高速公路下坡路段缓坡安全性设计研究

高速公路下坡路段设置缓坡的目的是降低货车行驶的速度,减少制动毂使用,提高连续下坡路段的安全性,现有规范对连续下坡路段缓坡设计指标的规定不够详细,且缺乏不同缓坡最小长度的规定。根据当前货运主导车型的实际情况,选取东风DFL4251A15六轴铰接列车主导车型,对货车在下坡路段的受力状态进行分析,将发动机制动条件下保持货车匀速的下坡坡度作为缓坡临界纵坡,并提出了连续下坡路段货车采取不同制动档位时,不同运行速度对应的缓坡坡度值。根据受力分析结果和制动毂温度降温模型,分别提出了基于货车速度降低特性和制动毂降温特性的缓坡坡长。结果表明:发动机制动时货车保持匀速行驶的缓坡均小于规范规定值;基于货车速度折减特性的缓坡坡长均大于规范中最短坡长的规定值,说明缓坡设计最小坡长应根据缓坡的作用确定。     

长大下坡路段货车制动器温度变化规律研究

为深入了解公路长大下坡路段货车制动器温度的变化规律,采用铰接列车开展了货车制动器温度检测实车试验。基于实测数据分析了货车制动器温度在下坡过程中的变化规律。研究结果表明:公路连续下坡路段铰接列车的挂车制动器温度远高于牵引车制动器温度;货车不同的行驶条件下,其制动器温度变化趋势存在一定的一致性,具有"同升同降"的特点;公路连续下坡路段的纵坡值大小是影响驾驶员制动行为的关键因素,公路连续下坡路段的纵坡设计中应严格控制陡坡设计,尤其是连续陡坡。     

基于驾驶员人因的高速公路长大连续下坡路段线形组合设计方法

为建立基于驾驶员人因的山区高速公路长大连续下坡路段线形组合设计方法,通过大型货车自然驾驶试验,研究了驾驶员动态视觉参数在长大连续下坡路段的分布特性及线形组合对驾驶员视觉的影响规律,提出了长大连续下坡路段线形组合设计控制指标和标准.首先通过长大连续下坡路段自然驾驶行为试验,获取了驾驶员眼动参数;其次利用主成分分析法,建立了长大连续下坡路段驾驶员视觉负荷强度模型;最后提出了基于驾驶员视觉负荷强度的长大连续下坡路段纵坡组合及平纵线形组合设计方法.研究结果表明:传统的陡-缓-陡纵坡组合模式设置的缓坡并没有减轻驾驶员行车过程中的视觉负荷,长大连续下坡路段应尽可能采用单一纵坡模式进行展线;相邻坡段坡度差宜控制在1.5％以内,条件受限时也不应超过2.3％;直坡段宜将直坡组合度控制在0.02 m-1以内,弯坡段宜将弯坡组合度控制在0.25m-1以内、条件受限时应控制在0.45 m-1以内.     

长大下坡货车制动器温度模型

为了研究在道路长大下坡上载重货车制动器热衰减的温度曲线,应用能量守恒理论建立了载重货车在发动机制动和排气制动时制动器温度预测模型.通过在高速公路长大下坡路段进行制动器测温试验,得到了制动器在不同制动方式、载重时的连续升温数据和连续上坡时的连续降温数据;同时通过室内台架试验,得到了载重货车发动机功率曲线.最后通过试验数据...     

长大下坡持续制动温升试验研究

汽车在长大下坡路段交通事故不断,主要原因是车辆制动器的制动热衰退现象。针对这一问题,选一典型货车作试验车辆,穿越太行山的晋—焦高速公路作为试验路段,并对数据进行了处理和分析。结果表明:随着下坡坡长的增加,制动鼓及制动蹄片的温度明显增加,车辆便会有安全隐患,试验分析结果给驾驶员在长大下坡时提供了制动鼓温升情况起到了一定的安全提示作用。     

