路面不平度統(tǒng)計特性及計算方法介紹

路面不平度函數(shù)是指路面相對于基準水平面的高度,沿道路走向長度I的變化

，也稱為路面縱斷面曲線。（一）路面不平度定義路面不平度統(tǒng)計特性及計算方法介紹用水準儀或路面計可以得到路面不平度函數(shù)。路面不平度的試驗數(shù)據(jù)（一）路面不平度定義5.4路面不平度統(tǒng)計特性路面高度，單位mm路面不平度長度走向，單位m實測證明，路面不平度可以模型化為平穩(wěn)且各態(tài)遍歷的高斯隨機信號。路面不平度通常采用功率譜對其進行描述。概率密度路面高度，單位mm數(shù)據(jù)處理（二）路面不平度的譜描述5.4路面不平度統(tǒng)計特性

路面不平度主要采用路面自功率譜（簡稱功率譜）來描述其統(tǒng)計特性。按照標準規(guī)定，路面不平度對縱向長度I的垂直位移自功率譜密度可用下式擬合表達式。1）空間頻率下路面不平度的位移功率譜①表達式②參數(shù)說明③均方根值表達式路面等級Gq(n0)/(10-6m3)（n0=0.1m-1）σq

/(10-3m)0.011m-1<n<2.83m-1

幾何平均值幾何平均值A(chǔ)163.81B647.61C25615.23D102430.45E409660.90F16384121.80G65536243.61H262144487.22根據(jù)路面不平度系數(shù)的不同，路面不平度8級分類標準（分級路面的頻率指數(shù)W取值為2）A級為最平坦路面，H級為最崎嶇路面思考：路面不平度均方根值代表什么意思？路面類型不平度標準差σq/10-3mGq（n0）

(mm2/m-1)參考等級有硬路面公路瀝青、水泥13424～680C、D卵石222438～3259E礫石174219～5959E鄉(xiāng)間土路路面壓實的171823～2664D、E中等破損的286101～8859E、F破壞的3312305～18615F常見路面的不平度參考等級路面類型不平度標準差σq/10-3mGq（n0）(mm2/m-1)參考等級不鋪路面的公路筑路機修筑201340～2241D、E中等破損的408964～13502F收割過的田地耕地3011465～18557F小草地5025381～31847F履帶車輛行使過的路面中等破損的6030380～52555F、G已毀壞的10063092～127389G、H常見路面的不平度參考等級路面加不平蟲度分罵級圖曲線吵特點乞：①各等糕級的毒位移風(fēng)功率崗譜為傳一斜萄直線趣；②空間才頻率弓越小殲或波回長越末長，繩則功衣率譜租密度穗越大咽。相同掛頻率皂范圍通內(nèi)，猛波長排越長塊，則眨不平圾度幅過值越鞋大。說明雙對區(qū)數(shù)坐瘦標系路面勁不平同度功饅率譜渡特性2）空間替頻率矛下路面禿不平乏度的為速度遙功率謀譜和旬加速葬度功栽率譜①速度還功率舅譜②加速煎度功舒率譜由不黑平度聾函數(shù)q(I)對縱篇向長霉度I的一漁階導(dǎo)言數(shù)和課二階袖導(dǎo)數(shù)，可快得空間笨頻率的速誼度功本率譜昆和加磚速度任功率左譜。當w＝2時，所速度快功率睬譜特衫點？路面羅激勵礙（空間思頻率功率好譜）車輛蹤蝶的振觀動模組型（時間決頻率下的記傳遞象函數(shù)痛）振動貼加速長度等換輸出醫(yī)信號路面企激勵見（時間不頻率功率減譜）空間頻率轉(zhuǎn)化為時間頻率如何序利用忍空間終頻率販路面丙激勵抬求振木動系震統(tǒng)的繁輸出掀？當空偶間頻炒率n或帶臂寬Δn一定疾時，代時間郵頻率f與帶樣寬Δf隨車斤速成屠正比是變化蘋。（三棒）空講間頻恭率與遼時間雕頻率撕的關(guān)自系1）時卡間頻酒率f的定禍義思考荒：如近何關(guān)旨聯(lián)空釀間頻攝率與宗時間奪頻率泉？2）空霜間頻腦率與爛時間遍頻率蔽關(guān)系：即頻偽率：常用芒車速技：36～10醉8k圣m/冬h即u=藝10～30祥m/超s對車沈輛平賭順性蒼有效遞的路銜面波罰長通刻常在所以周，可機以保證時間乓頻率肚范圍0.旅33～28攀.3頑Hz，其鋪覆蓋辮車身別質(zhì)量蕉部分爐的固敵有頻勝率1～2H洋z和車梯輪質(zhì)呢量部涌分固待有頻狐率10～15與Hz。思考禍：有款效的薪路面櫻波長艇如何別確定類？（三收）空值間頻注率與首時間芝頻率居的關(guān)互系①空間房誠頻率擴的功述率譜②時間叉頻率丹的功迷率譜③空間冊頻率晨功率華譜與像時間原頻率我的功勻率譜凱關(guān)系（四）空間頻率功率譜

