阅读说明：本技术 一种公路长陡下坡避险车道的设置方法 (Method for setting highway long and steep downhill danger avoiding lane ) 是由 潘晓东 于 2019-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明属于土木工程技术领域,特别涉及一种公路长陡下坡避险车道的设置方法；其一种公路长陡下坡避险车道的设置方法,利用由第一区段、第二区段和第三区段组成的制动车道逐次降速；所述第一区段为水中陷阻区,所述水中陷阻区采用断面形状为浅碟式弧形的水槽,所述水槽采用浆砌片石或砼结构；所述水槽内铺设厚度为60～80cm,粒径为2～4cm的卵砾石,所述水槽内的水面与所述卵砾石之间的距离为25～35cm。本发明提供一种具有新结构的公路长陡下坡避险车道的设置方法,该公路长陡下坡避险车道的设置方法综合采用多种形式逐次实现降温恢复制动功能,减阻车速,限位阻停；利用三个区段各自不同的方法使减速从弱至强逐步渐进,最终实现安全避险的目的。(The invention belongs to the technical field of civil engineering, and particularly relates to a method for setting a long and steep downhill danger avoiding lane of a road; a method for setting a long and steep downhill danger-avoiding lane of a road comprises the steps of gradually reducing the speed of a braking lane consisting of a first section, a second section and a third section; the first section is an underwater subsidence area, the underwater subsidence area adopts a water tank with a shallow-dish-shaped arc-shaped cross section, and the water tank adopts a mortar rubble or concrete structure; the gravel with the thickness of 60-80 cm and the particle size of 2-4 cm is paved in the water tank, and the distance between the water surface in the water tank and the gravel is 25-35 cm. The invention provides a method for setting a long and steep downhill danger-avoiding lane of a road with a new structure, which comprehensively adopts various forms to gradually realize the functions of cooling, recovering braking, reducing resistance, reducing the vehicle speed and limiting and stopping; the deceleration is gradually reduced from weak to strong by using different methods of the three sections, and finally the purpose of safe risk avoidance is realized.)

一种公路长陡下坡避险车道的设置方法

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，特别涉及一种公路长陡下坡避险车道的设置方法。

背景技术

山区公路尤其是山区高速公路由于受地形限制，不可避免地会出现连续长陡下坡路段，而重型车辆在经过长时间的连续制动措施后，部分车辆会出现刹车毂过热而导致制动失效情况。《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)规定，“连续长陡下坡路段应结合交通安全评价论证设置避险车道”。其目的是要求在可能发生上述情况的区间路段，应提供一条能驶离主线并进入专用的减速停车车道，以保证车辆和人员的安全。

目前我国高速公路在长陡下坡路段设置避险车道已被普遍使用，其中许多是在公路投入使用后的事故多发路段而增设，常用的形式有集料坡床式，网索拦式，砂砾堆式等。迄今国内尚没有制定统一的行业标准来颁布具体的设置方法。

集料坡床式避险车道是目前国内使用最多和较为实用的一种形式，它是通过在车道坡床上铺设一定级配的碎砾石，通过其集料的滚动阻力和坡床阻力使车辆减速并停止。但大量的实例和试验都表明集料的形状、级配和铺设厚度对不同的速度、辎重的车辆制动产生的影响差别很大，很可能发生车辆减速过快造成车头和前轴严重损坏、驾驶员受伤，也可能出现减速不够或集料板结造成车辆冲至甚至冲出避险车道终点而受损。

网索拦式是受地形限制而无法有效布置减速车道坡床，而在避险车道入口附近设置具有一定阻尼强度的网索拦截系统，其缺点是减速方法不符合车辆制动原理且减速太快，对车辆和人员极易造成损害。

