浅析避险车道的设置
浅析避险车道的设置张灿和单位:黑龙江正业勘测设计有限公司避险车道是专
门为减慢失控车辆速度并使车辆安全停车的辅助车道。
避险车道一般为上坡车道,表面为铺满沙石或松软砂砾的制动层。
设置避险车道的原理是把失控车辆的动能
转化为重力势能和抵抗路面摩擦的能量,从而使车辆停下来。
因此,制动层的目
的是增加大型车辆的滚动摩擦阻力,最终帮助车辆停下来,而且这种增加的滚动
摩擦力还能阻止大型车在停车后向后翻转。
如果没有沙石或松软的砂砾层,避险
车道必须设计得更长或坡度更大。
在特定情况下,避险车道也可以是平坡或下坡
车道。
一、避险车道的类型国内避险车道可分为三种类型:重力型、沙堆型、
制动砂床型。
重力型避险车道是靠陡峭的坡度使车辆减速的车道。
重力型匝道是
平行于主线的上坡匝道,它一般是建立在旧路上的。
长陡坡给驾驶人带来的是控
制车辆问题,不仅仅是使车辆停止,而且还不能让车辆进入避险车道后由于重力
返回主线,影响主线上其他车辆正常行驶。
沙堆型避险车道是将松散、干燥的沙
子堆积在上坡的匝道上,靠重力及沙堆阻力来使车辆减速的车道。
沙堆型避险车
道易受天气的影响(雨、雪影响沙堆的稳定性)。
另外,高数值的减速度对驾驶人
及车辆造成的损伤较大。
制动砂床型避险车道是由光滑的、粒径均匀的天然砂砾
铺设在路床上。
制动砂床主要通过砂砾的滚动阻力使失控车辆减速或停止。
它通
常建立在上坡上,因为上坡的重力分力可以增加它的减速效能。
结合紧急避险车道的类型和坡度、材料可以组合成:上坡砂坑型、下坡砂坑型、平坡砂坑型和砂
堆型。
目前,基本不太采用下坡和平坡类型的避险车道,因为它们的制动距离过长,避险车道线形长,工程造价过高,而且制动效果不好。
我国较多采用的是上
坡重力型并结合制动材料减速,效果不错。
二、避险车道的组成一条完善的避
险车道应由流出渐变段、引道、制动坡床、服务道路、强制减弱装置、救助设施
等组成。
(1)流出渐变段:设在避险车道与主线衔接的入口处,长度30~60m;流出渐变段的作用是从主线分离失控车辆,同时尽可能降低失控车辆从主线驶出的
车速。
设置流出渐变段的路段,路基应相应加宽,当条件受限制时,可占用硬路
肩宽度。
流出渐变段的平面线形应尽量为直线或大半径曲线,纵面线形应顺延主
线纵坡后变坡,或完全与主线纵坡一致。
(2)引道:指避险车道中,从主线分离出来的那部分道路,即流出渐变段与制动坡床或服务道路之间的道路。
引道的形状
是一个楔型多边体,其路面结构与主线相同。
引道的作用在于连接主线与制动坡床,使失控车辆在安全的前提下驶入制动坡床。
(3)制动坡床:使失控车辆能在安全的减速下平稳停车的一种路面结构,为松散材料的道路。
制动坡床的宽度不小
于4.5m,坡床集料可选用碎砾石、砾石、砂或豆砾石。
为了尽量减小坡床长度,一般选用豆砾石。
(4)服务道路:与制动坡床平行的供救援车辆行驶的道路,是连接引道的断头路,专供救援车辆救助失控车辆时使用。
服务道路平、纵面线形与
制动坡床一致,宽度不小于4.5m,一般为3.5m—4.5m,路面结构与引道一致,也可以只作简易铺装,但一定要做硬化处理。
(5)强制减弱装置:设在避险车道的末端,制动坡床的顶部,使失控车辆强制减振。
它是防撞、消能的设施。
强
制减弱装置可用砂袋、废旧轮胎堆放,或在制动坡床的U形槽末端设置防撞砂桶。
减弱装置的堆放厚度为0.6m~1.5m。
(6)救助设施:附属在避险车道上,救助失控车辆时必须或可能使用的一些设施,如救助锚栓、照明灯、救助电话等。
