制动失效缓冲车道的平面结构设计分析

时间：2024-08-31

赵学同

（河北广通路桥工程有限公司，河北邯郸 056000）

0 引言

制动失效缓冲车道的结构设计分为平面设计和断面设计，其中平面设计主要是对于制动失效缓冲车道的引道，与主线交角，平面线形，制动床宽度和长度等参数的结构设计。合理的结构设计是使制动失效缓冲车道能够充分发挥作用的重要保证。避险车道平面设计如图1所示。

图1 避险车道平面图

1 制动失效缓冲车道引道与交角

制动失效缓冲车道引道起着连接公路行车道和制动床的作用。引道可以给制动失效车辆驾驶员提供充分的反应时间和足够的空间，从而使驾驶员能够操纵车辆沿着引道安全平稳的驶入缓冲车道，使驾驶员减少因车辆失控带来的极度恐慌而失去正常的判定能力。

引道的设置应保证驾驶员在引道的起点就能够清晰的看到缓冲车道的全部线形，防止驾驶员因恐惧而放弃驶入制动失效缓冲车道。引道的终点应设计成方形，使制动失效的车辆的前轴两轮能够同时进入制动失效缓冲车道，避免因为前轴两轮受力不均而导致车辆侧翻。

制动失效缓冲车道制动床应与公路行车道之间保持足够的侧向间距，引道的设置终点宜平行于制动失效缓冲车道入口，并且保持一定的距离，以避免车辆进入制动失效缓冲车道后溅起的沙砾进入行车道，影响高速公路上高速行驶的汽车。

相关的研究和数据表明，制动失效缓冲车道的引道越长，提供给驾驶员的空间越多，能更好地控制失控车辆。使其以快速驶入制动床内，避免与护栏相撞发生事故。根据驾驶心理和视觉反应特点，驾驶员在前方看到引道并且做出判断采取行动需要3s，根据这一反应时间可以计算出引道的最小设计长度。例如失控车辆的速度按90km/h计算，则引道的最小长度为75m，引道可以设计成由窄逐渐变宽的渐变段，入口为3.8～5.5m，末端宽度与制度床宽度相同，两者平顺连接。

为了便于制度失效车辆平稳驶入，制度失效缓冲车道与主线的交角尽量可能的小。如果交角过大，尤其是位于小半径曲线处的制度失效缓冲车道，车辆需要偏离主线较大角度，反向转向才能进入制度失效缓冲车道，这就增加了驾驶员正在操纵上的难度，特别是在车辆失控的情况下。根据相关数据和经验表明，当偏移角超过5°时驾驶员就不易保持驾驶方向的平稳性，因此制动缓冲车道与主线的交角以小于5°为宜。

目前我国大部分制动失效缓冲车道的引道设计普遍存在引道长度不能满足要求，以及制动失效缓冲车道与主线的交角过大的问题。某些制动失效缓冲车道护栏上有很多刮擦和冲撞的痕迹，这也说明了引道的长度不足。制动失效缓冲车道与主线交角偏大也是导致车辆在护栏上刮擦和冲撞痕迹的主要原因如图2所示。

图2 引道缺陷事故图

2 平面线形

制动失效缓冲车道时是专为长大下坡路段的制动失效车辆设计的。车辆失控后，驾驶员心存恐惧，同时车辆进入缓冲车道后没有转弯能力，因此制动失效的车辆是不可能适应曲线线形的。因此，缓冲车道的平面线形应为直线，以减少驾驶员控制车辆的困难，使得制动失效车辆驶入制动床后可以平稳减速停车，避免车辆在制动床堆积料中人为转弯而发生侧翻事故。如果地形允许，与公路行车主线平行的制动失效缓冲车道还可以使道路用地最小化。

3 制动床的宽度设计

制动失效的缓冲车道制动床宽度应保证能够使一辆货车驶入，根据《道路车辆外廓尺寸，轴荷及质量限值》（GB 1589—2004）的规定，汽车的车宽最大值为2.5m，可以认为汽车的制动失灵后驾驶员会很紧张，制动失效缓冲车道应有足够的横向净空，使驾驶员能够顺利的操纵制动失效货车驶入制动失效缓冲车道因此，制动缓冲车道制动床的宽度至少4m才能保证一辆大型车顺利驶入，同时需要考虑到的情况是将驶入制动失效缓冲车道的制动失效车辆拖出需要一定时间，而在较短的时间内还是有两辆或者更多制动失效车辆驶入（如图3所示），所以制动失效缓冲车道制动床的宽度越宽越好，建议缓冲车道的制动床宽度最小值为8m，由于地形限制可适当减小。

图3 制动床缺陷事故图

制动床一般设计为等宽，也有不等宽的情况，例如宽度自入口向内逐渐增宽，宽度必须满足均匀过渡要求，不可形成突变造成行车障碍。不宜设计成入口宽而末端窄的锥形，这是因为制动失效货车在驶入制动床时如果制动床中一侧距护栏较近，随着驶入距离的增加，制动床的宽度变窄，那么车辆在制动床中容易与护栏发生碰撞。