砂砾堆式是在避险车道上将松散的砂砾码堆，靠砂砾堆的阻力使车辆迅速减停，其缺点同样是后部拖挂车厢及货物的巨大惯性力极易冲损前部驾舱，造成人员伤害。

综上所述，上述三种常用的避险车道设置方法，由于其减速方法与车辆制动轮胎同步原理不符，不同程度均存在两个共同的缺陷，其一是当失控车辆驶入避险车道后，在前轴轮胎和车头前部受到过大阻力后，车辆后部拖挂车厢及货物由于其巨大的惯性冲力，极易造成前部驾舱和车头的受损，危及人员安全；其二是当失控车辆受阻后，不能自救施援，绝大多数都需等待救援车辆进行施救后才能再次腾空避险车道，占用避险车道时间长，安全隐患大。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种新的公路长陡下坡避险车道的设置方法。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供一种公路长陡下坡避险车道，利用由第一区段、第二区段和第三区段组成的制动车道逐次降速；所述第一区段为水中陷阻区，所述水中陷阻区采用断面形状为浅碟式弧形的水槽，所述水槽采用浆砌片石或砼结构；所述水槽内铺设厚度为60～80cm，粒径为2～4cm的卵砾石，所述水槽内的水面与所述卵砾石之间的距离为25～35cm，所述水中陷阻区进出两端纵坡坡度均为10％±5％。

本发明的有益效果如下：

本发明提供一种具有新结构的公路长陡下坡避险车道的设置方法，该公路长陡下坡避险车道的设置方法综合采用多种形式逐次实现降温恢复制动功能，减阻车速，限位阻停；利用三个区段各自不同的方法使减速从弱至强逐步渐进，最终实现安全避险的目的。

附图说明

图1为实施例1-3公路长陡下坡避险车道的结构示意图；

图2为实施例1-3第二区段的断面图；

图3为实施例4公路长陡下坡避险车道的平面布置示意图；

图4为实施例4第二区段的断面图；

图5为实施例4第一区段的断面图；

图6为实施例4公路长陡下坡避险车道俯视图的断面图；

图7为实施例5公路长陡下坡避险车道的结构示意图；

图8为实施例5保温系统的剖视图；

图9为实施例6第一区段的结构示意图；

图10为实施例7第二区段的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1-3

如图1、图2所示，本发明实施例1-3提供了3种公路长陡下坡避险车道，其设置方法均为：

利用由第一区段1、第二区段2和第三区段3组成的制动车道对车阻力由弱至强逐次降速；所述第一区段1为水中陷阻区，所述水中陷阻区采用断面形状为浅碟式弧形的水槽，所述水槽采用浆砌片石或砼结构；所述水槽内铺设厚度为60～80cm，粒径为2～4cm的卵砾石4，所述水槽内的水面与所述卵砾石4之间的距离为25～35cm，所述水中陷阻区进出两端纵坡坡度均为10％±5％。纵坡表示水槽碟沿的坡度，为坡面的垂直高度与水平方向距离的比值再乘100％。

所述水槽顶部长度为30～60m，宽度为4.0m，所述水槽中间部位的深度为1.1～1.3m。

所述第二区段2为滚动阻力区，所述滚动阻力区设置在所述水中陷阻区后，即水槽的终点处，所述滚动阻力区采用梯形断面，顶部长度为20～40m，顶部宽度为3.5m，底部宽度为3m，深度为80cm，纵坡采用3％的下坡；且所述滚动阻力区内铺设厚度为60～70cm，粒径为2～4cm的卵砾石4，在所述滚动阻力区靠近所述水中陷阻区的一端自上至下设置卵砾石4厚度逐渐增厚的渐变过度段5，且渐变过度段5起点处卵砾石4的厚度为10cm。纵坡表示梯形断面斜面的坡度，为坡面的垂直高度与水平方向距离的比值再乘100％。

第三区段3为滚动阻力区之后的砂堆缓冲拦网区，所述砂堆缓冲拦网区设置梯形自由堆积的砾石堆6，所述砾石堆6的高度为1.5m，长度为3.0～5.0m，在砾石堆6靠近滚动阻力区的一侧设置多个与所述砾石堆6紧靠且成阶梯状设置的废旧轮胎7，在砾石堆6后远离滚动阻力区的一侧设置钢丝编网8，所述钢丝编网8通过两道回形缆索9与设于地面的地锚钩接。

