长大下坡振动减速带合理间距研究(获奖论文)

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与　　　　　公　路　汽　运　　　　　　　　　

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第5期　

2008年9月

长大下坡振动减速带合理间距研究

王水生1,张　奎2

(1.湖北省林业勘察设计院,湖北武汉　430079;2.湖北华捷工程咨询监理有限公司,湖北荆州　434100)

摘　要:运用行车动力学理论,考虑车辆在长大纵坡下坡路段加速性能,计车速为前提,进行振动减速带设置间距的研究,、速带的设置间距。分析显示,车速越高,效降低车速。最后,对研究结果进行了讨论。

关键词:公路交通;振动减速带;;中图分类号:U491.5:1671-2668(2008)05-0042-02

　　因素。,车速与交通事故之。根据2004年我国公安部发布的交通事故白皮书,仅超速行驶一项造成的事故数就占到事故总数的12.45%,而导致的死亡人数更是高达17.19%。长大下坡作为山区公路与城市道路中常见的线形,往往是造成车辆超速失控的重要诱因。尤其是重型载重车辆的超载快速行驶更易引发重大、恶性交通事故。由于前方道路线形变化情况在视觉上不明确,驾驶员无法作出及时有效的反应,造成判断、操作失误,事故形态表现为侧翻或在对向车道相撞。此外,连续长大下坡路段频繁制动引起的制动失灵也是诱发交通事故的原因之一。对道路进行速度控制可以有效降低事故率及事故的严重程度。

减速带是进行速度控制的较为有效的方法。其基本原理是主动在公路特殊路段设置某种突起设施,当汽车以高速通过其上时,会产生激烈的机械振动,使驾驶员产生不舒服感,从而使驾驶员自觉、主动降低车速,确保行车安全。目前,国内外已采用的减速带主要有道钉减速带、热塑振动减速带、水泥台减速带、路面凹形槽减速带、驼峰式减速带和减速丘等。20世纪80年代以来,国内外对减速带减速效果和几何设计进行了大量研究,但研究的减速带多适用于小区低速运行车辆。在高速道路或公路上,振动减速带一般都设置于长大纵坡路段或弯道入口处。设置间距对于减速带的使用效果有很大影响,而目前对设置间距的理论研究相对薄弱。本文从行车动力学理论出发,对振动减速带设置间距理论模型进行研究。

1　振动减速带模型的建立

1.1　基本假设

1)车辆在纵坡上行驶时,如果没有设置振动减

速带,汽车运行在最不利状态。但是当运行至曲线路段时,采取措施保证车辆的横向稳定(即驾驶员在纵坡上不采取任何制动措施,车辆将持续加速;行驶至曲线上时,如果车速增加过高,驾驶员将控制车速保证车辆不发生侧滑)。

2)驾驶员看到振动减速带后,便以一定的减速

度进行减速行驶,直到通过减速带,车速降低到期望状态。

3)设置振动减速带后,车辆的最高车速不超过设计车速。即当车速达到设计车速时,振动减速带就发挥作用。1.2　振动减速带模型

根据行车动力学的基本原理,汽车在下坡路段的加速行程计算公式如下:

S=

v2

2

λvPv+Qv+(W-ψ)12.96g

1

(1)(2)

D=Pv+Qv+W

2

δ为汽车的惯性力系数;λ为动力因数;v1为式中:

初速度(km/h),v2为终速度,即设计车速(km/h),且v1<v2;P、Q、W与车型参数有关,对同一车型,

它们是常数;ψ为道路阻力系数,ψ=(f+i)/λ;f为滚动阻力系数,与路面类型有关;i为道路纵坡度;D为海拔荷载修正系数,一般取1。1.2.1　纵坡路段

依据行车动力学,汽车在下坡路段处于加速行

　总第128期　　　　　　　Highways&AutomotiveApplications　　　　　　　　　　43驶状态。根据1.1的假设,当纵坡上设置振动减速带后,车辆分为2个不同的运动阶段,即在看到振动减速带以前的加速运动和看到减速带以后的减速运动,2个阶段的运动距离分别记为S1和S2。其中,S1为式(1)的计算结果,即汽车由初速度v1运行至设计车速v2时的加速行程;S2为减速至v3所运行的距离,可按下式计算

