煤矿井下无轨胶轮车紧急避险车道讲义61

1、 井下交通和车辆的检查管理制度避险车道的规定和设置事故案例分析讲义的主要内容一、井下交通和车辆的检查、管理制度及规定二、避险车道的规定和设置三、案例分析四、井下避险车道的建议和总结五、无轨胶轮车被动式制动视频和矿井公路交通事故视频一、井下交通和车辆的检查及管理制度关于井下交通结合地上交通主要说以下两个方面：因为道路一旦修好就基本固定不变，所以主要从以下两个方面来说：1、人：有没有证件、技术如何、是否熟悉道路、喝酒没，身体状况咋样？2、车：刹车片有没有，好不好，灯是否正常，会不会被别人给撞了?二、避险车道主要内容2.1、设置避险车道的原因和理论依据2.2、避险车道设计2.3、避险车道的使用效果案

2、例2.4、避险车道的若干建议2.1、避险车道的设置原因和原理 我国是从1998年才开始对这个方面进行研究，但一直到2007年都没有正式的规范和规定，直到2007年出版公路安全保障工程实用手册才在宏观上对避险车道进行规范，具体的许多设计参数仍然不全。 在山区公路长大下坡路段，经常出现载重货车因制动失效，发生严重安全事故的现象。对于长大纵坡带来的道路交通安全问题，国外已进行了大量的专题研究。紧急避险车道作为道路的一个组成部分，在欧美广泛应用了多年。其应用实践证明对提高道路交通安全和减少交通事故经济损失具有非常重要的意义。2.1、避险车道的设置原因和原理现有规范：公路连续长、陡下坡路段，当平均纵坡4

3、%，纵坡连续长度3KM；车辆组成内大、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，避险车道的长度根据主线下坡运行速度及避险车道纵坡而定。2.1、避险车道的设置原因和原理211 研究方法（长大纵坡风险的判定） 法国高速公路和道路技术研究部门(SETRA)对长大纵坡进行了研究，通过两种方法来确定长大纵坡路段风险，这两种方法分别是： (1)对重型车辆在长大纵坡上的运行性能进行分析； (2)对长大纵坡路段车辆发生的事故进行统计分析。2. 1.1.1 车辆的性能分析 研究者认为：长时间

4、的制动或频繁制动会使刹车片过热从而导致危险，特别是在高速行驶状态时，紧急制动需要更大的制动力，因此会产生更大的危险。研究结果显示汽车在30kmh恒定速度下，经过一个长6km，坡度为6的下坡后，其制动性能将下降到40以下，此时刹车片的温度升高到350oC左右。2.1、避险车道的设置原因和原理根据测试表明，当刹车片温度超过250oC时，制动效率就会出现损失，可将200oC作为风险判定条件。当刹车片超过这一温度时，则认为汽车行驶会产生风险。当刹车片温度超过200oC时dp150其中：d为长大纵坡总的坡长，单位：m； p为长大纵坡平均坡度，单位：。 例如：平均纵坡为5%的长度为3公里的纵坡，dp=15

5、0，不安全。制动效率的恢复研究结果见下表所列：2.1、避险车道的设置原因和原理2.1.1.2长大纵坡事故原因分析 车辆发生事故与车辆的性能及道路几何特性相关联，在车辆性能一定的情况下，风险的发生则与道路几何特性直接相关，当车辆性能无法适应超标的坡度时，这些坡道上发生事故的风险明显有所增加。法国SETRA针对长大纵坡段事故发生率与其他高速公路平均事故率进行比较，情况见下表。2.1、避险车道的设置原因和原理2.1、避险车道的设置原因和原理1、欧洲标准： 根据研究成果中的风险判定条件及对交通事故分析结果，在路线坡度大于3时，当危险指标dp(距离 坡度)超过130时，将会产生较大的安全隐患，应设置紧急

