长大下坡路段刹车失灵车辆专用强制减速垄

摘要

本发明公开了一种长大下坡路段刹车失灵车辆专用强制减速垄。所述的专用强制减速垄为由有空腔的橡胶制品构件排列而成。在长大下坡路段的硬路肩、一条车道或紧急停车带上按照一定间距设置这种专用的强制减速垄。横向可以设置成一排或两排，即沿一侧车轮轨迹或两侧车轮轨迹布设。本发明的刹车失灵专用强制减速垄是在驾驶员无法主动降低车速的情况下，通过减速垄自身吸收能量或给车辆以阻力从而使车速降低，是一种被动控速措施。即使在较高车速情况下，通过刹车失灵专用强制减速垄时的振动情况较轻，不会由于减速垄的设置造成车辆的损坏或车辆乘员的伤害。

说明书

技术领域

本发明涉及一种在长大下坡路段使刹车失灵车辆减速的专用强制减速垄以及由其构成的减速车道。

背景技术

我国公路发展迅速，到2003年底全国公路通车总里程达到181万公里，其中高速公路近3万公里。但由于我国幅员辽阔，地形复杂，长大下坡路段的出现难以避免，而在长大下坡路段，由于大型货车长距离频繁使用制动，造成制动器温度上升而引起热衰退现象，从而使制动效能下降，造成大货车制动失灵，引发追尾撞车、冲出路外或者穿越中央分隔带等交通事故时有发生。

据公安部交通管理局的统计，2003年，我国29处重点事故多发路段，有14处属于连续长下坡路段。如北京的八达岭高速公路、京珠高速公路粤境北段、青海湟倒一级公路等路段的连续长下坡区段均成为有名的“死亡谷”。

(1)八达岭高速公路进京方向55-50公里路段，自1998年11月开通至2003年9月，共发生各类交通事故170多起，其中重、特大交通事故32起，造成62人受伤，49人死亡，被称为“死亡谷”。

(2)漳州至龙岩高速公路和溪-龙岩段有一处14.5km的长下坡路段，平均坡度3.35％，最大坡度5.5％。2002年仅试通车一个月，就发生车辆刹车失灵冲出路外的交通事故76起，死伤多人，直接经济损失达70多万元，其中恶性坠车事故11起，5名驾驶员死亡。可见，即使5公里、15公里的长下坡路段，已经成为严重的事故多发路段。

由于上述原因，公路部门开始在高等级公路的长大下坡路段设置避险车道，用于拦截刹车失灵的车辆，但避险车道的使用仍存在三方面的问题：

第一，在地形比较险峻的路段修建避险车道很困难，费用大；甚至有的路段无法修建避险车道；

第二，进入避险车道的车辆损伤比较大，且施救工作费力费时；经常出现大型车辆的轮轴和前桥严重损坏，需要卸载才能拖出；

第三，在一条路段上避险车道的设置不能太密，当交通量比较大时，失控车辆还来不及进入避险车道就会与前方行驶的车辆发生追尾碰撞，以致造成坠车事故，安全仍然没有保障。

基于避险车道等现有长大下坡路段道路安全设施存在的不足，以及结合长大下坡路段失控车辆的特点，本发明开发了一种长大下坡路段刹车失灵车辆专用强制减速垄，在长大下坡路段的硬路肩、一条车道或紧急停车带上按照一定间距设置此专用强制减速垄装置构成强制减速车道。减速垄的设置使路面给车辆的阻力增加，通过阻力做功消能使失控车辆减速。这种道路安全设施沿路设置，不需要额外的场地和空间；不会给失控车辆造成额外的损伤；司机可以控制车辆的前进方向选择何时进入或离开减速路面。这样当驾驶感受到车辆刹车失控时，控制方向进入减速车道，车辆沿减速车道行驶，一方面车辆的速度有所减小，另一方面刹车的温度有所降低，待刹车恢复功能后，驾驶员控制方向驶离减速车道，正常行驶。

发明内容

本发明的目的在于公开一种长大下坡路段刹车失灵车辆专用强制减速垄装置，在长大下坡路段的硬路肩、一条车道或紧急停车带上按照一定间距设置此专用强制减速垄装置构成强制减速车道。刹车失控的车辆驶入由专用强制减速垄构成的减速车道后，通过减速车道的阻力做功消能，使失控车辆减速。从而保证刹车失控车辆及其乘员的安全，最大限度的减少，因长大下坡刹车失控造成的人员伤亡及财产损失。

本发明的长大下坡路段刹车失灵车辆专用强制减速垄为有一定空腔的浴盆形橡胶制品构件反扣排列而成。

所述的专用强制减速垄形似浴盆有较大的空腔，此空腔的深度在3～30cm之间。

所述专用强制减速垄的材料为由天然胶、合成胶或天然胶+合成胶，含胶率40％以上橡胶制品。

所述专用强制减速垄内有帆布、人造丝帘线、尼龙帘线、聚酯帘线或钢丝帘线构成的骨架层。

所述专用强制减速垄的浴盆形底部横向、纵向或横向+纵向有加强筋。

所述专用强制减速垄的中空部设置沿车行方向的滑动摩擦副，该滑动摩擦副通过沿车行方向的弧形弹性钢板给车辆提供行驶阻力，弧形弹性钢板的在车辆驶入的一端与路面铰接，该弧形弹性钢板的另一端与滑动摩擦副的运动部分铰接。滑动摩擦副的固定部分与路基固接。

