چکیده.............................................. 1
فصل اول: کلیات تحقیق
1-1 تعریف کلی مسأله............................... 2
1-2 نیاز به مطالعه در مورد مسأله.................. 3
1-3 اهداف و فرضیات تحقیق.......................... 5
1-4 سازماندهی پایان‌نامه........................... 5
1-5. دامنه اثر مسأله در جامعه علمی و اجتماع........ 7
1-6. محدودیت‌ها و چارچوب‌های پروژه................... 8
فصل دوم: ادبیات تحقیق (کاوش در متون)
2-1 پیش زمینه..................................... 9
2-2 قوس قائم...................................... 9
2-2-1 انواع قوسهای قائم......................... 11
2-2-2 مشخصات قوس قائم از نوع سهمی درجه دوم...... 12
2-2-3 قوس قائم در AASHTO ....................... 15
2-2-4 روندهای جدید در قوس قائم:................. 17
2-3 قوس افقی ..................................... 18
2-4 ویژگی‌های جابجایی، فرمان وسواری وسیله نقلیه..... 20
2-5 تعادل وسیله نقلیه در منحنی‌های افقی............. 24
2-6 فاکتورهای اصطکاک جانبی......................... 30
2-6-1 ماکزیمم فاکتورهای اصطکاک جانبی............. 30
2-6-2 آسایش انسان و شاخص‌های توده توپی (Ball - Bank).. 31
2-6-3 حداقل شعاع برای انحناهای افقی.............. 35
2-7 سرعت عملکرد روی قوس افقی....................... 37
2-7-1 هماهنگی بین شیب‌های قائم و افقی............. 37
2-7-2 توصیه‌هایی در خصوص ارتباط نیمرخ طولی و پلان مسیر 39
2-8 سرعت طرح...................................... 42
2-9 بربلندی........................................ 43
2-9-1 مقادیر حداکثر بربلندی...................... 45
2-10مدل‌های مختلف برای پایداری وسیله نقلیه.......... 46
2-10-1 مدل جرمی نقطه‌ای Point- Mass Model.............. 46
2-10-2 مدل دوچرخه‌ای (Bicycle Model).................. 47
2-10-3 مدل دومحوری Two- Axle Model.................. 48
2-11 نرم‌افزارهای شبیه‌سازی پایداری حرکت وسایل نقلیه. 49
2-11-1 نرم‌افزار NADS dyna......................... 49
2-11-2 نرم‌افزار VDANL............................ 50
2-11-3 نرم‌افزار VDMROAD.......................... 50
2-11-4 نرم‌افزار Truck SIM.......................... 50
فصل سوم: فرایند شبیه‌سازی با نرم‌افزار Truck SIM
مقدمه ............................................. 52
3-1 ظرفیت‌های Truck SIM............................... 52
3-2 دلایل انتخاب نرم‌افزار Truck SIM جهت انجام تحقیق... 54
3-3 داده‌های ورودی نرم‌افزار Truck SIM................. 55
3-3-1 داده‌های ورودی- وسیله نقلیه................. 56
3-3-2 داده‌های ورودی- هندسه راه................... 57
3-3-3 داده‌های ورودی، اعمال بار................... 59
3-3-4 داده‌های ورودی- ضریب اصطکاک................. 60
3-4 پردازش داده‌ها در Truck SIM....................... 61
3-5 دستیابی به نتایج در Truck SIM.................... 61
3-6 محدودیتهای برنامه Truck SIM...................... 63
فصل چهارم: جمع‌آوری اطلاعات
4-1 مقدمه.......................................... 64
4-2 موضوعات موردنظر............................... 65
4-2-1 انتخاب ساختار جاده......................... 65
4-2-2 مقادیر انحنا و بر بلندی.................... 65
4-2-3 شیبها و قوسهای قائم........................ 65
4-2-4 نسبت بین انحنا (شعاع) قوس ملایم‌تر و قوس تندتر 66
4-2-5 انتخاب وسیله نقلیه طرح..................... 66
4-3 انتخاب نحوه و توزیع بار........................ 68
4-3-1 قوانین و مقررات حمل و نقل بار در راههای ایران 70
4-3-1-1 قوانین و مقررات مربوط به ابعاد......... 70