本发明提供一种具有新结构的公路长陡下坡避险车道的设置方法，该公路长陡下坡避险车道的设置方法综合采用“阻、降、拦”多种方式组合，逐次实现降温恢复制动功能，减阻车速，限位阻停；利用三个区段各自不同的方法使减速从弱至强渐进，最终实现安全避险的目的。

第一区段采用水中陷阻减速并降温恢复制动功能实现减速；第一区段作为失控车辆进入避险车道后采取的第一项措施，其特点是从本质上恢复车辆本身的制动功能，同时由于水槽的坡度和浸水后卵砾石的易滑动性，其水阻力，水中卵砾石的滑动阻力的形式是逐进的和均衡的，这与车辆制动时对轮胎限制其转动作用是一致的，同时水温对其刹车毂可迅速起到降温冷却使其恢复功能的作用。

第二区段采用岸上滚动阻力加制动减速实现减速；当车辆从水槽驶出后，速度会有一定的减小，制动力也有所恢复，在进入此区段后，通过卵砾石的滚动阻力会进一步减阻车速，而采用下坡方式更有利于受力均衡并利于排水。

第三区段采用砂堆自由变形缓冲加拦网停车实现减速；当失控车辆从第二区段冲到此区段时，首先由废旧轮胎受力，经缓冲传递使后面砾石堆受力并自由变形，直至区域末端的最后保险措施钢丝编网及缆索受力使车辆阻停。

根据公路的使用任务、功能和流量进行的划分，中国大陆将公路划分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级，每个等级的公路适用的车辆以及交通量有所不同，且对于不同的汽车或者货车来说公路的承载能力也是不相同的，同时，车辆的宽度以及底盘的高度也是不同的，因此，根据公路等级以及承载能力，各参数可以进行适当的改进，均在本发明的保护范围内。

其中，实施例1-3的具体参数见表1。

表1.实施例1-3的具体参数

实施例4

一种公路长陡下坡避险车道的设置方法，与实施例1不同的是，如图6所示，在所述水槽内的卵砾石4上和所述滚动阻力区内的卵砾石4上均设置两道浅车辙18。设置浅车辙是为了提高轮胎的陷阻力和防止车轮跑偏。

如图3、图4、图5所示，本实施例中在所述制动车道的一侧设置贯通的且宽度为3.5m的救援车道10，所述救援车道10的一端与高速公路的主线11连通，另一端通过引导车道12连接高速公路的主线11，且所述引导车道与所述制动车道连通。在制动车道右侧设置救援车道，是为了使失控车辆驶回主线，当失控车辆在任何区段获得停车后，均可以从前方右拐进入救援车道，且区段内提供必要的一些工具供自救使用，在失控车辆停车修整后，即可从前方驶回主线。

如图3所示，本实施例中在高速公路的主线11上靠近所述救援车道入口和出口位置均设置中央分隔带开口13，以供需要时救援或养护车辆快速便捷地从对向车道进入到避险车道实施救援或养护。

实施例5

一种公路长陡下坡避险车道的设置方法，与实施例1不同的是，在所述水中陷阻区设置保温系统14；如图7、图8所示，所述保温系统14包括设于所述卵砾石4路床上的保温箱体141、设于所述保温箱体141内的保温管道、分别设于所述保温管道两开口端的进水管道143和出水管道144、设于所述进水管道143上的进水阀门148以及设于所述出水管道144上的第一水泵145，所述保温管道包括多根平行设置的空心管142，相邻两所述空心管142之间通过弯管147连接形成螺旋结构状管道，且所述空心管142和所述弯管的外壁上均绕设有电加热管，且所述水槽的侧壁上且靠近水面处设有温度传感器146。

