网索避险车道

2009年中心简报曾刊登过一篇题为“网索避险车道拦截失控车”的报道，讲述了在位于河北高碑店市的北京深华达公司试验场进行的、当时国际上最大吨位最高速度避险车道实车足尺碰撞试验的情况。试验验证的成果是深华达公司研制的网索避险车道。网索避险车道是西部交通建设科技项目“山区高速公路危险路段交通安全设施系统的研究”的主要研究内容之一。该项目以高速公路长下坡危险路段为研究对象，以解决云南蒙新高速公路38公里连续长下坡路段行车安全问题为目标，共有五大研究内容，除网索避险车道外，还包括山区高速公路危险路段安全预评估技术、长下坡路段制动失灵车辆专用减速带、消能减速护栏和《连续长下坡路段安全保障系统设计与施工指南》等四项。目的是在解决依托工程蒙新路连续长下坡路段的行车安全问题的同时，还能够为我国长下坡危险路段的行车安全提出系统的解决方法，减少或避免重大交通事故的发生，大幅度降低事故死亡率，提高高速公路长下坡路段的服务质量和运营效益，并且为修订标准规范提供技术支撑。该项目由云南省公路开发投资有限责任公司、云南蒙新高速公路建设指挥部、北京中路安交通科技有限公司和云南省交通规划设计研究院共同承担，已完成研究任务，取得13项主要技术成果，并于不久前通过鉴定验收。该项目取得的主要成果有：1、建立了车辆制动热衰退理论；2、建立了连续长下坡路段的制动失控事故预测模型；3、应用制动热衰退理论和制动失控事故预测模型对蒙新高速公路连续长下坡路段各个特征年进行了制动失控事故预测，定量确定了该连续长下坡制动失控事故的严重程度；4、提出了新的长下坡安全设施的设计思路；5、改变了传统减速垄的视觉警示减速作用，利用柔性材料自身的力学特性，设计了可以强制车辆被动减速的新型减速垄；6、设计了长下坡路段制动失灵车辆专用减速带；7、通过长下坡路段失控车辆的车型调查确定护栏减速功能实车试验的碰撞车型，结合护栏防撞等级和失控时的车辆速度，得出了车辆碰撞贴靠护栏时的碰撞角度，确定了车辆碰撞护栏贴靠减速的碰撞条件；8、确定了消能减速护栏的结构形式、具体结构尺寸和配筋量；9、确定了消能减速护栏的消能减速功能参数：在驾驶员舒适度容许的范围内，消能减速护栏可使10t整体式货车在56m距离内速度从35.1km/h降至21.3km/h，使44t拖头式货车在60m距离内速度从33.7km/h降至18.2km/h；10、提出了消能减速护栏碰撞后可能的结构性破坏和非结构性破坏相应的维修养护指导方法；11、开发出适用于山区高速公路连续长下坡路段的新型网索式避险车道，防护能力达到19753千焦（防护车型组合：大货车、80吨、80公里/小时），使失控车辆在有效长度（第一道防护网到车辆停止）70米以内停驶，提出了网索式避险车道的维修养护工艺；12、开发出适用于网索式避险车道的拦截网索、搅拌式阻尼器；13、编制了《连续长下坡路段安全保障系统设计与施工指南》。包括了6大创新点，即首次建立了高速公路长下坡路段车辆失控概率预测模型；首次提出并研发了具有防撞和主动贴靠减速功能的混凝土护栏结构，且防护等级达到现行规范规定的最高的等级SS级；首次提出并研发了滚动阻力系数大于0.06长下坡路段制动失灵车辆专用减速带；首次研发了橡胶空腔减速垄单体构件；首次提出并研发了可重复使用的网索式，避险车道防护能量达到21219kJ（防护车型组合：大货车、总重55t、车速100km/h）、制动坡床长度为70m；首次研发了搅拌式阻尼器、拦截网索状指、导向装置等机械设备。项目的研究成果已在依托工程云南蒙新高速公路冷泉至蛮耗37.826km连续长达纵坡路段成功应用。该工程已于2009年9月全部施工完毕，目前使用效果良好，在有效拦截失控车辆方面效果显著，仅消能减速护栏在施工期间就已经成功防护多次制动失控车辆并使其安全停车。研究成果的综合应用可有效提高长下坡危险路段的行车安全，最大限度降低车辆刹车失灵的事故损失，减少人员伤亡。项目成果不仅社会效益显著，也具有很好的经济效益。长下坡路段制动失灵车辆专用减速带设置位置一般为无法修建避险车道的路段，起到等同于避险车道的使用效果。国内山区高速公路一处避险车道的平均造价一般不低于450万元，而修建500米的长下坡路段制动失灵车辆专用减速带可使80t,80km/h车速的车辆安全停车，造价仅为修建避险车道的一半。消能减速护栏的造价是组合式护栏的72%，是波形梁护栏的1.1倍，但波形梁护栏维修费用高，养护工人作业危险性大，而混凝土护栏在使用中维护费用很少，因此消能减速护栏具有良好的性价比。网索式避险车道的土建设施与传统的碎石路床避险车道相比，设置长度可减少50％左右，土建设施的造价可降低30％，若一处碎石路床避险车道的造价为300万元，则网索式避险车道的土建设施为210万元。网索式避险车道的机械设施主要是防护网及相关设施，其造价预计为10万元/道，预计每处避险车道需设置5道防护网，那么机械设施的总造价预计为50万元/道。可见，网索式避险车道的消能减速设施总造价预计为260万元/处，低于碎石路床避险车道。随着我国经济的快速发展，高速公路的建设重心正逐渐从东部的平原微丘区进入中西部的山岭重丘区，连续长下坡路段越来越多。该项目的研究成果