高速公路连续下坡路段货车制动毂温升模型修正研究

为使下坡路段货车制动毂温升模型更加符合货车制动毂温度变化规律,提高连续长大下坡路段的安全性,从而更好地指导连续下坡路线纵断面设计,基于连续下坡路段货车制动毂温升机理,通过对长下坡路段主导车型的行车动力学以及热力学分析,对同济大学制动毂温升模型进行修正,在同济模型以三轴载重货车为主导车型的基础上,采用与规范和实际中更符合的东风六轴铰接列车为主导车型,并在发动机辅助制动工况条件下,利用雅西高速3处连续长大下坡路段对该修正后的模型进行了实车验证。结果表明:修正温升模型得到的温升曲线与实测温升曲线更贴合,且修正模型预测的温度与实测温度间的差异随坡长的增加逐步减小,平均差异为16.5℃,低于修正前模型温度与实测温度的平均差异41.5℃。制动毂在3段下坡的预测温度与实测温度间的平均温差分别为21,12.4,21.4℃,均未超过25℃,且温度变化趋势基本一致,说明修正后的温升预测模型精度更高,货车制动毂温升修正模型能更好地预测连续下坡路段的货车制动毂温升状况。     

高速公路连续长大下坡交通事故与线形特征分析

连续长大下坡路段安全问题突出,大型重载货车失控事故频现,在对连续长大下坡路段交通事故数据和道路设计指标调查的基础上,分析了连续长大下坡路段交通事故特性与车辆运行特性,分析了平曲线半径与事故率的关系,运用数理统计方法建立了平均纵坡与事故率的回归模型.分析结果表明,连续长大下坡路段的事故原因是不同车型间速度差过大,部分车头间距不满足80 km/h的停车视距要求,平曲线曲率越大、平均纵坡越大事故率越高.     

山区高速公路长大下坡路段界定标准研究

以山区高速公路长大下坡界定标准为研究对象,通过分析连续下坡路段交通事故的特点,提出采用分析下坡过程中的主制动器的温升方法来定量地界定高速公路长大下坡路段.研究采用路段典型大货车的温升试验和回归分析的方法,建立了典型大货车在长大下坡路段无辅助制动情况下的主制动器温度预测模型,并计算出下坡过程中主制动器温度达到200 ℃时,不同平均纵坡对应的坡长,并据此提出了山区高速公路不同平均纵坡对应的长大下坡路段界定标准.     

基于安全与效率的交通事件下高速公路长大下坡限速值

选取冲突率和排队长度分别作为安全与效率的表征指标,通过对交通事件下车辆换道和最小跟驰安全间隙的分析,建立了长大下坡路段元胞自动机模型规则和仿真方案,得到了冲突率和排队长度随不同限速值的变化规律.根据安全与效率对限速值变化的灵敏度不同,采用加权平均方法计算最优限速值.最后,基于货车制动毂温度预测模型验证限速值对货车的适用范围.研究结果表明:三级服务水平下,平均纵坡为3％,4％,5％的长大下坡的限速值分别为60,60,50 km·h-1;四级服务水平下,平均纵坡为3％,4％,5％的长大下坡的限速值均为50 km·h-1;对于货车要进一步根据极限坡长进行判断,若实际坡长小于极限坡长,则采用仿真限速值,反之采用制动毂温度预测模型计算货车限速值.     

山区高速公路连续下坡路段驾驶员特性分析

本文依托四川雅泸高速公路长大纵坡路段行车安全对策研究项目,开展了针对山区高速公路连续下坡路段驾驶员特性分析,重点阐述了货车驾驶员在连续下坡路段驾驶行为特征问卷调查统计结果,以及车辆在连续下坡路段行驶时驾驶员皮温、脉搏、皮肤导电水平等生理指标的变化趋势,以进一步把握山区高速公路连续下坡路段驾驶员特性。分析结果表明货车驾驶员对于长大下坡的危险意识不够,并且存在相当数量的驾驶员有把下坡误认为是平坡或上坡的经历。在下坡过程中驾驶员生理指标总体呈上升趋势,接近坡底时呈下降趋势,驾驶员在连续下坡路段容易出现紧张情绪。     

北京国道G110拟建线方案连续下坡路段制动失灵风险分析

为减少连续下坡路段货车制动失灵的风险,设计人员有意将坡度放缓.连续下坡路段设计展线放坡到何种程度为宜,是公路行业非常关注的问题.笔者以国道G110(北京延庆县城-昌平德胜口)拟建线连续下坡方案为例,采用货车制动毂温升模型定量分析不同坡度、坡长条件下货车制动失灵风险,为设计人员、管理人员在连续下坡纵坡技术指标选择或方案决...     