在冬天较为寒冷地区遇到雨雪天气或者气温较低的时候，水槽内的水容易结冰，这就导致陷阻区无法实现陷阻的目的，因此，设置保温系统来保证陷阻区不受环境、气候的影响，达到水中陷阻并恢复车辆制动功能；使用时，温度传感器用于检测水槽水面处的温度，在检测到温度低于阈值时，电加热管开始加热，同时，进水阀门和第一水泵开启，水槽内的水自进水管道进入保温箱体，并通过出水管道流入水槽内，通过对水加热循环，来保证水槽内的水不结冰，更好的实现陷阻的目的；温度传感器设于水槽侧壁的中间位置或者边缘位置，保温箱体设于水槽内的中间位置或者边缘位置，避免车辆倾轧；当然，温度传感器、阀门、电加热管以及温度传感器均可以连接控制器，通过控制器实现自动控制。

实施例6

一种公路长陡下坡避险车道的设置方法，与实施例1不同的是，在所述水中陷阻区设置补水系统15；如图9所示，所述补水系统15包括设于所述卵砾石4上的液位计151、补水管道152以及设于所述补水管道152上的第二水泵153，所述补水管道152的一端设于所述卵砾石4上，另一端穿过所述卵砾石4并连接补水箱。

本实施例中在所述水中陷阻区设置第一排水系统16；所述第一排水系统16包括排水管道161以及设于所述排水管道161上的抽水机162。

本实施例中由于需要通过水槽内的水实现水中陷阻并恢复制动功能的目的，且水槽内的水还需要保持在合适的高度，因此，通过液位计实时检测水面的高度，在小于阈值时，补水系统的第二水泵开启，通过补水管道开始补水，在大于阈值时，第一排水系统的抽水机开启，通过排水管道开始排水，直至水位达到阈值时，第二水泵或抽水机停止工作；补水系统和第一排水系统均设置在车辆无法倾轧的位置；当然，液位计、第二水泵和抽水机均可以连接控制器，通过控制器实现自动控制。

实施例7

一种公路长陡下坡避险车道的设置方法，与实施例1不同的是，在所述滚动阻力区设置第二排水系统17；如图10所示，所述第二排水系统17包括设于所述滚动阻力区的卵砾石4底部的砂基层171、所述砂基层171的一侧设有排水沟172，所述排水沟172通过雨水管173连接雨水管网系统，且所述排水沟172上设有与所述砂基层171连通的孔洞174。

本实施例中滚动阻力区通过卵砾石实现滚动阻力减速，在下大雨时，路面上会积聚大量的水，使得路面泥泞，不仅会对车辆减速造成影响，还会影响车辆的使用寿命，因此，在滚动阻力区设置第二排水系统；雨水通过卵砾石的缝隙渗入砂基层，然后一部分渗入地下，一部分通过砂基层流入排水沟，再通过雨水管排入雨水管网系统，这样可以快速排净路面的水，便于路面快速干燥并实现陷阻的目的。

对照例1-3

对照例1-3提供了3种公路长陡下坡避险车道的设置方法，与实施例1-3的区别在于各参数不同，具体参数见表2

表2.对照例1-3的具体参数

试验例1

取实施例1-3、对照例1-3和中国专利CN106758606B设置的公路长陡下坡避险车道作为试验1-3组、对照1-3组和阳性1组，评价各组避险车道的阻停时间以及安全性能，每组取5个平行样，结果取平均值，考察结果见表3

从表2可以看出卵砾石的粒径、铺设的厚度、水槽内水面的高度、水槽长度以及梯形断面的长度均对避险车道的阻停时间和安全性能具有显著的影响，只有当避险车道的水槽开口处的长度控制在30～60m，水槽内铺设的卵砾石的厚度控制在60～80cm，粒径控制在2～4cm，水槽内的水面与所述卵砾石4之间的距离控制在25～35cm，梯形断面开口处的长度控制在20～40m，其内铺设的卵砾石的厚度控制在60～70cm，粒径控制在2～4cm，设置的避险车道才会阻停时间短且安全性能高。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。