路面プロファイルおよび走行速度が動的荷重に与える影響

2 . 3 . 路 面 プ ロ フ ァ イ ル お よ び 走 行 速 度 が 動 的 荷 重 に 与 え る 影 響

図 2 - 11 計 算 プ ロ フ ァ イ ル （ I R I = 0 . 5 4，0 . 7 1，0 . 9 9） IRI=0.54mm/m

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

0 20 40 60 80 100

距離(m)

プロファイル高さ（mm）

IRI=0.71mm/m

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

0 20 40 60 80 100

距離(m)

プロファイル高さ（mm）

IRI=0.99mm/m

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

0 20 40 60 80 100

距離(m)

プロファイル高さ（mm）

図 2 - 1 2 計 算 プ ロ フ ァ イ ル （I R I = 1 . 4 1，1 . 7 4，2 . 2 3） IRI=1.41mm/m

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

0 20 40 60 80 100

距離(m)

プロファイル高さ（mm）

IRI=1.74mm/m

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

0 20 40 60 80 100

距離(m)

プロファイル高さ（mm）

IRI=2.23mm/m

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

0 20 40 60 80 100

距離(m)

プロファイル高さ（mm）

図 2 - 1 3 計 算 プ ロ フ ァ イ ル （ I R I = 2 . 6 1，3 . 5 5， 3 . 9 8） IRI=2.61mm/m

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

0 20 40 60 80 100

距離(m)

プロファイル高さ（mm）

IRI=3.55mm/m

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

0 20 40 60 80 100

距離(m)

プロファイル高さ（mm）

IRI=3.98mm/m

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

0 20 40 60 80 100

距離(m)

プロファイル高さ（mm）

IRI=4.97mm/m

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

0 20 40 60 80 100

距離(m)

プロファイル高さ（mm）

図 2 - 1 4 計 算 プ ロ フ ァ イ ル （ I R I = 4 . 9 7）

( 2 ) 検 討 結 果

I R I の 異 な る プ ロ フ ァ イ ル の 路 面 を 走 行 し た と き の “ バ ネ 下 の 鉛

直 加 速 度 ” を “ 振 動 の 強 度 を 表 す 二 乗 平 均 平 方 根 （ 以 下 R M S）” と し て ，“M C D L” を 算 出 し た ． R M S の 計 算 式 を 式 （2 . 9） に 示 す ．

（2 . 9）

こ こ に ，xi： ｉ 番 目 の 加 速 度 （m / s e c²） Ｎ：ｘの 個 数

ま た ，R M S よ り 算 出 し た M C D L と 走 行 速 度 の 関 係 を ， 図 2 - 1 5 に 示 す ．

1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2

10 20 30 40 50 60 70 80

走行速度（km/h)

MCDL

No1 IRI=0.54 No2 IRI=0.71 No3 IRI=0.99 No4 IRI=1.41 No5 IRI=1.74 No6 IRI=2.23 No7 IRI=2.61 No8 IRI=3.55 No9 IRI=3.98 No10 IRI=4.97

図 2 - 1 5 路 面 プ ロ フ ァ イ ル と 走 行 速 度 の 影 響

図 2 - 1 5 よ り ， 次 の 事 項 が 確 認 で き た ．

・ I R I に 関 わ ら ず ， 走 行 速 度 が 大 き く な る と ，M C D L は 大 き く な

る こ と が Q C モ デ ル を 用 い た 計 算 に て 確 認 す る こ と が で き た ．

・ 走 行 速 度 が 一 定 で も I R I が 大 き な 路 面 ほ ど ，M C D L は 大 き く な る 傾 向 が Q C モ デ ル を 用 い た 計 算 に て 確 認 す る こ と が で き た ． こ の こ と か ら ， I R I が 大 き い ほ ど ， M C D L の 値 は 走 行 速 度 に 敏 感 に な り ， 大 き な 値 を 示 す 傾 向 を 示 し た ．

ま た ， I R I が 異 な る プ ロ フ ァ イ ル の 違 い に よ り ，M C D L の 速 度 に 対 す る 変 化 に 違 い が 見 ら れ た ． こ れ は ， Q C モ デ ル が 波 数

0 . 4 2 c y c l e / m（ お よ そ 2 . 4 m の 波 長 に 相 当 ） の 波 数 を 持 っ た サ イ ナ ソ

イ ド 勾 配 に 最 大 の 感 度 ^{1 5 )}を 持 っ て い る た め で あ り ，あ る 走 行 速 度 で 定 速 走 行 し た と き の プ ロ フ ァ イ ル の 波 数 が こ の 波 数 と 一 致 し 加 速 度 が 大 き く な っ た た め だ と 考 え ら れ る ．

こ の こ と を 確 認 す る た め に 走 行 速 度 5 0 k m / h に お い て ，M C D L が

大 き い 路 線 6（I R I = 2 . 2 3 m m / m）に つ い て ，路 面 プ ロ フ ァ イ ル の P S D を 求 め た ． そ の 結 果 を 図 2 - 1 6 に 示 す ．

1.E-10 1.E-09 1.E-08 1.E-07 1.E-06

0.1 1 10 100

Wave Number（cycle/m）

Profile PSD (m2-m/cycle)

図 2 - 1 6 路 線 番 号 6（I R I = 2 . 2 3 m m / m） の 路 面 プ ロ フ ァ イ ル の P S D

Q C ^{モ デ ル が} 5 0 k m / h で 走 行 し た と き の 感 度 が 大 き く な る 波 数 を 計 算 し た も の を 式 （2 . 1 0） に 示 す ．

（2 . 1 0）

式 （2 . 1 0） か ら ， 路 線 6 の 有 す る 波 数 と ，5 0 k m / h で 走 行 し た と

き の 波 数 が 一 致 し て お り ， こ の こ と か ら ，M C D L が 大 き く な っ た と 考 え ら れ る ．

従 っ て ， 走 行 速 度 に 対 す る M C D L の 変 化 が 大 き な 路 線 で は ， 路 面 プ ロ フ ァ イ ル と 走 行 速 度 か ら 発 生 す る 波 数 と ，Q C モ デ ル の 波 数 の 一 致 に よ り ， 加 速 度 が 大 き く な っ た こ と が 原 因 と 判 明 し た ．

0 . 4 2 c y c l e / m×8 0 k m / h÷5 0 k m / h＝0 . 6 7 c y c l e / m

以 上 よ り ，M C D L は 走 行 速 度 に 大 き く 影 響 さ れ る こ と か ら ， 過 去 の 路 面 プ ロ フ ィ ル メ ー タ を 用 い て 走 行 車 両 の バ ネ 下 加 速 度 を 計 算 す る 場 合 ， 計 算 路 線 の 平 均 走 行 速 度 を 調 べ る こ と が 重 要 な こ と が 確 認 で き た ．