:

S2=

2a

2

2

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安全车速,也就是说,当车速达到这一安全车速并有

超过的趋势时,就有必要设置振动减速带强制其降低车速,保证路段的行车安全。

综合各种减速设施的减速效果,保守采用10km/h为振动减速带的减速效果,计算不同车速、不同坡度对应的振动减速带设置间距,计算结果如表1、图1～2所示。

表1　/%

5321

(3)

式中:v3为车辆经过振动减速带后的车速,v3=v2-Δv;Δv为减速带的减速效果;a为汽车的制动减速度,取-2m/s2。

则振动减速带的间距

S=S122a

2

2

(/m100120

26272830

4142444648

495052545659

697274778185

98103108114121130

156169184205233274

+2

v+Qv+(W-ψ).962

1

(4)

计算第一条减速带时,v1取汽车进入坡顶时的运行车速;随后的计算过程中,取v1=v3。

1.2.2　纵坡与弯道衔接路段

纵坡与弯道衔接路段也是事故多发地点。车辆从长大纵坡行驶至弯道时,由于车速过快,有发生侧滑的危险。因此,曲线上应该加密减速带,以保证车辆不发生侧向滑移。由汽车横向稳定方程得到横向稳定下的最大车速

vhmax=

图1　减速效果为10km/h时减速带间距与坡度的关系

R(φh+ih)(5)

式中:vhmax为车辆在弯道上的速度(km/h);R为弯

道半径(m);φh为横向附着系数;ih为超高。取vmin=min[v2,vhmax],如果vmin=v2,则说明纵坡上的最大车速可以满足车辆在弯道上的横向稳定性,减速带设置间距在衔接路段不变,仍然按照式(4)计算;如果vmin=vhmax,为了保证汽车在弯道上的横向稳定性,衔接路段减速带设置间距应该减小,按照式(3)计算,使车辆进入弯道之前持续减速,直至达到vhmax。

图2　减速效果为10km/h时减速带间距与车速的关系

2　结果分析

根据式(4)可以看出,振动减速带设置间距与路

段设计车速、纵坡坡度、减速带的减速效果有关。

国内外研究显示,当道路运行车速比设计车速高20km/h时,事故率会大幅度增加;当运行车速比设计车速低10km/h时,道路事故率较小。为了研究减速带的设置间距,选择设计车速10km/h为

从图1和图2可以看出,当车速≤100km/h时,减速带间距与坡度呈线性负关系;当车速>100km/h时,减速带与坡度成抛物线关系,减速带间距随坡度的变化加快。

由图1可以看出,车速不变的情况下,车速<80km/h时,减速带设置间距随坡度变化的关系不明显,可以认为,如果车速<80km/h,对于不同的坡度可以采用相同的减速带设置间距;当车速≥80km/h时,减速带设置间距随坡度的增加变小。

由图2可以看出,坡度不变时,设置间距随车速的增加而增大。在条件许可时,可考虑采取防滑路面和振动减速带的组合,以提高减速效果。

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2008年9月

雾天高速公路交通事故成因分析及安全对策

曾志伟

(长沙理工大学,湖南长沙　410076)

摘　要:在介绍雾的定义以及雾所引发的高速公路事故特点的基础上,成因及对高速公路交通安全的影响,提出了预防雾天交通事故的建议和应对措施关键词:公路交通;雾;可见度;交通事故;中图分类号:U491.3　　　　　　　文献标识码:B-)05-0044-04

　　随着经济的增长,快,通车里程不断增加通车以来,至,达19453km,;到2004年,我国高速公路通车总里程超过3.4万km …… 此处隐藏：2914字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……