6、避险车道。长大纵坡范围内，在特殊点(高架桥、互通立交，收费站、服务区、隧道、半径小于规范规定一般最小值)之前设置紧急避险车道，并且保证在特殊点和紧急避险车道之间有足够的视距。2、国内研究成果根据有关研究成果，连续长陡下坡路段各种平均纵坡的路线长度，应小于表4的一般值；在特别困难地区，经论证通过限制车辆下坡的速度，设置相应的安全防护措施，行车安全基本有保障时可考虑采用极限值。因此，对于路线指标大于表4中一般值时，考虑增设避险车道，大于极限值时必须设置避险车道。 避险车道的设置原则2.1、避险车道的设置原因和原理结合国外的设计标准和我国相关的研究以及我们现有的规范规定主要参照前面这个表及工程经验而

7、决定是否设置避险车道。2.2、避险车道的设计避险车道一般示意图2.2、避险车道的设计避险车道类型：重力型、沙堆型、制动床（下坡坡床、水平坡床和上坡坡床） 制动床型 重力型沙堆型2.2、避险车道的设计各种避险车道的优缺点：重力型避险车道一般修建在废弃的道路上，是靠陡峭的坡度使车辆减速，长陡坡给驾驶员带来的是车辆控制难题，因为有的车辆进入避险车道的后会由于重力的原因返回主线，影响其他车辆的行驶和造成二次伤害。沙堆型避险车道将松散、干燥的沙子堆积在上坡形的避险车道上，靠重力及沙堆阻力来使车辆减速。沙堆易受天气影响且较高的减速度会对司机和车辆造成较大的损伤。制动砂床型主要通过沙砾或砾石的滚动阻力使失控

8、车辆减速或停止，一般有三种形式：下坡坡床、水平坡床和上坡坡床，但通常尽可能建成上坡形式，因为重力可以增加其的减速效能，实践证明平坡型和下坡型的制动砂床一样安全可靠。在部分地形比较受限的地方采用复合型网索式制动砂床避险车道。2.2、避险车道的设计避险车道的构成：标志标线、 避险车道引道、 减速路面、 路侧护栏、 端部防撞设施、 施救设施、 服务设施。2.2、避险车道的设计在实际使用中往往是各种避险车道综合地形和实际情况采取复合式设置，譬如：重力型+砂床型避险车道；网索式+砂床型避险车道；重力型+网索型+砂床型避险车道等，根据具体情况而设置。设置的限制因素主要有以下几方面:地形条件、地质情况、车辆

9、类型、现有道路情况。下面主要讲两个公路最常用的和对井下道路有参考性的避险车道一、重力式砂床型避险车道二、网索式砂床型避险车道 2.2、避险车道的设计重力式砂床型避险车道2.2.1 避险车道纵坡及长度设计设置避险车道的目的是为了使失控车辆安全停止。但各种失控车辆的情况大不相同，有的是因为车速过快，有的刹车严重失灵，在国内更多的是严重超载导致失控。因此，经验、公式都无法准确确定避险车道的长度。为保证避而不险，将避险车道做长、做大又会受地形、工程规模等诸多条件的限制。2.2.1.1国内研究成果 避险车道长度和失控车辆车速、纵坡、路床材料性质密切相关。新理念公路设计指南对避险车道长度计算，提出以下计算

10、公式：2.2、避险车道的设计根据以上原理，避险车道的长度设计由下式确定：L=V12 - V22254(RG) 其中：V1为主线驶出车速V2为通过坡床后的最后车速R 为滚动阻力，用当量坡度百分数表示G 为坡床纵坡，用除以100的坡度百分数表示 避险车道长度与失控车辆的驶出速度、避险车道纵坡、坡道材料的对应关系，见表5所列。2.2、避险车道的设计2.2、避险车道的设计433 设计采用情况经对上述两个研究成果分析后，发现其结果差异相当大。指南的计算方法中，对于失控车辆的滚动阻力作为定值考虑和实际情况差异较大。当失控车辆陷入制动坡道深度变化时，阻力也应发生变化。但考虑到国内车辆超载严重、驾驶人员素质等

