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道路 利用 者 の視 点 か ら見 た 高速道 路 の 平 坦 性 につ いて

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Academic year: 2022

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(1)―. 【土 木 学 会 舗 装 工学 論 文 集. 第4巻1999年12月. 】. 道路 利用 者 の視 点 か ら見 た 高速道 路 の 平 坦 性 につ いて 川村 1 2. 正会 員. 正会 員 3. 工博. 日本 道 路 公 団. 工博. 日本道 路 公 団 4. 網 走市 役 所. 路 面 の 平 坦 性 は,路 は,道. 七 五三 野. 北見 工 業 大 学 助 教授. 工博. 正会員. 彰1・. 茂2・. 鈴 木 一 隆3・. 木 村 篤 史4. 工 学 部 土木 開 発 工 学 科(〒090‑8507北. 試 験 研 究 所 舗 装研 究 室 長(〒194‑8508東 試験 研 究 所 舗 装 研究 室(〒194‑8508東 建 設 部都 市 開発 課(〒093‑8555網. 見 市公 園町165番 地). 京 都 町 田 市忠 生1丁 目4番 地) 京 都 町 田市 忠 生1丁 目4番 地). 走 市 南6条 東4丁. 目). 面 性 状 の 中で 最 も道 路 利 用 者 費用 と密 接 な 関 係 が あ る とい わ れ て い る 。 本研 究. 路 の 安 全 性 ・快 適 性 を 含 み,複. 雑 化 ・高 度 化 して い る 高速 道 路 利 用 者 の ニ ー ズ に対 応 す る 技 術. 指 針 策 定 の 一 助 と な る こ と を 目的 と して い る。 本 研 究 は,1)高. 速 道 路 の 平坦 性 調 査 お よび2)高. 走 行 時 に お け る路 面 と 車 の 相 互 作 用 解 析 か ら構 成 され て い る。 最 初 に,高. 速 道 路4路. 速. 線で縦断 プ ロフ. ァイ ル 測 定 を実 施 し,既. 存 の 平 坦 性 評 価 指 標 に よ る路 面 の 現 状 把 握 を行 った 。 続 い て,被. 乗 り心 地 評 価 を 行 い,平. 坦 性 指 標 と乗 り心 地 と の 関連 を検 討 した 。 最 後 に,車. 験者 による. 線 乗 移 り走 行 試 験 を実. 施 し,試 験 結 果 を基 に路 面が 車 の 操 安性 に及 ぼす影 響把 握 に有 用 とな る車 の 運 動 モ デル を作 成 した。. Key Words: Road surface evaluation, IRI, Stability and control, Panel rating, Ride quality, Simulation. 1)は. 性 ・快 適 性 を考 慮 した 路 面 管 理 基 準 作 成 の た め の方. じめ に. 策 を検 討す る もの で あ る。 近 年,レ. ー ザ セ ンサ 等 の 光 学 的 装 置 を用 い た 非. 接 触 測 定 技 術 の 導 入 や 計算 機 に よ るデ ー タ処 理 技 術. 本 研 究 は1)高 速 道 路 の平 坦 性 の現 状 調 査 お よび 2)高 速 走行 時 にお け る路 面 と車 の相 互 作 用解 析 か. の 向 上 に よ り,路. ら構 成 され て いる 。. 効 率 化 が,飛. 面 の プ ロ フ ァイ ル 測 定 の 高 速 化 ・. 1)で. 躍 的 に 向 上 し た 。 これ ら高 速 プ ロ フ. ィ ロ メ ー タ の 出 現 に よ り,道. り迅 速 に行 わ れ. 施 し,既. るよ うにな って き て い る。 一方 ,路 面 プ ロ フ ァ イ ル か ら得 られ る 平 坦 性 は,舗 装 の マ ネ ジ メ ン ト シ ス テ ム を 構 築 す る 上 で,道 利 用 者 費 用 と 最 も 密 接 に 関 係 あ る と さ れ,走 の 安 全 性,快 現 在,建. 