三、避险车道的设置 1.设置原则公路连续长、陡下坡路段,当平均纵坡为4%,纵
坡连续长度为3km;车辆组成中大、中型重车占50%以上,且载重车缺乏辅助制
动装置,为避免车辆在行驶中速度失控而造成事故,应在长、陡下坡地段的右侧
山坡上的适当位置设置避险车道。
避险车道为大上坡断头路,避险车道的长度应
根据主线下坡运行速度及避险车道纵坡而定。
另外,避险车道应布置在直线上,入口必须保证车辆能高速安全驶入,入口前应保证足够视距。
避险车道(制动坡床)起点采用0.1m厚,以30m长度渐变至坡床集料总厚度。
坡床集料采用碎砾石、砾石、砂、豆砾石等松散材料。
制动坡床宽度应不小于4.5m,服务道路宽度不宜小于3.5m。
救助锚栓间隔不宜大于90m。
纵断面上变坡处应设置竖曲线。
2.平面布置避险车道必须做成直线,并在事故多发路段的中前段布设。
较
常见的在下陡坡急弯处前,即进入弯道前的直线段的路线右侧外。
避险车道的轴
线与路线边的夹角越小越好,最好在弯道起点的切线延长线上;当受地形条件限
制无法在右侧时也可设置在左侧(除分离式车道外),有条件的宜设置两道或三道,由于驾驶人驾驶失控车辆时思想较为紧张,难以把握时机,当有2~3道避险车
道时就更有保障。
在地形条件允许时避险车道应做得足够长。
由于进入避险车道
的车辆难以自行退出,因此,避险车道应有三个车道的宽度,这样可避免险车碰
险车,出现二次事故的情况。
3.纵面布置必须设置上坡,坡度宜设置成从小到
大的形式。
目前大都采用单一的坡度形式,避险车道的末端都采用一堵墙体加缓
冲设施如轮胎、堆放砂石料等,但险车在较快的速度进入避险车道时易损废,平
头车还会造成司乘人员的伤亡,避险效果较差。
严重超载或刹车严重失灵的车辆,驶入避险车道后仍会有很快的余速。
地形条件限制,避险车道不能做到较长的,
就必须加大避险车道的坡度。
加大坡度是最好的消能方式,但太大了会使缓冲距
离缩短,车辆损坏严重,因此必须有一个从小到大的过程。
纵坡度的变化可根据
回旋曲线的变化方式多段折线设置,并在避险车道的末端做成近似于一个倒1/4的圆弧状的土墙体或钢筋混凝土墙体。
做成上述形式有如下优点:, (1)刚进入避险车道时,避险车道坡度小,阻力也就小,因而驾驶人较能控制方向,能较顺利
地进入。
(2)到达避险车道的中段时坡度逐渐加大,阻力也逐渐加大。
(3)到达避
险车道的末端即使仍有较大速度,车头会向上爬升,此时已经达到最高的消能状态,车尾也同时着地,加大了阻力;可能出现的险情就是侧翻或往后滚翻;但车
辆的速度已明显减小,因而车辆的损伤较轻,司乘人员也较不易受伤。
4.材料
的选用及堆放避险车道内宜采用不同材料,如碎(砾)石和粗砂,碎(砾)石宜进行
筛分处理,尽量使之粒径等同,这样可使之长期处于松散状态,不至于形成大小
嵌锁,防止结块不起消能作用。
有条件的最好选用砾石,砾石无棱角不伤胎。
目
前大都采用堆放单一的材料的方法,它的缺点是险车会突然进入高阻力状态,极
易损坏车辆前桥,失去方向操纵,引起高速侧翻。
材料堆放厚度不宜太厚或太薄,太厚使险车方向容易失控,太薄起不到阻力作用,一般厚度为40cm较合适。
不
同材料宜分三段堆放:第一段粗砂,铺成由薄到厚的三角状,也可铺成40cm等厚;第二段粒径为2cm的碎(砾)石;第三段粒径为4cm的碎(砾)石。
这样做有利
于车辆进入后阻力由小变大的缓冲过程。
各段铺设长度应根据避险车道的总长度
来确定并合理地进行调整,第一段材料应能使险车顺利驶入,确保驶入方向与车
道一致;第二段是起过渡作用的,长度可适当减少;第三段可长一些,以保证有
足够的阻力。