11、综合情况，对于避险车道长度按保守计算也是非常必要的。432 法国研究成果经计算，对于整体式避险车道，制动坡道的最大长度见表6 避险车道纵断面2.2、避险车道的设计2.2、避险车道的设计避险车道纵断面避险车道的坡度主要根据地形所能提供的避险车道长度来确定。坡度大小确定时应尽量利用当地地形，避免不必要的工程量。为增加失控车辆所受的爬坡阻力，可在设计时适当增大避险车道反坡度，但要同时注意反坡度也不是越大越好，应使车辆与端部防撞设施相撞后不致下滑，根据车辆在避险车道上所受摩擦力与下滑力的平衡条件，坡度宜在8%以内。坡度不能过大，否则驾驶员会心存恐惧，不敢驶入避险车道。在实际的工程中可以做到8%-15%

12、甚至更大些。2.2、避险车道的设计避险车道减速路面设计避险车道坡床的材料设计对避险车道来说非常重要的，材料要求无杂质、不易被压实且要求有较高的滚动阻力系数R值，粒径以1-2.5厘米为宜。常用的有砾石、碎砾石、砂豆砾石等松散材料。集料应是圆形、均质、未被压碎、且应无细料的单一尺寸砾石。应用大的单一粒径的集料可减少由于潮湿和冰冻引起的湿滑问题，也可减少当材料被压实后必须将其铲松所需的维护量。2.2、避险车道的设计避险车道减速路面设计一般来说，要满足下面级配要求的材料筛孔尺寸2.364.7512.52537.5通过率（%）5max10max25-6095-100100min在公路安全保障工程实施技术

13、指南中，要求集料多数为12.5-37.5mm的砾石，但根据加拿大国际开发署对新疆312公路的道路安全评估报告中，建议集料尺寸应在10-15mm范围内。2.2、避险车道的设计避险车道减速路面设计为使失控车辆猛然受阻且不受到过大的损伤，并得到一定的安全有效的保护，避险车道的制动坡床应具有足够的厚度。避险车道制动坡床铺筑厚度一般为0,5-1.0米，避险车道入口处铺筑厚度为0.1米，为使车辆较为平滑的减速停车，可采用30-60米长的距离从制动床入口过渡到正常坡床厚度。2.2、避险车道的设计避险车道的端部设计避险车道因地形条件、经济条件限制，不能够提供足够的制动床长度时，通常需要对防撞的端部进行处理。端

14、部防撞墙应当具有足够的高度、厚度、强度和稳定性参照车头高度，防撞墙地面以上高度应在1米以上，地面以下留有足够基础，以保证防撞墙具有足够的抗倾覆性。防撞墙采用水泥混凝土为填料，加钢筋增加其防撞能力。防撞墙厚度应当依据强度和稳定性要求，通过计算求得。当避险车道长度大于50米时，防撞墙地面上厚度可设为1米，当避险车道较短时，可根据计算适当增加厚度。为保证防撞墙具有一定的防撞和防倾覆能力，墙面和墙背可设置成具有一定坡度的斜面。常用的端部消能减震设施为：防撞砂桶、废旧轮胎、集料沙堆（推荐高度为0.6-1.53米，坡度为1.5:1）一般要求车辆撞到这些设施时速度降为40千米/小时。或者更低，才能保证车辆和

15、人员的安全。2.2、避险车道的设计避险车道的其他设施2、紧急避险车道的其他设施主要有：服务车道（服务车道和地锚）：服务车道和地锚一般来说是必要的组成部分，从安全的角度讲服务车道不宜离避险车道过近否则会导致驾驶员误将服务车道作为避险车道，特别是夜间这种误会更易发生，服务车道宽度应当允许一辆拖车行驶，一般宽度为3.6-4.3米，平常设计时都做4.0米或4.5米。地锚应沿避险车道每隔50米设置并应在制动砂床起点前30米开始设置。排水设施：砂床被污染的主要原因是缺乏适当的排水系统。细料通过水的漫流从匝道顶部和两端流入，渗透到集料的空隙中，降低砂床阻力。在寒冷的季节，砂床集料之间被污染碎料填实，并坚固的