行 っ た。 ま た,同. 路 行時. 2)で. 研 究 は,高. 後 の高速. だ ち 掘 れ が 発 生 して い る 高 速 道 路 線 乗 移 り試 験 を実 施 し,わ. そ の 結 果 を 基 に,わ. だ ち 掘 れ が 車 の 操 縦 性 ・安. 定 性 に及 ぼす 影 響 評価 の た め の 車 の運 動 モ デ ル を 作. 速 道路の平 坦性 に. 成 し,計. 車 走 行 試 験 結 果 に 基 づ く車 の. 運 動 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を 通 じ て,道. 乗り. だ ち掘 れ が車 の 車 線 乗 移 り挙 動 に及 ぼ す影 響 につ い て,実 車 に よ る測 定 を行 った 。. 道 路 整備 計画 にお いて 急 務 とされ る課 題 で あ る。 こ の こ と か ら,本. は,わ. の一 区 間 にお い て,車. 設 計 さ れ て お り,今. 後 予 想 さ れ る 高 速 走 行 に 対 応 し,か つ道 路利 用者 の 視 点 に 立 脚 し た 路 面 性 状 評 価 方 法 の 確 立 な らび に. 関 す る 実 態 調 査,実. 坦 性 指 標 と被 験 者 に よ る 乗 り心. 地 評 価 との 相 関 性 につ い て 解 析 を行 い,IRIの 心 地 管 理 指標 へ の 適用 性 につ いて考 察 した 。. 設 さ れ て い る 第 二 東 名 ・名 神 高 速 道 に. 路 面 管 理 基 準 の 見 直 し を 計 る こ と は,今. だち. 一 路 面 に対 して 被 験 者 に よ る 乗 り心 地. 評 価 を 実 施 し,平. 適 性 の み な らず 車 両 の オ ペ レー テ ィ. 計 速 度140km/hで. 存 の 平 坦 性 評 価 指標(IRIやRN,わ. 掘 れ 深 さな ど)を 用 い て 高 速 道 路 路 面 の現 状 把 握 を. ン グ コ ス トに も 大 き く 影 響 を 及 ぼ し て い る 。 お い て は,設. 年 高 速 道 路4路 線 に 関 し て 高 速 プ. ロ フ ィ ロ メー タ に よ る縦 横 断 プ ロ フ ァイ ル 測 定 を 実. 路 ネ ッ トワー ク 上 の. 平 坦 性 を モ ニ タ ー す る こ と が,よ. は,昨. 算 機 シ ミ ュ レー シ ョ ンよ り車 の 操 安 性 解. 析 へ の適 用 性 につ いて検 討 を行 った 。. 路 の走 行 安 全. 1―.

(2) 2)高. 速 道 路 の 平 坦 性 調 査 と 乗 り心 地 評 価. き い ほ う が,路. 面 の 凹 凸 が 大 き く,悪. い状態 であ. る こ と を 意 味 し て い る 。 研 究 段 階 で は あ る が,国. 現 在 供 用 中 の 高 速 道 路 に お い て,路. 面性 状測 定. 内 に お い て も,一. 車 で 縦 横 断 プ ロ フ ァイ ル を 測 定 し,測. 定 区間 の路. を用 い た 路 面 評価 が 実 施 され る よ う にな って き て い. 面 性 状 を把 握 す る と と も に,被 地 評 価 を実 施 した 。 ま た,測. る 。IRIに. 験 者 に よ る 乗 り心. 般 道 路 の や 空 港 滑 走 路5)でIRI. よ る 路 面 評 価 図 を 図‑1に. 示す。. 定結 果 を基 に平坦性. 評 価 指 標 を乗 り心 地 の管 理 指 標 と して の 適 用 性 に つ いて,検 討 を行 った 。 (1)路 面 プ ロ フ ァイ ル の測 定 今 回 の調 査 で 用 いた 路 面 性 状 測 定 車 は,縦 断 プ ロ フ ァイ ル 測 定 に関 して は,非 接 触 光 学 変 位 計 オ プ トケ ー タ と加 速 度 計 を検 出 装 置 に した 非 接 触 型 で あ り,路 面性 状 測 定 車 の測 定 条 件 を表‑1に 示 す 。 