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本文以低等级及农村公路安全防护设施为研究对象,通过对常用的安全防护设施的功能、形式、规格、设置方法、造价等的分析比较,结合北京市农村公路的实际交通构成及交通事故特点,从最大限度的保障人、车安全,降低事故严重度的角度出发,提出适用于农村公路经济、技术条件的安全防护设施的选用及布设原则,研发适用于低等级公路、穿村镇公路及低等级公路交叉口的高吸能、经济、耐久的新型护栏及缓冲防撞系统,并以此为农村公路交通安全防护设施设置的决策提供依据。主要包括以下研究内容: 明确了低等级及农村公路的范畴及作用,分析了目前农村公路交通安全防护设施在选用和设置中的不足。通过调研北京市低等级公路、穿村镇公路以及低等级公路交叉口的公路交通条件,确定了不同运行速度条件、不同几何线形、不同交通组成、不同路侧条件下,低等级公路、穿村镇公路以及低等级公路交叉口安全防护设施需要达到的防撞等级需求。 建立了用于安全防护设施及产品评价的计算机碰撞仿真分析模型,确定了模型的关键参数,主要包括模型的连接处理、接触处理、材料及控制参数设置等。通过单元试验以及实车碰撞试验结果的对比,对计算机碰撞仿真分析的车辆和护栏模型的可靠性进行了评价,误差标准达到相关要求,模型可以用于护栏等安全防护设施的结构优化设计和安全性评价。 结合低等级公路、穿村镇公路以及低等级公路交叉口的使用需求与环境特点,通过研究护栏等安全防护设施或产品的结构型式、结构强度、基础形式、景观效果、施工工艺等,开发了结构简单、便于施工、造价低廉的低等级公路、穿村镇公路以及低等级公路交叉口的新型安全防护设施及产品,并从使用效果和经济性两个方面对各种交通安全设施的适用性进行了分析。采用计算机仿真分析的方法,验证了玻璃钢和橡胶材料的特性,开发了新型的玻璃钢材料模型,可应用于护栏结构的设计中;开发了具有防撞能力的吸能桶,进行了防撞型吸能桶的锚固方法研究及防撞能力研究。