16、冻结在一起，随着湿度的增加和温度的降低砂床不但起不到阻力的作用甚至成为事故隐患。所以，完善的排水是砂床发挥作用的重要保障。常用的排水措施主要有：基层铺设石灰石集料、土工布、排水沟、盲沟等形式。2.2、避险车道的设计避险车道的其他设施2、紧急避险车道的其他设施主要有：交通安全设施：避险车道应设置一定的提前预告与标志和信息，在避险车道前应至少设置两块预告标志并保证前方有足够的视距防止驾驶员反应不及错过避险车道。入口处至少两块：禁止停车+失控车辆专用。2.2、避险车道的设计24 避险车道设置的位置及间距避险车道一般设置在长陡下坡右侧的视距良好路段。 根据研究成果，紧急避险车道最好设在长大下坡第二个1

17、3处的末端，即在下坡中部和尾部的中间部分。如果考虑车辆下坡前刹车系统容易发热且性能变差，对重车造成隐患，此时紧急避险车道可设在该段起始部分，其他路段的紧急避险车道可按照2km左右间距加以设置。避险车道人口应尽量布置在平面指标较高路段，并尽量以切线方式从主线切出，进入避险车道的驶入角不应过大，一般设计为3-6度，以避免引起侧翻。2.2、避险车道的设计2.5避险车道常见事故类型情况一：不能完全停止，冲出避险车道 避险车道的制动坡床仍没有使失控的车辆完全停止下来，车辆仍有部分冲出避险车道的尽头，甚至整车翻出去，造成人员伤亡。2.2、避险车道的设计避险车道常见事故类型情况二：车辆侧翻车辆由于突然转向或

18、路面情况变化导致惯性力方向与车辆行驶方向不同，在减速时发生甩尾，造成货箱侧翻。2.2、避险车道的设计避险车道常见事故类型情况三：车停货不停车辆减速太快，货箱后面的货物由于巨大的惯性作用，仍向前冲向驾驶室。这类事故中拉钢材，煤等重载车辆较多。2.2、避险车道的设计避险车道“二次伤害”的原因1.长度、坡度不达标避险车道的长度和坡度达不到要求。这类避险车道都是修在山路上，有些地方可能由于地形的限制，避险车道的长度和坡度无法达到实际使用的要求。或者由于设计者对道路的实际使用情况考虑不够周全，设计的长度和坡度仍不能满足实际使用的需求，还有道路施工时存在偷工减料的情况，为了节约成本，故意减少避险车道的长度

19、。2.2、避险车道的设计避险车道“二次伤害”的原因2.超载超速惯性大，拦不住还有就是国内重卡超载超速的现象也比较严重，当几十吨的大货车以百公里的时速冲过来的时候，巨大的动能让避险车道也无能为力。2.2、避险车道的设计避险车道“二次伤害”的原因3.偏角太大造成车辆侧翻主要是车辆失控，容易行车甩尾，避险车道与公路行车道之间的夹角尽可能为零，其根据在于驾驶员不需要操作方向盘即可驶入避险车道，这样的设计也能减少这类情况的发生。2.2、避险车道的设计避险车道“二次伤害”的原因4.铺设材料阻力太大第三种这种“车停货不停”主要是避险车道上的铺设材料阻力太大。常见铺设的材料有细沙和鹅卵石、碎石块等，细沙的阻力