汶马高速公路长大下坡路段设计对策及管控措施研究

高海拔山区高速公路面临长大下坡与冰冻积雪双重危险因素，极大地影响其运营安全。以四川省汶川至马尔康高速公路为例，通过合理降低越岭隧道标高、在连续长大下坡段插入缓坡或反坡、设置服务区或停车区、加宽硬路肩形成大货车车道等设计方法，实现连续长大下坡分段非连续化，为大货车刹车毂降温主动提供条件。从被动措施方面介绍了交通安全设施的设计原则，提出了长大下坡路段和冰冻积雪路段安全管控措施。     

基于发动机制动与电涡流缓速器联合特性的山区公路连续长大下坡路段辅助减速车道研究

目前重型货车在下长大坡路段持续制动极易引起行车安全问题。本文提出在长大下坡路段增设辅助减速车道,在一定程度上可缓解下坡压力。因此,引入温升模型,计算车辆下坡失速模型,确定下坡安全距离,以此为缓速车道设计提供依据。首先对发动机制动和电涡流缓速器联合作用下对重型汽车下坡进行研究。其次根据车辆系统动力学,进行汽车下坡能力分析。结合对汽车在制动鼓安全温度阈值内的汽车安全下坡距离的研究,得到下坡安全距离最长坡长为10 km左右,行驶坡度平均范围为3%～7%。基于此确定辅助减速车道的设定位置。     

连续下坡路段刹车毂温度预测分析与应用研究

我国将重型车辆刹车毂的温度作为控制纵坡设计的依据,但随着交通运输行业的发展,主导车型从12 t重车模型逐渐转变为30 t、40 t、49 t的重型车,此类车辆以原纵坡控制指标难以保障安全行驶。为了详细分析这一安全性偏差,基于载重货车刹车毂温度预测模型,以12 t、30 t、40 t与49 t的重型车辆为研究对象,对溧阳至宁德高速公路某连续下坡路段刹车毂温度进行预测。结果表明,大型及以上重车在极限指标下确实存在安全性风险,且其风险与车重及下坡距离呈正相关;结合案例现场地形,分析了目标路段载重车制动失效区域,并基于下坡路段重车能量控制原理,确定了工程措施中避险车道设置及重车能量综合控制措施。     

发动机制动与电涡流缓速器联合制动下长大下坡路段辅助减速车道位置设置研究

目前重型货车在下长大坡路段持续制动极易引起行车安全问题,在长大下坡路段增设辅助减速车道,在一定程度上可缓解下坡安全问题。通过理论研究行车制动器自动过程中温度变化模型,以制动器热衰退临街温度为阈值确定下坡安全距离,以此分析确定辅助减速车道的位置设置合理区间。首先对发动机制动和电涡流缓速器联合作用下对重型汽车进行下坡能力分析,通过对行车制动器安全温度阈值内的汽车安全下坡距离的研究,确定不同坡度下车辆下坡行驶安全距离,得到下坡安全距离最长坡长为10km左右,基于此确定辅助减速车道的设定位置。     

高速公路连续长大下坡终点与主线收费站间的净距研究

针对山区高速公路中存在连续长大下坡后接主线收费站的情形,考虑到主线收费站的设置位置不仅影响着高速公路的服务水平,还影响到收费站处的交通顺畅以及收费人员的安全,因此对高速公路连续长大下坡与主线收费站间的净距研究是有必要的。通过对连续长大下坡终点后设置主线收费站的影响因素进行分析,选择以载重汽车作为计算车型,研究载重汽车在连续长大下坡行驶时制动器的温度情况;根据制动力矩与制动器温度的关系,及驶完连续长大下坡之后载重汽车制动器制动性能的衰减情况与平均坡度、坡长的关系,以最不利情况取值,考虑载重汽车的满载状态,得出在无辅助制动下可以保证载重汽车制动器仍有效的连续长大下坡坡度与坡长值,提出制动器的减速度最大衰减系数,从而可以计算出在连续长大下坡之后载重汽车制动器所能提供的减速度;最后建立了基于驾驶员标志视认距离、汽车减速距离和驾驶员判别收费站内车道距离的净距计算模型,提出在不同设计速度和过渡段纵坡坡度下,连续长大下坡终点与主线收费站之间净距的建议值。结果表明:在驶完连续长大下坡后载重汽车制动器仍有效的情况下,连续长大下坡终点与主线收费站间的净距和载重汽车制动器制动性能的衰减程度有关,且在设计速度一定的情况下,过渡段纵坡坡度越大,连续长大下坡与主线收费站间的净距越小。     