4-3-1-1-1 قوانین و مقررات مربوط به طول (محدودیتهای طول) 70
4-3-1-1-2 حداکثر عرض مجاز انواع وسایل نقلیه با بار 73
4-3-1-1-3 قوانین و مقررات مربوط به ارتفاع (محدودیتهای ارتفاع) 74
4-4 فرایند مدلسازی................................. 74
4-4-1 فرآیند مدلسازی- قوس ساده................... 74
4-4-2 فرآیند مدلسازی – قوس معکوس................. 74
4-5 کالیبره کردن و توسعه نتایج(با استفاده ازمدل ریاضی) 79
فصل پنجم: تحلیل اطلاعات و ارائه نتایج
5-1 نتایج......................................... 98
5-2 نتیجه‌گیری در مورد هریک از طوالات یا فرضیات تحقیق 99
5-3 نتیجه‌گیری در مورد کل تحقیق..................... 100
5-4 کابردهای علمی و تئوری.......................... 101
5-5 توصیه‌ها و پیشنهادات............................ 101
منابع و مآخذ....................................... 102
منابع فارسی....................................................... 102
منابع انگلیسی...................................... 103
پیوست.............................................. 108
چکیده انگلیسی...................................... 117
عنوان انگلیسی...................................... 118
تعهدنامه اصالت پایان‌نامه........................... 119
فهرست جداول
جدول 2-1 گروه سرعت طرح برای درجه‌بندی راه................ 14
جدول 2-2 گروه‌بندی سرعت طرح.............................. 14
جدول 2-3 ضریب‌های اصطکاک جانبی........................... 15
جدول 2-4 مقادیر شعاع حداقل (برحسب متر) برای سرعت طرح و بربلندی‌های مختلف 16
جدول 4-1 حداقل شعاع لازم برای قوس افقی ساده 3D درسرعت‌های مختلف طراحی (e=4%) ................................81
جدول 4-2 حداقل شعاع لازم برای قوس افقی ساده 3D درسرعت‌های مختلف طراحی (e=6%).....................................81
جدول 4-3 حداقل شعاع لازم برای قوس افقی معکوس درسرعت‌های مختلف طراحی (e=4%)........................................82
جدول 4-4 حداقل شعاع لازم برای قوس افقی معکوس درسرعت‌های مختلف طراحی (e=6%)........................................83
جدول 4- 5 حداقل شعاع لازم برای قوس افقی معکوس 3D درسرعت‌های مختلف طراحی (e=4%)............................83
جدول 4- 6 حداقل شعاع لازم برای قوس افقی معکوس 3D درسرعت‌های مختلف طراحی (e=6%)............................84
جدول 4- 7 مقادیر سرعت واژگونی (چپ شدن)در قوس معکوس با دور e=4%.......................................................................85
جدول 4- 8 مقادیر سرعت واژگونی (چپ شدن)در قوس معکوس 3D با دور e=4%...............................................................86
جدول 4- 9 مقادیر سرعت واژگونی (چپ شدن)در قوس معکوس با دور6% e=......................................................................87
جدول 4- 10 مقادیر سرعت واژگونی (چپ شدن)در قوس معکوس 3D با دور6% e=............................................................88
فهرست اشکال
شکل 1-1 فلوچارت سازماندهی تحقیق.................... 7
شکل 2-1 انواع قوسهای قائم محدب و مقــعر............ 11
شکل 2-2 قوس قائم محدب متقارن....................... 12
شکل 2-3 اجزای قوس قائم مقعر نامتقارن............... 15
شکل 2-4 اجزای قوس افقی ساده........................ 18
شکل 2-5 نیروی گریز از مرکز و نیروهای مقاوم در برابر آن در طول حرکت وسیله نقلیه بر روی قوس افقی ....................... 19
شکل 2-6 سیستم محور‌های مختصات محلی و درجات آزادی وسیله نقلیه 20
شکل 2-7 مدل ماشین سواری دارای سیتم تعلیق مستقل و 7 درجه آزادی 22
شکل 2-8 نیروهای مرکز گریز شعاعی وارد بر وسیله نقلیه 25