20、要比碎石块大，虽然减速效果明显，但会出现车停人不停的情况造成人员伤亡，所以现在使用碎石块的比较多。2.2、避险车道的设计避险车道“二次伤害”的原因总结国内避险车道还没有统一的标准和规范，很多就是因为不太合理的设计造成二次伤害，很多司机也不想把避险车道作为最后一根救命稻草。如何减少这类事故，主要还从各位司机自身做起。 1.出发前做好车辆检查，车辆一定要按时保养刹车系统，下长坡一定要检查刹车系统，有淋水系统的还要确保每个淋水喷头都喷到刹车鼓，还要注意水箱水的情况，下长坡一定要挂低速挡！2.避免超载，超载了，再长的路都停不下来。3.使用辅助制动系统，发动机制动，缓速器等装置能够在不使用行车制动的情况

21、下有效降低车速，是行车制动保持良好的工作状态，在紧急情况下能有效发挥作用。同时，辅助制动装置也能够减少驾驶疲劳。辅助制动系统的优点显而易见，但国内配件厂这方面的技术发展还不是很成熟，很多还都是采用国外的先进产品，昂贵的价格也就成了阻碍。2.2、避险车道的设计拦网式砂床避险车道1、网索式避险车道产生原因国内目前常用的避险车道形式为单一式碎石路床避险车道，其基本原理是利用碎石增大路面摩阻系数，并配合路面反坡将动能转化为势能来使长下坡失控车辆安全停车。经过十年的实际应用发现，我国碎石路床避险车道存在以下问题。(1)避险车道结构不合理：阻尼过大，导致车辆停止后，载重较大的车厢在惯性作用下剪断轴销脱离底

22、盘继续前冲，挤压或剪切驾驶室而造成人员伤亡，或车辆前桥悬挂和轮轴严重破坏；阻尼过小，导致车辆冲出避险车道坠落悬崖。(2)一些路段受条件限制，无法设置碎石路床避险车道。一般碎石路床避险车道长度都需在100 m以上，而连续长下坡道路多为山区道路，路侧多为高边坡或者陡崖，没有足够的空间设置碎石路床避险车道。下面所讲的网索式避险车道通过调整网索两端阻尼器的阻尼力、网索布设的距离和道数，可满足不同车辆质量和速度组合的连续长下坡失控车辆防护要求，缩短避险车道设计长度，满足地形受限的路段。2.2、避险车道的设计2、网索式避险车道工作原理 避险车道的总体结构包括三大系统，即引导系统、减速消能系统以及安全保护系

23、统。引导系统包括一系列的诱导、预告以及警示标志标线等；消能减速系统是避险车道的核心部分，用有效的耗能方法使车辆减速并在一定距离内安全停车；安全保护系统是在避险车道的末端设置砂堆或废旧轮胎等缓冲材料筑成的保护装置，用以增加系统的安全保障。 网索式避险车道在传统碎石路床避险车道的结构设计中增加设置网索拦截装置阻尼器消能减速系统，能够有效拦截失控车辆，使车辆在较短的距离内停止下来，从而缩短避险车道的设计长度；同时增强避险车道的安全性，减少对人员的伤害和车辆的损坏。其工作原理如下式所示： E动=W网+W摩阻力+E势式中：E动为进入避险车道的失控车辆产生的动能W网为网索拦截装置做功；W摩阻力为地面摩擦力

24、做功；E势为避险车道反坡使车辆产生的势能。2.2、避险车道的设计2、网索式避险车道总体结构图 。2.2、避险车道的设计2、网索式避险车道拦网受力图车辆碰撞拦截网后，网对车的作用力简图如图所示。假设左右两侧阻尼器所提供的阻尼力分别为F1和F，则车辆碰撞拦截网后受到的拦截网阻力大小为：F=(Fl+F2)sin2.2、避险车道的设计2、网索式避险车道阻尼器工作原理图网索一阻尼器消能减速系统由拦截网索和阻尼器组成，如图3所示。2.2、避险车道的设计2、搅拌式阻尼器结构示意图拦截网的两侧通过钢丝绳与阻尼器的卷筒相连接，阻尼器的集料筒内填充一定埋深的集料。失控车辆冲入避险车道触网后，由钢丝绳将冲击力传递到