化為時間頻率功率譜1）空麗間頻扔率功螺率譜織與時想間頻揀率功碌率譜椅的關(guān)請系空間褲頻率開功率鍋譜和辱時間敞頻率扮功率出譜的莊關(guān)系時間貞頻率挎譜Gq(f)空間離頻率仆譜Gq(n)nfu=1殺/2u=1u=2112Gq(f)Δn思考勝：在固巖定的也空間軍頻率妥下，刷空間頂功率益譜及宰其對津應(yīng)的監(jiān)時間哲功率爪譜與騙車速僻的關(guān)解系？2）時鼠間頻功率下籃的路比面功被率譜（頻栽率指鉛數(shù)W＝2）①垂直刑位移顆功率遲譜②垂直掩速度嘴功率零譜③垂直臉加速斬度功拖率譜uGq(n0)對上少式的殲等式做兩邊要取對經(jīng)數(shù)后所作圖熄，得喊到位移納功率卻譜。思考礦：車候速u與路承面不殲平度始系數(shù)島，對相同榆時間伍頻率閘范圍足內(nèi)路面摟位移豈激勵即的影櫻響？①時間繞頻率位移淘功率鐵譜實測盾與仿仙真曲怪線uGq(n0)對上示式的贈等式稱兩邊怠取對昨數(shù)后爸作圖客，得冷到速度荒功率繳譜。思考旱：為編何速扁度功復(fù)率譜悲與頻蔬率無盾關(guān)？②時間充頻率速度劈燕功率瘡譜實測祝與仿淚真曲剪線uGq(n0)對上勞式的潛等式裁兩邊首取對假數(shù)后屋作圖正，得俊到加速救度功畫率譜。思考將：車速u與路衛(wèi)面不搏平度陰系數(shù)，對嫂相同委時間該頻率扮范圍巷內(nèi)路毫面加速床度激猾勵的影繡響？③時間綁頻率加速趁度功銳率譜實測光與仿哪真曲在線（五未）車振輛輸驗入功條率譜風(fēng)與輸隸出功灶率譜睬的關(guān)異系1）單森輸入券系統(tǒng)式中假，為系睜統(tǒng)響生應(yīng)x對輸熊入信巷號q的的呀幅頻鋒特性愁的模2）多越輸入拾系統(tǒng)式中秘，為系旨統(tǒng)輸引出對欠輸入充的頻謝率響翁應(yīng)函掌數(shù)矩乒陣為系睜統(tǒng)輸靈入的鍬功率暖譜矩卡陣（自功肝率譜是＋互童功率紡譜）為輸簡出信救號的竭功率鞋譜矩校陣思考陰：如扔何推杏導(dǎo)？（五綢）車衣輛輸殊入功系率譜鄭與輸而出功純率譜廈的關(guān)租系舉例傳：雙搶輸入亮雙輸忌出系糠統(tǒng)輸繪出信巾號功趨率譜塵計算式中孕，其中莖：1、輸纖出譜極矩陣地的對護角線挺元素希為輸瞞出信享號的庸自功勺率譜蘆。對息輸出接信號亡的自頭功率潑譜進篇行積細分才植能得疼到輸細出信域號的鋪均方憶值。2、頻憶率響鋒應(yīng)函樹數(shù)的恐譜矩公陣中悔，各述元素絡(luò)分別含為單輸節(jié)入系捏統(tǒng)的頻拾響函米數(shù)，牌例如潮，求罪解此愉頻響響函數(shù)群時，辰可令則其它突輸入烈信號限為0。式中苗，練習(xí)：試推導(dǎo)輸出信號自功率譜表達式答：路面輸入系統(tǒng)模型對輸出信號功率譜進行積分后開方，得到評價指標的均方根值，可利用其進行平順性評價。所需籃參數(shù)臘？若想獲得所需的輸出信號，需要確定哪些量？對多視輪車艇輛，番如何鞠求路圾面輸?shù)氲娜β式樽V矩范陣？（六仗）多囑輸入棉系統(tǒng)臘的路舒面功桑率譜堡矩陣1）四曉輪汽歌車的位路面枯功率萄譜矩懂陣四個命車輪環(huán)不平杰度函耀數(shù)的各傅里功葉變寺?lián)Q為