ま た,測 り,表‑2に. 定 対 象 と して選 定 した 路 線 は4路. 線であ. そ れ を示 す 。. な お,測 定 結 果 の精 度,信 頼 性 を確 認 す る 意 味 で従 来 使 用 さ れ て い る3mプ ロ フ ィ ロ メー タ,横 断 プ ロ フ ィ ロ メ ー タ を用 い た 低 速 測 定 も一 部 の測 定 区間 で 併用 して いる 。測 定 は,1998年9月. 〜1999. 年2月 にか けて 行 わ れ た。 表‑1路. 面 性 状 車 の 測定 条 件. 図‑1路. RNは. 面 状 態 とIRIの. 路 面 変 位 のRMS値(二. に 相 当 す るProfile れ る も の で,利 RNは,被. 関係. Indexか. 乗 平 均 値 の 平 方 根) ら,Eq(1)に. よって導か. 用 者 の 快 適 さ を 表 した も の で あ る 。 験 者 に よ る5段. 開 発 さ れ て お り,そ. 階 評価 結 果 に 基 づ き. の 値 が 大 き い ほ ど路 面 性 状 が. 良 好 に 保 た れ て い る こ と を意 味 す る 。 両 指 標 は,プ 表‑2測. ロ フ ァイ ル デ ー タ か ら 平 坦 性 を 評 価 す る 指 標 と し. 定 区間. て,現. 在 国 際 的 に 最 も 利 用 さ れ て い る 指 標 で あ り,. 今 回 測 定 さ れ た 路 面 性 状 につ い て 国 際 間 比 較 に も 今 後 適 用 可 能 で あ る 点 を 考 慮 の 上,採. 用 した。. (1) (2)平 坦 性 指 標 に よ る 評 価. 図‑2か. ら 図‑5に 評 価 結 果 の 一 部 を 示 す 。. 前 述 の 測 定 路 面 の 平 坦 性 を 把 握 す る た め に,縦 断 プ ロ フ ァ イ ル に つ い て はIRI(International Roughness. Index)1),2)及. びRN(Ride. Number)3). を用 いて評 価 を行 っ た。 IRIは,各. 国 や 機 関 に よ っ て 異 な る ラ フネ ス を共. 通 化 す る 目 的 で,1986年. に 世 界 銀行 か ら提案 され. た ラ フ ネ ス の 評 価 基 準 で あ る 。2軸4輪. の 乗用 車 の. 1輪 だ け を 取 り 出 した ク ォ ー タ ー カ ー(Quarter. Car). を一 定 の速 度 で 路 面 上 を走 行 させ た 時 の 車 が 受 け る 上 下 方 向 の 運 動 変 位 の 累 積 値 と 走 行 距 離 と の 比 を, そ の 路 面 のIRIと. して い る 。 よ っ て,こ. のIRIの. 大. 図‑2IRIとRNに. ― 2―. よ る 平 坦 性 評 価(中. 央 道).

(3) IRIは. 線 形 性 を 有 す る 指 数 で あ る 一 方,RNは. 線 形 性 を 有 す る こ と 。 ま た,両. 非. 指 数 の路面解析対. 象 周 波 数 特 性 が 異 な る た め に,極. め て 高 い相 関 が. 得 られ る 結 果 と は な っ て い な い 。. 図.3IRIとRNに. よ る 平 坦 性 評 価(東. 北 道). 図‑61甜. とRNと. の 相 関 関係. (3)被 験 者 に よ る 乗 り心 地 評 価 舗 装 路 面 の 乗 り心 地 に 関 す る 被 験 者 に よ る 評 価 は, 道 路 の 利 用 者 に よ る 路 面 評価 手 法 の 代 表 的 な もの で あ り,AASHO道 図‑4IRIとRNに. よ る 平 坦 性 評 価(館. 路 試 験6)を. 起 に,こ. れ まで 各 国. で 数 多 く 実 施 さ れ て き て い る 。1998年12月. 山 道). 