路面不平度的测量分析与应用PDF电子书下载

第一章 绪论 1

第一节 车辆与道路 1

一、人与道路 1

二、车辆与道路 1

三、汽车与公路 1

第二节 路面不平度的重要性 3

一、车辆的运行环境 3

（一）车辆的运行环境 3

（二）路面不平度分析的现状 4

（三）路面不平的部分应用实例 4

二、公路运输经济 6

（一）公路交通费用组成 6

（二）车辆营运费用 6

（三）路面平整度的作用 9

第三节 路面不平度的定义 11

一、国际路面不平度分级 11

（一）国际路面不平度分级 11

（二）我国公路等级和国际不平度分级的关系 12

二、路面不平度的定义 14

（一）路面不平度的名词和内容 14

（二）路面不平度的定义 16

第二章 路面不平度的测量和仪器 17

第一节 路面不平度测量仪器的两个重要特性 17

一、路面测量的波长范围和采样间隔 17

二、路面不平度仪器的幅频特性 18

第二节 路面不平度的测量和仪器 20

一、不振动（固定）基准的测量方法和仪器 20

（一）用水平仪作基准测量路面纵剖面 20

（二）用光线作基准测量路面纵剖面 21

（三）用直梁作基准测量路面纵断面 21

（四）直尺及其测量方法 22

二、多轮测平车（随动基准）的性能及测量方法 24

三、动态响应测量（间接测量）的方法和仪器 28

（一）传递函数法 28

（二）颠簸累积仪 28

四、递推基准的路面纵剖面测量仪 33

（一）TRL高速路面计 33

（二）轻便的递推式路面计 43

五、惯性基准路面纵剖面测量仪 46

（一）GMR路面计（美、中、德、澳等计算修正的惯性基准） 46

（二）RST多道路面测试仪（瑞典等，计算修正的惯性基准） 56

（三）APL路面纵剖面仪（惯性摆基准） 61

六、角度基准路面纵剖面测量仪 65

（一）陀螺基准的两种测量仪器 65

（二）AASHO道路纵剖面测量仪 68

（三）真实路形计（三角度求和方案） 73

第三章 不平度分析的数学基础 79

第一节 平衡随机过程 79

一、随机过程 79

二、平衡随机过程 79

三、各态历经随机过程 80

第二节 傅立叶变换 81

一、傅立叶级数 81

二、傅立叶积分 83

三、有限离散傅立叶变换 84

四、离散变换的周期现象 86

五、卷积定理和巴什瓦等式 88

第三节 采样与混淆 90

一、采样的频率混淆 91

二、抗混淆波波和采样频率的确定 92

第四节 数据的预处理和平衡性检验 93

一、数据的预处理 94

（一）去均值（零均值化） 95

（二）去趋势项 95

（三）数字滤波 96

二、数据的平稳性检验 105

第四章 路面不平度数据的表示方法 108

第一节 幅值域的参量估计 108

一、方差估计 108

二、标准差估计 108

第二节 频率域表示——功率谱密度估计 108

一、空间频率n与波长λ 109

二、单道数据——自功率谱密度估计 109

（一）自功率谱密度的定义 109

（二）泄露及加窗 110

（三）自动功率谱密度估计 113

（四）总体平均和频率平滑 114

（五）路面功率谱密度函数的特性及其图形 119

（六）空间频率功率谱密度Gd（n）化为激励功率谱密度Gd（f） 120

（七）频带的累计方差 121

三、多道数据——互功率谱密度估计和凝聚函数 122

第三节 国际道路不平度指数（IRI） 126

一、国际不平度试验（IRRE） 126

二、国际不平度指数（IRI） 127

三、测点预处理和系数矩阵 128

（一）测点间的包容性计算 128

（二）测点间隔的规范化 128

（三）过渡过程和系数矩阵 129

第四节 各种路面不平度指标之间的换算 131

第五章 应用 133

第一节 北京市路面谱分析 133

一、天安门广场和西长安街 134

二、特殊使用条件的三个路段 134

三、筑路材料及数据处理方法的影响 135

第二节 车辆试验道路及试验场 136

一、车辆的自然试验道路 136

二、武器试验场的路面谱 136

（一）承载系振动试验跑道 140

（二）越野道路的定性检查方法 141

（三）试验道路的功率谱密度 142

三、汽车试验场 146

（一）高速环形道 146

（二）可靠性试验坏路 148

（三）山区公路 157

四、承载系试验的路面输入等效法 158

（一）车辆响应等效法和路面输入等效法 158

（二）输入滤波器参数的选择 159

（三）路面输入等效的验证 161

第三节 路面工况的室内模拟试验 163

一、道路模拟试验机 163

（一）室内模拟试验技术的提出 163

（二）MTS道路模拟试验机 163

（三）有效路形和真实路形 165

二、虚拟车辆试验场 165

（一）数据库和建模 166

（二）整车分析 168

第四节 道路工程 168

一、路面结构设计 168

（一）按使用要求设计路面（AASHO法） 168

（二）影响路面平整度的工程因素 169

二、路面管理系统 171

（一）平整度的衰减 171

（二）路面养护管理系统 172

三、路面的使用性能 176

（一）功能性使用性能 176

（二）功能性与结构性使用性能 177

（三）平整度标准 178

参考文献 180

附录：ISO/DIS 8608机械振动—路面纵剖面—测量数据报告方法 182

附录A 报告的范例（资料） 188

附录B 道路纵剖面特性及功率谱密度拟合 191

附录C 使用道路纵剖面统计数据的一般指导 193

附录D 功率谱密度的计算及精度的若干问题 200

附录E 书目 205