所述专用强制减速垄为浴盆形橡胶单元构件反扣固定，横向排列设置在车道路面上，中空部填充弹性阻滞材料。

所述专用强制减速垄中空部可以是一个空腔或多个空腔

所述长大下坡路段刹车失灵车辆减速车道，是在长大下坡路段的硬路肩、一条车道或紧急停车带上按照一定间距设置此专用强制减速垄装置构成强制减速车道。在小于等于6％的长大下坡路段刹车失灵的车辆驶入此减速车道后有一定的减速作用，至少是保证不加速。由于减速垄的存在引起的车辆振动满足GB/T 13442-92《人体全身振动暴露的舒适性降低界限和评价准则》的要求。

上述长大下坡路段刹车失灵车辆减速车道，设置时浴盆形专用强制减速垄反扣固定在设于路面上的混凝土基础上，横向可以设置成一排或两排，即沿一侧车轮轨迹或两侧车轮轨迹布设。在专用强制减速垄上或混凝土基础上设有排水、排气或排水排气孔。

由于本发明是将公路长大下坡路段的右侧路面设置成滚动摩擦阻力较大的弹性减速垄路面，因而可以在车辆行驶在长大下坡路段刹车失灵后，驶入弹性减速路面，使得失控车辆在没刹车的状态下速度降低或不加速，因而可以有效的防止因车辆制动失效而产生的事故。

附图说明

图1是本发明的实施例一的减速垄构件的立体结构示意图；

图2是本发明的实施例一的减速垄剖面结构示意图；

图3是本发明的实施例二的减速垄剖面结构示意图；

图4是本发明的实施例三的减速垄剖面结构示意图；

图5是本发明的减速车道结构示意图；

图6是本发明的减速车道的一种减速垄构件布置结构视图。

具体实施方式

本发明的发明人接受此项目的研究课题后，首先结合实车试验对刹车失控车辆的减速机理进行了深入的研究，认为要通改变路面的摩阻系数来为失控车辆减速的减速路面的作用最基本原理是：使车辆始终或间断的在有一定陷入深度的路面上行驶，通过克服路面的阻力做功减速；若路面采用粘性的材料有一定的吸能作用，也可以使车辆减速。在这两种情况下有使失控车辆消能的有四个方面：路面压实阻力做功；路面推移阻力做功；充气轮胎的弹滞损耗阻力做功；路面材料的弹滞损耗阻力做功。由此认为“凡是能够改变路面压实性能、路面推移性能或改变车辆轮胎变形及路面变形性能的因素都能改变路面的减速性能”。

充分利用上述减速机理并综合舒适度等因素，减速车道的路面应该是：使轮胎始终或间断的处于一定限入深度的粘弹性介质路面，有一定弹性、有一定空腔(从而有一定的变形空间)、舒适度又能够被驾驶员接受的路面形式。车辆从这种路面上经过时要：有路面压实阻力做功；有路面推移阻力做功；有充气轮胎的弹滞损耗阻力做功还有路面弹性迟滞消能。

本发明的发明人对现在小区、停车场、道路上使用的减速垄结构和作用机理进行了深入的调查和研究。得出的结论是这种减速垄对于长大下坡路段刹车失灵车辆不适用，其原因在于：1、其应用的前提是在刹车不失灵的情况下使用；2、其减速机理是主动控速：它是靠驾驶员生理或心理感觉车辆通过减速垄会引起激烈的机械振动而造成身心不舒服或车辆损坏，从而自觉、主动地降低车速，是一种主动控速措施；3、这种减速垄不具有吸能功能，减速效果不佳。

而本发明的目的是针对在长大下坡路段上刹车失灵的车辆，不能采取刹车等措施来控制速度，只能用减速车道本身的阻力使失控车辆在下坡路上降低车速或车速不上升，还必须保证车内人员能够接受的程度，因而不能直接采用上述结构。

由于坡度下滑力与车辆的重力和坡度有关，长大下坡刹车失灵的情况下，由于坡度产生的下滑力的存在，使车辆有加速的趋势，给车辆减速带来了不利因素，因此通过改变路面的特性来减弱或消坡度的下滑力是本课题研究的重点。在长大下坡刹车失灵的情况下，要从道路方面研究使车辆减速的改进方案应着重研究增大车辆的滚动阻力并尽量创造条件减小或抵消坡度的下滑力。