験 者 と し て36名 せ,先. に,被. の 男 女 を普 通 乗用 車 の 助 手 席 に 乗. に 測 定 し た 高 速 道 路 の 乗 り心 地 の 主 観 評 価. を 実 施 す る と と も に,前. 節 で 用 い られ た 平 坦 性 指. 標 と の 相 関 分 析 を 実 施 した 。 今 回 の パ ネ ル 評 価 の調 査 条 件 お よ び評 価 対 象 区 間 に つ い て,表‑3,4に. 示 す 。 尚,対. 象 区間は路面. 性 状 測 定 車 の 測 定 結 果 に 基 づ きIRI値. が 大 き い区 間. か ら 小 さ い 区 間 ま で 適 当 に 分 散 して い る 区 間 を 選 定 し て い る 。 レ ー テ ィ ン グ は,200m区 し て お り,各 図‑51IRIとRNに. Path)で. あ り,IRIで. 考 慮 して,100m評. 計 算 して い る 。 一 般 傾 向 と して,IRIが とRNは. 小 さ く な り,ま. 定 で は,4路. 表‑3パ. IRIに. より. 大 き くな る. た そ の 逆 も あ りえ る が,測. 線 の 全 体 を 通 じてIRIの. 後,RNは3前. Wheel. は路 面 の 評 価 対 象波 長 成 分 を 価 区 間 毎 のrunning. 平 均 は1.5前. 後 の 値 を 有 し て い る 。 これ は,IRI. で は 「新 し い 舗 装 」 の 評 価 区 分 に,RNで は 「FAIR」 〜 「GOOD」 の 評 価 区 分 に 相 当 し て お り実 感 と の 対 応 も 良 い。 し か し な が ら 局 所 的 に 路 面 を 見 た 場 合,常 動 車 道 で はIRIが4.6,RNが1以 け ら れ,乗. 磐自. 下 の もの も見 受. り心 地 に 悪 影 響 を 与 え て い る と推 察 さ. れ る 。 測 定 路 面 に つ い て,平 つ い て 分 析 した 図 を 図‑6に. 路 線 毎 の 乗 り心 地 評 価 結 果 を 図‑7,8,9,. 10に 示 す 。. よ る平 坦 性 評 価(常 磐 道). 図 の 測 定 プ ロ フ ァ イ ル は,OWP(Outer. 間 ご と に実 施. 坦 性 指 標 問 の相 関 に. 示す。. ― 3―. ネ ル 評価 の調 査 条 件.

(4) 総 じて,3前 表‑4パ. 後 の 値 を有 す るが,区. に 低 下 す る個 所 も 見 受 け られ,路. ネル 評 価 の 対 象 区 間. 間 に よ って は2 面 の波状特 性 よ. りも段 差 等 の 局 所 的 に特 徴 を変 え る 個 所 の 存 在 が評 価 に影 響 して い る 。 原 因 を特 定 す る た め の 追 跡 調 査 が 今 後必 要 か と思 わ れ る。 1)年 代 の違 い によ る評 価 被験 者36人 の デー タ を 「20代」 か ら 「50代」 ま で4分 割 し,各 々 の 平 均 値 に よ り年 代 に よ る 評 価 の 相 違 に つ いて 検 討 した 。. 路 線 別 で 見 る と,図‑. 11か らは主 な 特徴 と して,他 の 年代 と比 較 して 「40 代 」 の 評 価 が 館 山道 を除 いて 一 般 的 に乗 り心 地 に対 して 、 厳 しい 評価 を行 っ て い る。. 図‑7乗. り心 地 評価(中 央 道). 図‑11年 図‑8乗. 代 別 評 価(路 線 別). り心 地 評 価(東 北 道). 2)そ. の 他 の違 い によ る 評価. 性 別 や 自動 車 運 転 免 許 保 有 の有 無 に よ る 評 価 の違 い は,結. 果 に 顕 著 に 表 れ な か っ た もの の,免. 許の. 保 有 の有 無 で は 図‑12に 見 受 け られ る よ う に,免. 許. 保 有者 はや や 良 い評 価 を下 す傾 向 に あ る とい え る。. 図‑9乗. り心 地 評 価(常 磐 道). 図‑12免. 図‑10乗. り心 地 評 価(館 山道). ― 4―. 許 の 有無 に よる 評価(常 磐 道).