25、阻尼器，钢丝绳牵引阻尼器主轴与卷筒旋转，使阻尼器集料筒中与主轴连接的搅拌臂在集料中旋转，从而产生阻尼力吸收能量，其基本结构如图4所示。钢丝绳导向辊子起到限制阻尼器出绳方向和微调拦截网位置的作用。2.2、避险车道的设计2、拦索网设计拦截网索由横向钢丝绳和竖向钢板支架组成，两端用槽型钢与阻尼器的钢丝绳固定。拦截网受力主要是横向拉伸，竖向采用钢板抱箍的形式连接，碰撞过程中不会由于局部受力不均导致网索破断，出现受力薄弱点。钢板碰撞后可以随车体形状变形，抱箍可在绳索上滑动，不影响拦截网的受力特性。拦截网索结构参数包括钢丝绳直径、拦截网中心距地面高度、拦截网的长度和宽度、支撑形式等。拦截网中心距地面高度根

26、据我国大部分货车的车头距地高度尺寸确定，取前保险杠的离地高度。拦截网的长度根据车头宽度确定，应使车辆碰撞网索后，拦截网能够包围到前翼子板部位。网索宽度设计方面，若网索上缘高于驾驶室刹车位置，驾乘人员的腿部可能因为车体挤压受到伤害，若下缘过低，容易挂住车轮发生绊阻使网索失效。经过实车数据调查与网索冲撞试验，得出改进后的拦截网索形式如图7。2.2、避险车道的设计2、拦索网设计示意图2.2、避险车道的设计2、网索式避险车道通过单网索试验和实测数据分析，得到了各型阻尼器的阻尼力规律：平均值和峰值都与车速与车重呈良好的线性关系，且阻尼力对车辆速度最为敏感。根据已经获得的阻尼力输出规律，可以合理地预测网索

27、拦截装置拦截大吨位、高速度车辆时将出现的阻尼力平均值和峰值，合理选择阻尼器型号，从而实现网索式避险车道使车辆在较短的距离内安全停车的目的。在实际应用中可通过调整网索两端阻尼器的阻尼力、网索布设的距离和道数来满足不同车辆质量和速度组合的防护要求。2.2、避险车道的设计2.2、避险车道的设计2.2、避险车道的设计2.2、避险车道的设计三、S102线避险车道设置 宁夏S102线是宁夏通往内蒙阿拉善左旗的主要的、并且是唯一的道路，自宁蒙交界处头关至G110交叉点，本段道路全长15公里，为连续下坡路段，全段平均纵坡3.08%，最大纵坡4.97%。S102线二、S102线避险车道设置本段公路于2005年进

28、行了旧路改建，维持原平原微丘区二级公路标准，路基宽度12米，沥青混凝土路面全幅铺筑，设计速度80km/h。在改建中，平面完全按原旧路中线布设，但对纵断面进行了反复调整和优化，按公路路线设计规范增加缓坡段，以减短连续长大纵坡坡长。二、S102线避险车道设置S102线改造后，在K36km处设置了收费站，收费站基本位于15公里连续下坡的坡底处。自收费站建成投入使用后，因车辆刹车失灵冲撞收费站的事情时有发生，在2006年初在收费站附近修建避险车道，以保障收费站人员及过往车辆的安全。二、S102线避险车道设置 S102线的地理位置处于贺兰山东麓冲洪积扇上，地势开阔平坦，在设置避险车道的位置，地面原始纵坡为-2左右。在选择避险车道类型时，也是首选上坡坡床，如果采用上坡坡床，端部填土高度高达20米左右，工程量巨大，而且避险车道坡脚伸入主线，影响主线行车安全。经过比较，采用了与现场位置、地形相吻合的下坡坡床形式，即完全靠材料的滚动阻力使失控车辆减速或停止。二、S102线避险车道设置 在确定制动坡床长度之前，应合理确