شکل 2-9 نیروها و لنگر‌های وارد بر مرکز جرم وسیله نقلیه در طول حرکت روی قوس افقی....................................... 28
شکل 2-10 نمو نه ای از شاخص Ball-bank................. 32
شکل 2-11 زوایای موثر در محاسبه شاخص Ball-bank........ 35
شکل 2-12 مقایسه بین حداقل شعاع قوس ارائه شده در AASHTO و روابط chang.............................................. 37
شکل 2-14 طرح قوس افقی در محل قوسهای قائم........... 40
شکل 2-15 طرح نیمرخ طولی مسیر با خط مستقیم.......... 40
شکل 2-16 طرح نیمرخ طولی مسیر با خط مستقیم.......... 40
شکل 2-17 مشاهده دست اندازها از فواصل دور روی سطح جاده 41
شکل 2-18 خط مستقیم کوتاه بین قوسهای معکوس پلان در محل برجستگی نیم رخ طولی............................................... 41
شکل 2-19 پدیدار شدن زاویه تند در قوس قائم.......... 41
شکل 2-20 ارتباط بین پلان و پروفیل طولی مسیر......... 42
شکل 2-21 مدل دوچرخه................................ 48
شکل 2-22 مدل 2 محوری............................... 49
شکل 3-1 فلوچارت سازماندهی تحقیق.................... 50
شکل 3-2 مدل پایداری کامیون در Truck SIM......................................................................................52
شکل 3-3 صفحه اصلی نرم افزار Truck SIM................................................................................................54
شکل 3-4 صفحه انتخاب و ویرایش مشخصات وسیله نقلیه.......................................................................55
شکل 3-5 صفحه تعیین مشخصات هندسی طرح..............................................................................................57
شکل 3-6 ایجاد هندسه جاده و مشخصات آن با استفاده از Road: 3D surface 59
شکل 3-7 صفحه تعیین مشخصات ابعادی و وزنی وسیله نقلیه................................................................60
شکل 3-7 خروجی نرم افزار به صورت انیمیشن............................................................................................. 62
شکل 3-7 خروجی نرم افزار به صورت پلات.....................................................................................................63
شکل 3-8 نمونه ای از یک خودرو SUV...........................................................................................................64
شکل 4-1 ابعاد ومشخصات کامیون WB-15درآیین نامه AASHTO...........................................68
شکل 4-2 یک نمونه کامیون WB-15................................................................................................................69
شکل 4-3 یک نمونه کامیون کمپرسی جام دار (Dump Truck)........................................................69
شکل 4-4-نمونه هایی از مشکل کاهش دید سایر وسایل نقلیه در مقابل وسیله نقلیه طویل............................................... 71
شکل 4- 5- نمایش حداکثر طول مجاز کامیون دو محور......... 71
شکل 4-6 -تصویر حداکثر طول مجاز کامیون سه محور......... 72
شکل4- 7- تصویر حداکثر طول مجاز تریلی ۴ محور و بیشتر.... 72
شکل 4-8-تصویر حداکثر طول مجاز تریلرهای خودرو بر........ 72
شکل 4-9- تصویر حداکثر عرض مجاز کامیون متوسط باری..... 73
شکل 4-10- روند مدلسازی و انواع ترکیب سه بعدی قوس ساده 73
شکل 4-11- فلوچارت مدلسازی قوس افقی ساده 3Dدر نرم‌افزار Truck SIM 75
شکل 4-12- روند مدلسازی و انواع ترکیب سه بعدی قوس معکوس 76
شکل 4-13- فلوچارت مدلسازی قوس افقی معکوس 3D در نرم‌افزار Truck SIM 77
شکل 4-14- صفحه اصلی ورود اطلاعات در SPSS............ 78
شکل 4-15- حداقل شعاع لازم برای قوس 3D درسرعت‌های مختلف طراحی (e=4%)................................................... 80