(5) 3)5段. 階 評価 の 分 布. 図 は,全. 被 験 者 に よ る 評 価 は,各 価3)」. の 評 価 が40%以. 価4)」. と な り,ど. い る。. 図‑13に. 上 と多 く,次. したRNと. 「良 い(評. RNと. の 路 線 で も 同 様 な 傾 向 を 示 して. 示 し た5段. わ か る よ う に,評. いで. 価 は. 路 線 に 対 し て の 分 析 結 果 で あ る が,IRI. と 被 験 者 評 価 で はR=0.671と. 路 線 と も に 「普 通(評. 階 評 価 の 分 布 図 か らも. な り,こ. 被 験 者 評 価 と で は,R=0.489と. し た 。 こ の 理 由 と し て は,被. 「普 通 」 を 中 心 と し た 山 形. を 示 し て い る が'中 央 道 の 「非 常 に悪 い(評. 価1)」,. び,各. が,他. の路線の. 主 な 要 因で ある とい え る。. 分 布 割 合 と 比 較 し て 高 く な っ て お り,路. 線 の特徴. 価5)」. 低 い 値 を示. 験 者 の5段. 階 評価 の. 分 布 が 各路 線 と もに 同 様 な 傾 向 を示 して い る こ と及. 常磐道 の. 「非 常 に 良 い(評. の 値 は先 に示. の相 関係 数 の値 と ほ ぼ等 しい。. を 表 現 して い る も の と 考 え ら れ る 。. 路 線 を 同 レ ベ ル で 評 価 しき れ な い こ と等 が. (5)IRIの. 乗 り心 地 管 理 指 標 へ の 適 用 性. 被験 者評価 で. 「良 い 」,「. 個 所 に お け るIRIの. 悪 い 」 と 判 定 され た. 度 数 分 布 を 整 理 し て,乗. り心 地. の 管 理 指 標 と して の 適 応 性 につ いて 検 討 した 。 調 査 手 順 は,以. 下 の 通 りで あ る 。. 手 順1:被. 験 者 評 価 値(200m区. 間 毎)とIRI(50m. 区 間 毎)の. 相 関 分 析 に よ り,相. 関 の 高 い道 路 区 間. を 求 め る。 手 順2:被. 験 者 評価 の 良 い個 所 と悪 い個 所 を抽 出す. る。 図‑135段. 選 定 条 件 は,以. 階 評 価 の 分布. 下 の 通 りで ある 。. 良 い 個 所 … 被 験 者 評 価4・5が50%以 (36人 中18人. (4)平 坦 性 指 標 と被 験 者 評価 値 との 相 関分 析 路 面 性 状 測 定 車 に よ る得 られ る 路 面 の 平 坦 性 評価. 以 上)の. 上 個所. 悪 い 個 所 … 被 験 者 評 価1・2が50%以 (36人 中18人. 指 標 と被 験 者 に よ る 乗 り心 地 評 価 と の 相 関 に つ い て,単 回帰 分 析 を行 った 結果 を 図‑14,15に 示 す 。. 手 順3:被. 上. 以 上). 験 者 評 価 の 良 い ・悪 い 個 所 に お け る 手 順. 1で 抽 出 し た 区 間 のIRI(10m毎)の. 累積度数分布. を求 め る。 管 理 基 準 を 設 定 す るた め の 一 手 法 と して 、 上 記 手 順 に よ る 抽 出 個 所 のIRIの た 。 図‑16に るIRIの. よ り,被. 累積度 数 分布 を利用 し. 験者が. 「良 い 」 と 評 価 し て い. 分 布 は 下 限 値 で0.0〜2.0の. 範 囲 で 狭 く,「 悪. い 」 と 評 価 して い る 分 布 は0.0〜7.0と で い る 。 こ こ で,累 め の 値 を85パ. 広 範 囲 に及 ん. 積 値 を 管 理 基 準 と想 定 す る た. ー セ ン タ イ ル 値 と す る と,被. 主 観 的 な 評 価 が 良 い と き のIRIは1.0〜1.5と 図‑14IRIと. 被 験者 評 価 との 相 関. 図‑15RNと. 被 験 者評 価 との 相 関 図‑16IRI(10m毎)の. ― 5―. 度数分布. 験 者の な る。.