路面對汽車左、右兩側(cè)共四個車輪有激勵作用，因此會產(chǎn)生包括自譜和互譜在內(nèi)的16個譜量

2，3，4），其中有12個譜量兩兩共軛?；プV自譜左、零右輪殖跡間察的互湯譜可凍以表斬示為可由沖左、桐右兩非個輪劫跡的高相關(guān)牛函數(shù)廊予以書確定①互譜曉的確誼定相關(guān)直函數(shù)察的獲茫取試驗澤結(jié)果①互譜務(wù)的確罰定因此，相關(guān)函數(shù)可根據(jù)具體的輪距B，以及實車測得的進行曲線擬合獲得。數(shù)據(jù)擬合另外席，通凡常汽血車左仰、右念車轍凡的相惠位譜繩，快且認律為兩慶個輪瘡跡x（I）、y（I）的媽統(tǒng)計柏特性本相同勇，即①互譜噸的確掏定－－誦路面疫不平豬度的災(zāi)自功致率譜所以路面增對四見輪汽慌車輸胸入的貝譜矩冠陣最侵后可梳以表參示為②四輪掠車輛綠的路濫面輸數(shù)入譜觀矩陣令則其中明：③時間且頻率將下的框譜矩跡陣再令則時割間頻能率的桂路面攀譜矩以陣為其中漢：2）履兩帶車翁輛的管路面歡輸入證功率盈譜矩鴿陣設(shè)第制一個有負重杠輪的卵路面俗不平久度為則第i個負拆重輪譯的路辦面不告平度廟為為第i個負因重輪頸相對料第一肝個負溫重輪鞭的距得離，2）履槍帶車旁輛的東路面晃輸入渡功率削譜矩卵陣對路兩面激頸勵進克行傅耕立葉預(yù)變換鑰得：為x（I）的鑰傅立憐葉變獄換其中其中特點悠：由努于只涼考慮迅單側(cè)代路譜測，所及以沒持有用弄到相眾關(guān)函興數(shù)本小濾節(jié)難母點：空間囑頻率蒼與時鵝間頻譜率的鑼功率敵譜關(guān)創(chuàng)系，石與車筑速關(guān)倒系本小鑰節(jié)重蛋點：路面燦不平林度的殊空間盞頻率蜓描述空間元頻率榮與時何間頻柜率的劉功率典譜關(guān)罪系，愁與車起速關(guān)懂系車輛靈輸入該功率斑譜與局輸出國功率慶譜的巡壽關(guān)系四輪洽汽車乳的路裙面輸被入譜狀矩陣四輪些汽車漫的路收面輸謝入譜衡矩陣本小炒節(jié)總惠結(jié)雙對抵數(shù)坐馬標系今