随着中国高速公路运输服务规模不断扩大，交通流量持续增长，物流配送需求不断增加，货车向多轴化、重型化发展的趋势显著，主导车型由两轴载重汽车逐步发展为五、六轴半挂式半挂汽车列车。在有效提升货物运转量的同时，具有载质量大、质心高度高、车辆结构复杂特点的半挂汽车列车也存在交通事故多发、事故后果严重等问题，尤其是在高速公路弯坡路段，由于道路线形复杂、驾驶人的操作行为不当，在恶劣天气下极易导致半挂汽车列车横向失稳，从而引发重大交通事故。当前有关货车交通安全的研究主要以单体货车和平曲线为主，很少从理论层面深入研究半挂汽车列车在三维弯坡组合道路上的动力学特性。与此同时，中国现行公路标准规范中详细规定了道路的平面线形和纵断面线形的标准。由于弯坡组合线形对车辆运行安全的影响要远高于单一线形，从车路适应性的角度出发，研究道路环境、车辆状况、驾驶行为与半挂汽车列车运行安全之间的关系，进一步确定弯坡组合线形设计的安全性，对于高速公路行车安全、运营管理和服务水平的提升具有深远意义。
　　在此背景下，本论文以六轴半挂汽车列车为研究对象，基于车辆动力学理论，深入分析半挂汽车列车几种常见的横向失效的基本形式及其原因，对半挂汽车列车在弯坡路段的运动学特性进行理论分析和建模计算;在此基础上，针对半挂汽车列车开展了弯坡道路可靠性设计研究。主要研究内容如下:
　　(1)在对半挂汽车列车弯坡道路行驶受力分析的基础上，建立了半挂汽车列车单轮-三轴等效模型并进行了弯坡道路行驶动力学分析，得到与道路几何参数、车辆质量和结构参数、车辆运行速度、制动强度等多变量参数相关的各等效轴荷解析式，进一步建立牵引车双轮.双轴等效力学模型和半挂车双轮.单轴等效力学模型，以牵引车和半挂车为分离体，分别进行了弯坡道路行驶动力学分析，得到与弯坡道路参数、车辆质量和结构参数、车辆运行速度、制动强度等多变量参数相关的各轴等效轮荷解析式，采用MATLAB/Simulink仿真软件，选取典型弯坡组合路段进行仿真分析，得到不同弯坡路段组合牵引车与半挂车的轮荷转移特性曲线和各轴左右轮荷横向转移系数曲线，为后续弯坡路段的运行安全分析奠定理论基础。
　　(2)在分析侧滑失效的基本类型和原因的基础上，建立了牵引车、半挂车弯坡道下坡行驶侧滑失效力学模型，进行了侧滑失效力学分析，求得牵引车、半挂车整车侧滑失效多元解析函数，利用该函数可以求解在一定车辆载荷与结构条件下，弯坡道路参数、道路状况、车辆运行状态的安全阈值;分析了牵引车、半挂车各轴弯坡道下坡非制动抱死边界条件，建立了牵引车、半挂车各轴弯坡道下坡非制动抱死侧滑失效数学模型，求得牵引车、半挂车各轴侧滑失效多元解析函数，利用该函数可以求解在一定车辆载荷与结构条件下，满足牵引车、半挂车稳态循迹运行的弯坡道路参数、道路状况、车辆运行状态的安全阈值，并进行牵引车、半挂车制动抱死侧滑失效仿真分析。该研究结果为半挂汽车列车侧滑失效分析、弯坡道路设计、车辆安全运行提供理论依据。
　　(3)分析了半挂汽车列车侧倾失效和侧翻失效的基本类型和原因，建立了弯坡道行驶牵引车双轮.双轴弹性悬架力学模型和半挂车双轮.单轴弹性悬架力学模型，进行了牵引车和半挂车外侧倾、内侧倾动力学分析，建立了牵引车、半挂车各轴悬架的外侧倾角数学模型和牵引车、半挂车质心偏移量数学模型，求得了牵引车、半挂车瞬态外侧翻失效多元解析函数，并对典型弯坡道路组合进行侧倾特性和外侧翻失效进行仿真分析。该研究结果为半挂汽车列车侧倾特性和外侧翻失效分析、弯坡道路设计、车辆安全运行提供理论依据。
　　(4)进行了半挂汽车列车在弯坡道路的运行安全可靠性分析。基于可靠性理论，将复杂道路环境和驾驶员操纵行为等诸多因素作为随机变量考虑，建立了半挂汽车列车侧滑和侧翻失效的功能函数，利用蒙特卡罗模拟法，通过车辆动力学仿真试验最终计算出与不同超高和纵坡相对应的圆曲线半径的建议值，为现行弯坡路段设计提供补充性建议。