شکل 4-16- حداقل شعاع لازم برای قوس 3D درسرعت‌های مختلف طراحی (e=6%)................................................... 89
شکل 4-17- حداقل درصد افزایش شعاع لازم برای قوس معکوس درسرعت‌های مختلف طراحی
(e=4%)-وسیله نقیله=کامیون WB-15................. 90
شکل 4-18- حداقل درصد افزایش شعاع لازم برای قوس معکوس درسرعت‌های مختلف طراحی
(e=4%)-وسیله نقیله=کامیون کمپرسی جام دار(DUMP TRUCK) 90
شکل 4-19- حداقل درصد افزایش شعاع لازم برای قوس معکوس 3D درسرعت‌های مختلف طراحی
(e=4%)-وسیله نقیله=کامیون WB-15................. 91
شکل 4-20- حداقل درصد افزایش شعاع لازم برای قوس معکوس 3D درسرعت‌های مختلف طراحی
(e=4%)-وسیله نقیله= کامیون کمپرسی جام دار(DUMP TRUCK) 91
شکل 4-21- حداقل درصد افزایش شعاع لازم برای قوس معکوس درسرعت‌های مختلف طراحی
(e=6%)-وسیله نقیله=کامیون WB-15................. 92
شکل 4-22- حداقل درصد افزایش شعاع لازم برای قوس معکوس درسرعت‌های مختلف طراحی
(e=6%)-وسیله نقیله= کامیون کمپرسی جام دار(DUMP TRUCK) 92
شکل 4-23- حداقل درصد افزایش شعاع لازم برای قوس معکوس3D درسرعت‌های مختلف طراحی
(e=6%)-وسیله نقیله=کامیون WB-15................. 93
شکل 4-24- حداقل درصد افزایش شعاع لازم برای قوس معکوس3D درسرعت‌های مختلف طراحی........................................
(e=6%)-وسیله نقیله= کامیون کمپرسی جام دار(DUMP TRUCK) 93
شکل 4-25- مقایسه مقادیر درصد‌های حداقل افزایش شعاع در قوس ساده در دور‌های e=4%و e=6%
وسیله نقیله=کامیون WB-15.......................... 94
شکل 4-26- مقایسه مقادیر درصد‌های حداقل افزایش شعاع در قوس ساده در دور‌های e=4%و e=6%
وسیله نقیله= کامیون کمپرسی جام دار(DUMP TRUCK)... 94
شکل 4-27- مقایسه مقادیر حداقل شعاع در قوس 3D (e=4%) 95
شکل 4-28- مقایسه مقادیر حداقل شعاع در قوس 3D (e=6%) 95
شکل 4-29- مقایسه مقادیر درصد‌های حداقل افزایش شعاع در قوس معکوس در دور‌های e=4%
و e=6% وسیله نقیله=کامیون WB-15................... 96
شکل 4-30- مقایسه مقادیر درصد‌های حداقل افزایش شعاع در قوس معکوس در دور‌های e=4%
و e=6% وسیله نقیله= کامیون کمپرسی جام دار(DUMP TRUCK) 96
شکل 4-31- مقایسه مقادیر درصد‌های حداقل افزایش شعاع در قوس معکوس3D در دور‌های e=4%
و e=6%-وسیله نقیله= کامیون WB-15.................. 97
شکل 4-32- مقایسه مقادیر درصد‌های حداقل افزایش شعاع در قوس معکوس3D در دور‌های e=4%
و e=6%-وسیله نقیله= کامیون کمپرسی جام دار(DUMP TRUCK) 97
فهرست روابط
رابطة 2-1............................................... 10
رابطة 2-2............................................... 14
رابطة 2-3 .............................................. 25
رابطة 2-4............................................... 25
رابطة 2-5............................................... 26
رابطة 2-6............................................... 26
رابطة 2-7............................................... 26
رابطة 2-8............................................... 26
رابطة 2-9............................................... 26
رابطة 2-10.............................................. 27
رابطة 2-11.............................................. 27
رابطة 2-12.............................................. 27
رابطة 2-13.............................................. 28
رابطة 2-14.............................................. 31
رابطة 2-15.............................................. 35
رابطة 2-16.............................................. 41
رابطة 2-17.............................................. 41