基于台架试验的长下坡路段满载中型货车制动风险阈值研究

货车在长下坡过程中为保证行驶安全需要连续制动,容易导致制动器温度不断上升而出现热衰退现象,严重时会导致制动失效和车辆失控,进而发生恶性交通事故。通过台架模拟试验测试了长下坡路段满载中型货车制动鼓温度的变化过程,建立了组合预测模型,分析了不同制动初始速度下鼓式制动器温度的变化规律,得出不同制动初始速度对应的制动器失效温度风险阈值和最大临界制动次数。结果表明:制动初速度越大,制动频次越高,制动器就越容易达到失效状态;当制动鼓发生"热衰退"现象后,其制动效能下降速率也会随着初速度的增大而增大;同时在预测制动风险时,对单一预测模型进行适当组合,可以提高预测精度、减小预测误差。     

基于货车刹车毂温升模型的高速公路长纵下坡缓坡设置

应用PIARC刹车毂温升模型,研究了高速公路长纵下坡路段按设置缓坡和单一坡度展线两种方式下,货车到达坡底时刹车毂的温度、刹车毂温度达到200℃和260℃时离坡顶的距离3项刹车毂温度特征数据,通过对比分析得到两种展线方式下货车刹车毂升温速度特性、刹车毂升温与车辆总重规律关系和不同货车运行速度条件下刹车毂升温特性。经研究发现,单一坡度方式下货车到达坡底的刹车毂温度相较设置缓坡方式温度更低,其升温速度与下坡距离呈线性相关关系。货车运行速度相等时,随着车辆重量的增加,两种方式下货车到达坡底时刹车毂温差逐渐缩小。重量一致时,随着运行速度的变化,温度差变化不大;同时发现货车刹车毂温度达到200℃和260℃时距坡顶距离的变化规律与纵坡长度有关,得到纵坡坡长15km、20km两个界线点,当坡长小于临界坡长时,采用单一坡度展线比设置缓坡时距离坡顶的距离大,升温速度相对慢,超过临界坡长之后采用设置缓坡展线优于单一坡度展线形式。     

基于辅助制动长大下坡路段鼓式制动器温升预测模型

建立辅助制动条件下长大下坡路段刹车鼓温度预测模型,为避险车道的设置提供理论依据。以国道108线青海省境内翻越日月山段长大下坡为研究对象,利用Racelogic VBOX iii设备,采集16组东风天龙半挂牵引车行车速度数据,通过非线性回归分析方法,建立辅助制动条件下刹车鼓温度与坡度、坡长、速度和初始温度的预测模型。结果表明,在辅助制动条件下,大货车刹车鼓温度不仅与坡度、坡长和初始温度有关,而且与车速也有很大关系,同时,与非辅助制动条件相比,辅助制动条件下的刹车鼓温度梯度(单位坡长制动鼓的温度变化)约减小24.7%。     

基于交通事故多发位置的区间平均纵坡控制指标研究

我国《公路路线设计规范》对高速公路连续长大纵坡路段的平均纵坡与连续坡长进行了规定,但平均纵坡≥3%的规定在应用时掌握难度较大,针对该问题开展了补充研究。根据对已建高速公路连续长大纵坡路段平均纵坡控制指标采用情况的调查分析,2008年前为了克服高差和降低工程造价,采用最大纵坡+短缓坡段连续拉坡现象较为普遍,最大纵坡为5%时,任意连续3 km平均纵坡较容易超过4.25%,任意连续5 km以上平均纵坡在3.5%左右的情况较多,任意连续10 km平均纵坡超过4.0%的较少,缺少平均纵坡控制指标的规定,造成纵坡设计随意性较大。根据对高速公路平均纵坡与交通事故关系及连续长大纵坡路段交通事故多发位置的调查研究,连续长大纵坡长度在15 km内,交通事故多发位置一般在靠近坡底位置;大于15 km,特别是大于30 km以上,事故多发位置一般在中间的较大纵坡路段;当高速公路区间平均纵坡大于3%以上时,事故率迅速上升,而且随着坡度的增大,事故车辆所行驶的距离越短。结果表明:为了避免连续长大下坡路段出现交通事故多发点,提升交通安全性,除了应控制全路段平均纵坡指标外,还应使纵坡设计接近于平均纵坡度。提出了连续长大纵坡路段中对高差小于300 m的任意区间平均纵坡控制指标。