(6) 3)高. 速 走 行 時 にお け る車 の 操安 性 評 価. 運 転 者 が車 の 操舵 を行 っ て た 際 に,車. 表‑6乗. 移 り走行 試 験 の 測 定 デ ー タ. が運転者 の. 意 志 通 り に動 いて くれ る性 能(操 縦 性)と 走 行 時 に 何 らか の 外 乱 が 車 に 作 用 した とき,車 の これ ま で の 進 路 を保 持 しよ う とす る 性 質(安 定 性)は,高 速 走 行 時 の 車 の 快 適 性 の み な らず,安. 全 性 に強 く. 影 響 を及 ぼ す。 特 に,外 乱 に は路 面 の 凹 凸が 関係 す る場 合 も多 い こ とか ら,車 の 操 縦 性 安 定 性 に及 ぼ す 路 面 性 状 把 握 は,路. 面 の 管 理 基 準 を設 定 す る うえ で も,重. 要. な 要 因 とな る。. 表‑7乗. 移 り走行 試 験 箇 所. 本研 究 で は,高 速道 にお ける路 面 が 車 の 操安 性(操 縦 性 ・安 定 性)に 及 ぼ す 影 響 解 析 を 目的 に,わ ち が 発 生 して い る 路 面 に お い て,実. だ. 車 に よ る車 線. 乗移 り走 行 試験 を実 施 した。 試 験 結果 を 基 に,低. 自由度 の車 の操 安 性 モ デ ル を. 構 築 し,路 面 が 車 の 運 動 変 数 に及 ぼ す 影 響 に つ い て,理 論 的 把握 を行 った 。 1)車. 線 乗移 り走 行 試験. 車 線 乗 移 り走 行 試 験 は,車 の操 安 性 を解 析 す る際 の 代 表 的 走 行 試 験 と し て,ま た 運 転 者 の 操 舵 特 性. ま た,測. や 事 故 回 避 性 能 を 知 る た め に用 い られ る 試 験 で あ. 定 結 果 の 一 部 を 図‑7に. 示す。. り,コ ー ス 追 従 性,ロ ー ル 特 性,操 舵 の しや す さ を評価 要 因 と して行 わ れ るの が一 般 的 で あ る。 今 回 の 試 験 は,後 述 され る車 の操 安 性 モ デル 構 築 の 際 の基 礎 デ ー タ とな る こ とを主 目的 と して いる 。 車 線 乗 り移 り走行 試 験 の測 定 条 件,出 力 デ ー タ,測 定個 所 につ い て表‑5か ら7に 示 す。. 表‑5乗. 移 り走行 試 験 の 測 定 条件. 図‑17乗. ― 6―. 移 り走行 試 験 結 果(常 磐 道).

(7) 結 果 よ り,わ. だ ち 掘 れ 量 が 最 も 顕 著 な 常 磐 道 で は,. 重 心 位 置 に お け る 前 後 ・上 下 ・左 右 方 向 変 位 加 速 度 で 最 大0.4g程. 度 に 達 し て い る 。 図 よ り,操. 車 の 重 心 位 置 に お け る 出 力 問 で は,横. 舵角と. 方向加 速度. お よ び ヨ ー レ イ ト に お い て,相. 関 性 の 高 い こ とが. 示 さ れ て い る 。 こ の こ と は,車. の運 動 モ デ ル を構. 築 す る 際 に,操. 方 向加 速 度 お よ び. 舵 角 を 入 力,横. ヨ ー レ イ ト を 出 力 と し た と き,入. 出 力 間 で,あ. る. 程 度 線 形 関係 が 成 立 す る こ と を保 証 す る もの と言 え る 。こ の こ と か ら,横 方 向 加 速 度 と ヨ ー レ イ トのRMS 値 とわ だ ち掘 れ 深 さ との 相 関 につ いて 検 討 した と こ ろ,図‑8に は,相. 