[发明专利]基于多点钟摆耗能的避险车道

说明书

本发明公开了一种基于多点钟摆耗能的避险车道，包括设置在引道尽头的制动砂床，所述制动砂床通过制动块与多个钟摆耗能机构相连，每一所述钟摆耗能机构均包括与所述制动块相连的上曲球面块和与路面基础相连的下曲球面块，所述上曲球面块和下曲球面块之间设置有中曲球面块，所述中曲球面块的上凸弧面与上曲球面块、中曲球面块的下凸弧面与下曲球面块均构成滑动配合。本发明提供的基于多点钟摆耗能的避险车道，结构简单，特别适合于对避险车道制动距离有限制的情况，在山区公路避险车道设计中优势更加明显，具有较为广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及避险车道技术领域，尤其是涉及一种基于多点钟摆耗能的避险车道。

背景技术

根据调查表明，交通安全事故经常发生的路段，往往都是地处山区、急弯、陡坡路段，在调查的危险路段中，有高达55%都属于连续长大下坡路段的交通安全问题，但是由于地形和经济条件的限制，在山区高等级道路设计中长大下坡路段是不可避免的，因此，连续长大下坡路段的交通安全设计已成为公路设计的一项必要措施，因而避险车道的设计已成为人们对解决连续长大下坡路段交通安全事故问题的关注重点。

避险车道（Truck Escape Ramp）是一种特殊交通安全设施，其设置在连续长大下坡路段一侧，利用失控车辆轮胎与制动砂床材料之间的滚动阻力和或车辆在上坡时沿车辆行驶方向相反的重力分力，使车辆的动能转化为抵抗路面摩擦的热能和重力势能，通过降低车速达到控制失控车辆的目的。避险车道的设置主要有两个作用：一是使失控车辆从主线中分流，避免对主线车辆造成干扰；二是使失控车辆平稳停车，不出现人员伤亡，车辆严重损毁的情况。

目前常见的避险车道有重力式避险车道和制动砂床式避险车道等。早些年，重力分布式避险车道使用较为普遍，通常是利用平行于主线的废弃旧路，将其修整成上坡道，成本较低。这种避险车道能够较好地控制车辆减速，但车辆进入后由于重力作用，会出现返回主线的现象，给主线上正常行驶的车辆带来安全隐患，引发二次交通安全事故；其次，重力式避险车道对车道长度要求较高，需要有足够的空间才可以设置，在山区地段，由于地形等原因，重力式车道的设置受到了极大制约。制动砂床式避险车道主要通过失控车辆轮胎与砂砾之间的滚动阻力使失控车辆减速，目前应用中较为广泛，但是由于驶入车辆往往具有较高的速度，仅仅依靠砂床的制动效果，需要的制动距离较长，在山区地段同样会受到限制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种制动距离短、可以有效避免车辆返回主线的基于多点钟摆耗能的避险车道。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的基于多点钟摆耗能的避险车道，包括设置在引道尽头的制动砂床，所述制动砂床通过制动块与多个钟摆耗能机构相连，每一所述钟摆耗能机构均包括与所述制动块相连的上曲球面块和与路面基础相连的下曲球面块，所述上曲球面块和下曲球面块之间设置有中曲球面块，所述中曲球面块的上凸弧面与上曲球面块、中曲球面块的下凸弧面与下曲球面块均构成滑动配合。

所述制动砂床水平设置。

所述上凸弧面和下凸弧面以中曲球面块的中心线对称设置。

所述制动砂床一侧设置有救援车道。

所述上曲球面块和下曲球面块通过多根连接拉索相连。

所述上曲球面块和下曲球面块上分别开设有多个用于穿设所述连接拉索的锚固孔。

本发明的设计原理如下：

将避险车辆的重量计为M，车速计为V，避险车道制动块的重量计为m=3~5M。当汽车冲入避险车道，车辆陷入制动砂床，通过砂床的摩擦力，车辆带动砂床和砂床下部连接的制动块一起运动，汽车的冲量传递给下部的制动块，避险车辆和制动砂床整体成为上部结构，汽车的速度减小为，制动块的速度变为。

根据动量守恒定律，上部结构运动速度推算公式为：