研究表明弹性减速垄，尤其是具有弹性迟滞性能的弹性减速垄不仅吸能效果好，而且车辆的振动情况也可通过一定的措施进行控制。与轮胎变形吸能原理相似，由于弹性迟滞现象的存在，路面的弹性变形也可以吸收能量，从而使车辆减速。车辆在硬路面上行驶时，路面的变形基本上可以忽略，但在弹性软路面上，路面的变形吸能将表现为车辆的行驶阻力。行驶阻力的大小将由路面的支承刚性、车轮的限入深度、路面的粘弹性回复速度来决定。

根据上述的设计思路可以设置以下的几种减速垄装置

实施例一：

如图1所示，该专用强制减速垄为有一定空腔的浴盆形橡胶制品构件1，外形呈长方状，其边缘有环状的外缘3，通过此外缘与路面连接固定，顶部是呈拱形的盆顶2，此构件浴盆形空腔的深度为15cm，此构件的天然胶的含胶率为55％，此构件内有12层尼龙帘线组成的骨架层。如图2所示，此专用强制减速垄横向和纵向分别有3道和4道加强筋7。使用时反扣排列设置在路面上。

如图2所示，该专用强制减速垄构件1，为了保证有效的阻止车辆加速，特将车辆驶入方向的拱形设置的略陡，如图2所示的右侧，其目的是增加对车轮的阻力；而车辆驶出方向设置的略缓，如图2所示的左侧，其目的则是减少对车辆的推力，充分利用橡胶材料的弹性迟滞性能。如图2所示，该实施例中采用凹陷于路面4的设置方式，该专用强制减速垄构件1的边缘3的部位设置16个螺钉孔16，而在凹陷的路面坑内设置螺钉连接座6，通过螺钉5将该专用强制减速垄构件1固定设置在路面凹陷内，而专用强制减速垄构件1的盆顶部2则突出于路面。

如图5所示，在高速公路的长大下坡路段的车道依次为中间隔离带12、超车道13、行车道14和减速车道15，最右侧路面是设置此专用强制减速垄的减速车道15，由多个专用强制减速垄间隔一定距离设置，其中每道减速垄由两个专用强制减速垄构件1横向排列构成，即沿两侧车轮轨迹布设，反扣固定设置在路面上。在专用强制减速垄的基础上设有排水排气孔17。

如图6所示，在专用强制减速垄1或其基础上设置排气排水孔17，依次来调节专用强制减速垄内的空气压力，同时也可以起到弹性缓冲作用。

当用上述专用强制减速垄1按图5减速车道15的结构排列设置好后，便可以作为减速路面使用了。当专用强制减速垄1的尺寸为：长×宽×高＝876mm×560mm×175mm，横向两排间距为1.8m，沿车行方向设置间隔为1200mm时，在沿车行方向23米范围内测试驶入驶出速度，试验路面坡度为7％，经过实际验证其道路阻力系数达到10～14％，具体试验数据为：

  序  号  驶入速度  (km/h)  驶出速度  (km/h)  速度差  (km/h)  相对减速(km/h)  道路阻力系数  1  27.5  23.1  -4.4  6.2  10.8％  2  28.0  23.4  -4.6  6.4  11％  3  28.4  24.6  -3.8  5.6  10.4％  4  38.3  35.1  -3.2  5  11％  5  42.4  39.1  -3.3  5.1  11.6％  6  47.8  44.1  -3.7  5.5  12.8％  7  47.1  43.5  -3.6  5.4  12.6％  8  53.7  49.8  -3.9  5.7  13.9％  9  53.7  55.5  1.8  未设置减速垄  3.6％  10  46.5  48.4  1.9  未设置减速垄  3.9％

以上数据说明这种减速路面可以保证在小于10.4％的坡度上失控车辆减速，减速效果非常好；由于减速垄的存在引起的车辆振动满足GB/T 13442-92《人体全身振动暴露的舒适性降低界限和评价准则》的要求，能够接受。设置此种类型的减速车道是解决长大下坡失控车辆减速的理想方法。

实施例二：

本实施例的其它结构与实施例一基本相同，所不同的是，如图3所示，该专用强制减速垄1的中空部设置阻力钢板9，该阻力钢板9沿车行方向呈弧形设置，而在车辆驶入的一侧设置铰链10，使该弧形弹性钢板铰接在该端，另一端呈游离状态，并在该游离端连接滑动摩擦副8。其目的通过阻力刚板推动滑动摩擦副8，靠摩擦消耗失控车辆的能量。

实施例三：

本实施例的其它结构与实施例一基本相同，所不同的是，如图4所示，该专用强制减速垄1的中空部设置有弹性阻滞材料11，如可以是塑料泡沫、海绵等具有一定弹性阻滞作用的材料，其目的是靠弹性阻滞材料吸收失控车辆的能量。

上述的实施例的减速车道的减速垄构件1是半埋式设置在路面上的，当然还可以是全埋式式设置的，即盆顶部2可能与路面相平或低于路面；同时也可以是暴露式的，即边缘3直接固定在公路的平路面上，盆顶部2突出。