示 さ れ る よ う に横 方 向 加 速 度 に つ い て. 図‑19車. の 運 動 モデ ル(操 舵 部含 まず). 関 性 は 見 受 け ら れ な か っ た 。 こ の こ と は,わ. だ ち 掘 れ 量 が 多 く な い こ と な ら び に 乗 移 り距 離 の 設 定 に よ る もの と思 わ れ る 。. (2). (3). (4) こ こ で, δ:操 舵 角,φ:ロ. ー ル 角,1:ホ. s: れ ぞ れ 車 両 重 心 点 と前 後 車 軸 間. ロ ー ル ア ー ム,1f,1r:そ. 図‑18わ. だ ち掘 れ 深 さ と運動 変 数(RMS値)と. の相関. 距 離,I,Iφ:車. イ ー ル ベ ー ス,h. 両 全 体 の ヨ ー イ ン グ 慣 性 モ ー メ ン トお よ. び 車 体 の ロ ー ル 軸 周 りの 慣 性 モ ー メ ン ト,β:す. 2)車. の 操 安性 モ デ ル. 従 来,自. 動 車 工 学 の 分 野 で は車 の運 動 解 析 に数 多. くの モ デ ル が 開 発 され て き て お り,車 動 特 性 分 析 に 際 して は,新 す る よ りは,既. φ,Nφ:ロ. ー ル 剛 性 係 数,Cφ:ロ. m:車. と路 面 間 の. 両 全 体 質 量,ms:ば. ー ル ス テ ア に 関 す る 力,モ. た に解 析モデ ル を開発. 存 モデル を改 良 して用 いるの が一. 3)わ. ね上重心 点 と. 速. だ ち掘 れ が 車の 操 安 性 に及 ぼす影 響 評 価. 先 の 走 行 試 験 で 得 ら れ た 操 舵 角 の デ ー タ を 基 に,4 次 のRunge‑Kutta法. に よ り計 算 機 シ ミ ュ レー シ ョン. を 行 っ た 結 果 を 図‑20,21に. 者 らが これ ま で 一 般 路 に お. 示 す 。. け る操 安 性 解 析 に用 い た 解 析 モ デ ル7)の 諸 元,懸 架 方 式 を修 正 した モデ ル を本 研 究 の解 析 モ デ ル と し て採 用 した 。 本 研 究 で 用 いた モ デ ル は,図‑19で 示 され る3自 由 度 モ デ ル で あ り,車 の 運 動 に つ い て の 入 力 とな る路 面,出. 力(こ. こで は 操 舵 角 で 代 用 さ れ る)と. な る 運 動 変 数 に 関 して,入. 出 力の相 関把握 が容 易. な よ う に低 自由度 モ デ ル を採 用 した 。 次 式 に運 動 方 程 式 を示 す 。 運 動 方 程 式 は,車 に 作 用 す る 横 方 向 の 力 の つ り合 い,ヨ ー イ ン グ モ ー メ ン トの 釣 り合 い,ロ. ー メ. ー ル 粘 性 減 衰 係 数,. ね 上 質 量,hs:ば. 車 の 進 行 方 向 軸 と の 距 離,V:車. 般 的 で あ る。 操安 性 に関 す る車 の運 動 変数 に は,ヨ ー イ ン グ が 多 く用 い られ る こ と ,先 の 測 定 結 果 よ り操 舵 角 と ヨー イ ング には 線 形 性 が 見 受 け られ る こ とな ど を考 慮 して,筆. γ:ヨー 角,γ ン ト,Kφ:ロ. べ り角,. ー リ ン グ モ ー メ ン トの 釣 り合 い 条 件 に よ り. 作 成 され る。. 図‑20計. ― 7―. 算 値 と実験 値 との 比 較(横 方 向 加 速度).

