularity and study of nonlinear random vibration of the automobile[J]. Journal of Tsinghua University: Natural Science Edition, 1999, 39 (8): 76-79. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QHXB908.019.htm
    [15] Iwatani Y. Si mulation of multidi mensional wind fluctuations having any arbitrary power spectra and cross spectra[J]. Journal of Wind Engineering, 1982, 8 (11): 5-18.
    [16] Hino M. Spectral Analysis[M]. Tokyo: Asakura Book Co., 1977.
    [17] Hughes TJ R. The Finite Element Method[M]. New York: Dover Publications Inc., 2000.
    [18] Marquardt D. An algorithm for least-squares estimation of nonlinear parameters[J]. SI AMJournal on Applied Mathematics, 1963, 11 (2): 431-441.
    [19] Honda H, Kajikawa Y, Kobori T. Spectra of road surface roughness on bridge[J]. ASCE Journal of Structural Division, 1982, 108 (9): 1956-1966.
    [20] JTG F80/1-2004, 公路工程质量检验评定标准[S].
  • 加载中
图(10) / 表(6)
计量
  • 文章访问数:  736
  • HTML全文浏览量:  212
  • PDF下载量:  859
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2007-07-28
  • 刊出日期:  2008-02-25

目录

    /

    返回文章
    返回