为实现国民经济的持续发展,政府逐年加大干线公路的投资。自1988年沈大、沪嘉高速公路通车,实现了我国大陆高速公路零的突破。十年后,1998年的实际投资高达2188亿元人民币,当年高速公路总里程达到6258km。截止2001年底,据交通部统计,我国高速公路总里程已跃居世界第二,达到19,000km。汽车行驶时,路面的不平会激起汽车的振动。当这种振动达到一定程度时,将使乘客感到不舒服和疲劳,或使运载的货物损坏。同时,路面激起的动载会缩短汽车的寿命,车轮与路面之间的动载的波动还影响它们的附着效果,因而也关系到汽车的主动安全性。提高汽车的行驶速度是提高运输效率的重要途径,但这会使汽车的振动加剧。若同时还要满足上述舒适性、可靠性和主动安全性的要求就得采取有效的措施:一方面要改善路面质量,减少的振动的来源;另一方面要求汽车对路面不平 有良好的隔振特性。车辆工程仅考虑路面不平度对车辆的激励,所以把与路面对车辆激励的各种情况均计入不平度,并按不平度对路面分级。而我国以公路等级来表明汽车使用条件,公路等级和路面不平度之间没有直接关系;在车辆运行中,路面不平激起车辆振动和路面动载荷,它所造成的损坏是该费用中的重要组成部分。同时,不平度是道路维修诊断技术(Present Serviceability Index,缩写为PSI)的重要参数,车辆营运道路的路面不平度也是试验场道路设计和试验规范制订的重要依据。为此,应用长春汽车研究所生产QY-Z1型双迹真实路形计,选取具有代表性的京津塘高速公路、京石高速公路、公路交通试验场、海南试验场的典型路段,进行了路面纵剖面的测量,调研收集了海南高速公路、沈大高速公路的路面谱资料,按照ISO/DIS 8608 路面纵剖面 — 测量数据报告方法进行数据分析,路面不平度用路形图、方差累积曲线、功率谱密度和国际平整度指数表示。通过外时钟数据采集、数据积分、数据预处理(高通数字滤波、去斜率、去均值)、谐量分析和统计分析,得出各路段路形图及方差累积曲线、位移功率谱密度及国际平整度指数,对高等级路面的宏观<WP=69>质量、功率谱密度、参考频率处的和拟合指数之间的关系、国际平整度指数与路面质量、路面功率进行了定量和定性的分析,报告既揭示了高等级路面客观评价中各项指标(、、和)之间的有机联系,也揭示了客观指标和应用指标()之间的区别和联系。通过试验研究得出如下结论1.对多达13个高等级道路不平度进行了谱分析。涉及的功率谱密度、的概念及数据为我国今后高等级道路的分析提供了不同的方法和资料方面的参考。报告了高等级公路路面的功率谱密度曲线图、路形图、方差累积曲线、结果:(1)虽然都是高等级道路的路面,各路段的不平度却表现出相当差别。最小的是公路交通试验场高速环道好样本,其最大值为3,最差的是海南高速公路差样本,其最大值为15.6。(2)同一条道路,不同样本的不平度数值有相当差异:沈大高速公路三个不同路段的不平度相当一致。最大幅值约为4～5。其它两条路不同路段间的不平度差别较大,如海南高速公路的最大幅值为5.6～15.6,相差接近3倍。(3)当预处理的数据长度(样本长)不同时其不平度的最大幅值也就不同,而且数值不容忽视。(4)方差累积曲线和位移功率谱密度包含有相同的信息。但是它的线性坐标和短于某一波长的累积方差都使表达更为直观;而且可以把几条路面的曲线画在同一张图上以便分析比较。所以,它是位移功率谱密度的重要补充。(5)从表4-5可见,全部路面的功率都处在A～C级之内,而且大都处于A～B两个等级之内。它表明了测量分析正确地反映了高等级路面的宏观质量。(6)各路段的谱密度表示于图4-7～图4-20。在表4-5中,表示了不同波长下的功率谱密度、参考频率处的和拟合指数。 <WP=70>这三个参数之间的关系是:当拟合指数为2时,各不同波长下功率谱密度处于相同的路面等级之中,且参考频率处的的数值反映了路面的功率等级。(7)从谱图表4-7中观察路面功率:沈大高速最小,公路交通试验场和海南试验场高环的4个直线段次之,京石、海南的高速大。该结论与方差分析、路形图讨论是一致的。(8)在这些高等级公路中,不论是路面功率的客观指标(方差、功率谱密度)还是应用指标()都表现出相当地差异。即同属高速公路,但路面质量存在有相当差异。2.报告既揭示了高等级路面客观评价中各项指标(、、和)之间的有机联系,也揭示了客观指标和应用指标()之间的区别和联系。3.通过本论文的研究,表明了所采用的测量、分析设备和数据处理方法是可以满足使用要求的。4.在不少位移功率谱密度图上在波长0.3处出现峰值,值得进一步研究。建议1.建议继续研究公共道路平整度和车辆可靠性之间的关系。2.建议继续研究公共道路平整度和乘员舒适性之间的关系。3.开展路面功率谱与车辆载荷谱之间关系的研究。4.建议在一段运行时间后对一些高等级路面进行复测,以掌握其不平度在营运条件下的变化。