(8) ・IRIの 乗 り心 地 管 理 指 標 へ の 適 用 性 につ い て検 討 を 行 っ た 結 果,被. 験 者 の主 観 的 な 評 価 が 良 い と. き のIRIは1.0〜1.5と なっ た 。 ・わ だ ち 路 面 上 で の 車 線 乗 移 り走 行 試 験 結 果 で は , 乗用 車 の 重 心 位 置 で の 横 方 向加 速 度 のRMS値. と. わ だち 掘 れ深 さ との 相 関性 は認 め られ な い。 ・車 線 乗 移 り走 行 時 に 車 に作 用 す る 横 方 向 加 速 度 , ヨ ー レイ トと 操 舵 角 との 間 に は,あ. る程 度 線 形. 性 が 見 受 け られ る。. 参考文献 1) 図‑21計. Sayers, M., Gillespie, T.D., and Queiroz, C.: InteRNational experiment. 算 値 と実 験 値 と の比 較(ヨ ー レイ ト). to. establish. correlations. and. standard. calibration methods for road roughness measurements, 図 よ り操 安 性 関 連 の車 の運 動 パ ラメ ー タ に関 して,. World Bank Technical PapeR No.45, The World Bank, Washington D.C., 1986.. 走 行 試 験 結 果 と モ デ ル に よ る 計 算 結 果 の 比 較 で は, 2). 概 ね 良 い一 致 を確 認 で き る。今 回 用 い たモ デ ル は,線. Sayers, M., Gillespie, T.D., and Paterson, W.D.O.: Guidelines for conducting and calibrating road roughness. 形 モ デ ル の た め わ だ ち掘 れ 深 さ とモ デ ル の 運 動 変 数 との 間 に 線 形 性 が 成 立 して い る 状 況 下 で は,本 モ. measurement, World Bank Technical PapeRNo.46, The. デ ル は有 効 で あ り,乗. World Bank, Washington D.C., 1986. り心 地 に関 係 あ る 振 動 加 速. 度 等 の物 理 的 評 価 基 準8),9)から,快 適 性 を損 な わ な い た め のわ だ ち 掘 れ 深 さ を予 測 す る こ とは 可 能 で あ. 3). quality from pavement roughness measurements, JouRNal of TRBResearch Record, No.1084, 1986.. る。路 面 の管 理 基 準 に応 用 す るた め の課 題 と して,高 4). 速 走 行 に伴 うタイ ヤ等 の非 線 形特 性 が,走 行速 度,乗 移 り距 離,わ. だ ち掘 れ 深 さ の どの 段 階 で顕 著 に な. 秋 本. 隆,. 姫 野 賢 治,. 川村. 彰,. 福 原 敏 彦:. 5). わ りに. 木 学 会 論 文 集,No.606/V‑41,. 1998. 姫 野 賢 治,. 彰,. 秋本. 隆,. 川村. 福 原 敏 彦:. 走 路 面 の プ ロ フ ァ イ ル 特 性 に 関 す る 研 究, 論 文 集,. 本研 究 の 成果 を以 下 に要 約す る。 ・高 速 道 路4路 線 の縦 横 断 プ ロフ ァイ ル測 定 よ り平 坦 性 評 価 を行 った 結 果,running. 6). No.606/V‑41,. lgg8. 川村. Report 61-E, 1962 彰,. 加 来 照 俊: 車. 路 面 系 の動 挙 動 解 析 に つ. いて, 土 木学 会 北 海 道 支 部論 文 報 告 集, 第42号,. 約1.5m/km,RNは 約3で あ る ことが 分 か った 。 ・平 坦 性 評 価 の 行 わ れ た 路 線 に 関 して ,被 験 者 に. 8). 均 して5. ISO-2631-1: Mechanical vibration and shock-Evaluation VDI. Richtlinie. 2057: Beurteilung. der. Einwirkung. mechnischer Schwingungen auf der Menschen, 1987. った 。. FROM Akira. KAWAMURA.,. ON ROAD .THE POINT Shigeru. 1986. of human exposure to whole-body vibration-Part 1, 1997 9). 段 階 評価 の3(普 通)と な っ た。 評 価 に 際 して 、 「 免 許 の 有 無 」 によ る違 い は顕 著 に 認 め られ な か. INVESTIGATION. 空港滑. 土木学会. Highway Research Record: The AASHO Road Test, HRB Special. 7). IRIは 平 均 して. よ る 乗 り心 地 評 価 を実 施 した 結 果,平. 舗装路. 面 の 絶 対 プ ロ フ ァ イ ル デ ー タ 収 集 シ ス テ ム の 開 発,土. るか な どを把 握 して お く必 要 が あ ろ う。 4)お. Janoff, M.S.: Methodology for computing pavement ride. EVENNESS. OF VIEW. SHIMENO,. OF EXPRESSWAYS. OF ROAD. Kazutaka. USERS. SUZUKI,. Atsusi. KIMURA. The purpose of this study is to contribute making a technical guideline for the road administrators who are responsible for user s needs. In this study, road profiling by a high-speed profilometer is conducted over the expressways in Japan and the evaluation of road evenness is established using the roughness indicators such as IRI and RN. Furthermore, we studied the subjective evaluation of ride quality by means of a rating panel for the expressways. Finally, the dynamic behavior of the vehicle on the rutted road is examined by the lane change test experimentally and by use of a dynamic simulation model of the vehicle theoretically.. ― 8―.

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参照

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