[发明专利]一种路面自行车骑行振动预测系统及方法

说明书

本发明公开了一种路面自行车骑行振动预测系统及方法，该方法首先采用压力胶片获取路面‑自行车轮胎的接触界面，随后，以该接触界面为基础，计算单位承载面积(B_u)和平均应力峰间距(Sp_a)。接着，以上述参数为变量，通过本发明提供的计算公式计算得到预测骑行振动值(P_v)。最后，将P_v与本发明提供的骑行者对振动的感知阈值进行对比，可对一段沥青路面的骑行舒适性进行快速、有效的分级和预测。

技术领域

本发明属于交通运输工程技术领域，具体涉及一种路面自行车骑行振动预测系统及方法。

背景技术

众所周知，我国城市广泛采用的沥青路面的表面纹理由于采用的沥青混合料类型、材料特点以及施工工艺的不同，其骑行的舒适性有很大差异。一般认为，沥青路面的表面纹理越粗糙，骑行中骑行者所感知的振动越显著。研究表明，过高的骑行振动水平会阻碍人们对自行车出行的意愿，且长时间处于高强度的振动中对骑行者的健康会产生不利影响。

然而，以机动交通为主导的城市道路建设标准并未充分考虑到自行车骑行者的舒适性。随着社会发展，和“以人为本”的城市建设理念的普及，越来越多的人们开始关注自行车骑行的舒适性。另一方面，当前还尚未出台相应的规范或研究来指导沥青混凝土自行车道的材料设计和既有沥青路面的骑行舒适性评价。因此，本发明所提出的技术方案是十分必要的。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种路面自行车骑行振动预测系统及方法，能够基于沥青路面-自行车轮胎接触界面特征，定量地、准确地评价沥青路面的自行车骑行舒适性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种路面自行车骑行振动预测系统，其特征在于，包括自行车、支撑架、红外热像仪、湿度传感器、固定带、水准泡和压力胶片，其中：

所述支撑架设置在路面上，用于支撑自行车的后轮，使自行车的后轮离地；

所述固定带用于将自行车前轮辐条和前叉固定，防止在测试过程中前轮转动；

所述红外热像仪设置在路面上，用于测定路面测试区域的路表温度，所述湿度传感器用于测定路面测试区域的路表相对湿度；

所述水准泡安装在自行车的前叉上，所述压力胶片放置在路面测试区域上，并在测试开始时，将自行车的前轮压在压力胶片上。

进一步的，所述压力胶片的尺寸为宽10cm-15cm，长15cm-25cm；压力胶片的压力测试量程为0.5MPa-2.5MPa；胶片上染色单元的单位面积不得高于0.016mm²。

进一步的，所述自行车的重量为10kg-25kg。

本发明还提供了一种路面自行车骑行振动预测方法，采用上述路面自行车骑行振动预测系统，具体包括以下步骤：

S1、清除被测沥青路面表面所覆盖的杂物；

S2、使用红外热像仪测定测试区域的路表温度，并使用湿度传感器测定路表的相对湿度；

S3、将自行车后轮放置在支撑架上，使用固定带将自行车前轮辐条和前叉固定在一起，防止在测试过程中差生偏移；

S4、将压力胶片裁剪为需要尺寸，并将其平稳放置在测点；测试未开始时，压力胶片不与自行车前轮胎接触，此时自行车前轮胎处于压力胶片旁边；

S5、测试者先跨立于自行车之中，通过观察水准泡来调整自行车前轮胎的角度；当确定自行车前轮胎与路面垂直时，测试者将自行车前轮胎垂直的放置在压力胶片上；

S6、随后，测试者坐在自行车鞍座上，保持测试状态稳定持续指定时间；