高速公路连续下坡路段货车制动毂温升模型修正研究

为使下坡路段货车制动毂温升模型更加符合货车制动毂温度变化规律,提高连续长大下坡路段的安全性,从而更好地指导连续下坡路线纵断面设计,基于连续下坡路段货车制动毂温升机理,通过对长下坡路段主导车型的行车动力学以及热力学分析,对同济大学制动毂温升模型进行修正,在同济模型以三轴载重货车为主导车型的基础上,采用与规范和实际中更符合的东风六轴铰接列车为主导车型,并在发动机辅助制动工况条件下,利用雅西高速3处连续长大下坡路段对该修正后的模型进行了实车验证。结果表明:修正温升模型得到的温升曲线与实测温升曲线更贴合,且修正模型预测的温度与实测温度间的差异随坡长的增加逐步减小,平均差异为16.5℃,低于修正前模型温度与实测温度的平均差异41.5℃。制动毂在3段下坡的预测温度与实测温度间的平均温差分别为21,12.4,21.4℃,均未超过25℃,且温度变化趋势基本一致,说明修正后的温升预测模型精度更高,货车制动毂温升修正模型能更好地预测连续下坡路段的货车制动毂温升状况。

基于制动毂温升的连续下坡安全设计方法

为提升高速公路连续下坡行车安全水平,缓解中国长下坡路段车路协同矛盾,研究了基于货车制动毂温升的纵坡组合安全设计方法.选取六轴铰接列车为主导车型,采用理论分析法构建了制动毂温升模型,通过实车试验验证了模型准确性.收集了试验路段多年事故数据,基于对货车事故率与制动毂温升的相关性分析,选取温度达到200℃时下坡距离、坡底温度和温升速率作为纵坡组合安全性分析指标,对连续下坡纵坡组合设计方法进行了分析.结果表明:从制动毂温升层面考虑,连续下坡应从缓坡设置、坡度差控制和坡长组合三方面进行安全设计与优化,并辅以主、被动防护和交通管控措施;合理设置缓坡有利于缓解制动毂温升,但缓坡降温效果有限,坡度无限趋缓既无益于降低制动毂温度,也增加了路线长度,宜根据临界坡度指标合理控制缓坡取值;相邻坡段坡度差不宜过大,尽量以坡差较小的纵坡组合进行展线,宜根据平均纵坡以及最大坡度差回归方程控制坡差;同时应采用长缓坡和短陡坡的坡长组合形式.由此可最大限度避免连续下坡的货车制动毂超过200℃,提升货车下坡安全.

高速公路连续长下坡路段大型货车专用缓速车道研究

为降低大型载重货车的下坡风险,提升我国高速公路连续长下坡的行车安全性,研究了连续长下坡路段货车专用缓速车道。分析了大型货车在发动机辅助制动下坡时的行驶特性,基于货车制动毂温度和速度特性,提出长下坡路段应在必要时增设货车专用缓速车道。以六轴铰接列车为设计主导车型,从铰接列车下坡安全性入手研究了缓速车道的架构体系,明确了缓速车道的设置方法,提出了包括渐变段、缓冲区和稳速区等在内的车道架构及其线形指标,分析了缓速车道的合理限速值以及推荐挡位。最后以G5京昆高速某长大下坡为例,通过多种通行方式下的货车制动毂温升数值模拟,对比验证了缓速车道的安全通行性。结果表明:相较于自由流速度下坡和分车道限速下坡,设置缓速车道后坡底制动毂温度分别降低了114和79℃,降温幅度分别达到32.9%和25.3%,且缓速车道路段内最高温度低于安全临界温度,表明在连续长下坡内增设缓速车道可显著缓解制动毂温升态势,降低货车制动失效概率。