汽車試驗(yàn)場綜合耐久路防護(hù)設(shè)計研究

顧偉

摘 要：汽車試驗(yàn)場用于模擬汽車在正常行駛過程中所遇到的各種道路情況，其中綜合耐久路用于驗(yàn)證汽車及其零部件的可靠性，即在規(guī)定時間和規(guī)定條件下完成規(guī)定功能的能力，從而暴露出汽車及其零部件在前期設(shè)計、制造、使用及維修等方面的問題，提出改進(jìn)方案，從而使汽車及其零部件的可靠性不斷提高。而試驗(yàn)過程中，一些不確定性因素可能會導(dǎo)致危險情況的發(fā)生，如道路特征路面組合設(shè)計、汽車試驗(yàn)工況不一及汽車產(chǎn)品質(zhì)量等;因此，試驗(yàn)場管理人員需做好道路試驗(yàn)風(fēng)險因素的分析以及相應(yīng)防護(hù)措施的研究。本文從汽車試驗(yàn)場綜合耐久路中存在的試驗(yàn)風(fēng)險進(jìn)行分析，對各類風(fēng)險進(jìn)行判別分類，并建立相應(yīng)的防護(hù)設(shè)施。

關(guān)鍵詞：試驗(yàn)風(fēng)險 防護(hù)設(shè)計

Design for Durable Road Protection of Automotive Proving Ground

Gu Wei

Abstract：Automotive proving ground is for simulation all sorts of road conditions in the process of moving. Durable road is used to verify the reliability of the automobile and parts， namely the conditions prescribed by the rules of time and ability to complete the required function， exposing the automobile and parts in the early stage of the design， manufacture， use and maintenance problems， and putting forward the improvement plan， so as to increase the reliability of the automobile and parts. In the test process， some uncertain factors may lead to the occurrence of dangerous situations， such as road characteristics and pavement combination design， automobile test conditions and automobile product quality， etc. Therefore， managers should analyze the risk factors of road tests and study the corresponding protective measures. This paper analyzes the test risks existing in the comprehensive durable road of automotive proving ground， classifies and distinguishes all kinds of risks， and establishes the corresponding protective facilities.

Key words：risk of test， protection design

1 引言

可靠性測試是汽車試驗(yàn)過程中較為重要的一個環(huán)節(jié)，通過可靠性測試，可以暴露出汽車及零部件在前期設(shè)計、制造、使用及維修方面的問題，從而可以提出改進(jìn)方案，進(jìn)一步使汽車及零部件的可靠性不斷提高。

綜合耐久路用于驗(yàn)證汽車及其零部件的可靠性，為了在實(shí)際試驗(yàn)過程中模擬汽車在行駛過程中所遇到的路況，綜合耐久路集中修建了各種各樣的特征路面，包括花崗巖路面、混凝土板塊沖擊路、棋盤制動路、井蓋路、軌道匝口、橫向?yàn)r青溝、瀝青補(bǔ)丁路段等20多種特征路面。

在實(shí)際試驗(yàn)過程中，道路特征路面的設(shè)計、汽車試驗(yàn)工況及產(chǎn)品質(zhì)量方面的一些問題，可能會導(dǎo)致一些危險情況的發(fā)生，因此，如何建立建設(shè)綜合耐久路的道路防護(hù)設(shè)施，保證人員的試驗(yàn)安全是我們應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮的問題。本文從道路防護(hù)的角度，針對綜合耐久路中存在的危險因素進(jìn)行分析，參考公路、賽道等場地的防護(hù)措施，對綜合耐久路提出整體的防護(hù)設(shè)計思路。

2 道路危險因素分類

綜合耐久路道路試驗(yàn)項(xiàng)目眾多，工況復(fù)雜，本文從試驗(yàn)道路內(nèi)危險因素出發(fā)，可將試驗(yàn)危險因素可大致分為以下7類：

2.1 特征路面種類繁多

1）綜合耐久路整體設(shè)計特征路面超過20種，試驗(yàn)人員無法區(qū)分具體的特征路面名稱;

2）每種特征路面設(shè)計試驗(yàn)車速不同，且車速范圍較大，跨度從40km/h至100km/h，試驗(yàn)人員無法區(qū)分具體路面的設(shè)計車速，若試驗(yàn)時車速超出設(shè)計車速太多，易發(fā)生操縱失控的情況。

2.2 路口多的情況

1）綜合耐久路由一個交通環(huán)島連接3條測試道路以及中心廣場，進(jìn)出路口較多，車輛會車幾率增大，且進(jìn)出口未有明確標(biāo)識，試驗(yàn)人員易混淆進(jìn)出口位置;

2）3條測試道路內(nèi)，因各類制動區(qū)域（如瀝青制動路、棋盤制動路）的設(shè)計，試驗(yàn)支線的設(shè)計以及濺水池的設(shè)計，導(dǎo)致道路內(nèi)交叉路口較多，會車安全問題增大。

2.3 彎道及急彎情況

1）3條測試道路內(nèi)，彎道所占比例超過道路總長度的三分之二，僅東側(cè)路段為直線試驗(yàn)段，其余路段都為彎道，南側(cè)路段急彎較多，試驗(yàn)危險性較大;

2）部分彎道內(nèi)包含試驗(yàn)特征路面，附著系數(shù)相對于普通瀝青路面更低，車輛行駛時更易出現(xiàn)操縱失控的情況。

2.4 道路寬度及邊緣問題

1）測試道路整體分為兩側(cè)區(qū)域，一側(cè)為普通高附著系數(shù)瀝青路面，一側(cè)為特征試驗(yàn)路面，兩種路面之間邊緣區(qū)分不清;

2）測試道路較窄，邊界無明顯區(qū)分，車輛一側(cè)輪胎易與道路邊緣發(fā)生刮擦。

2.5 臨近水體

因道路排水及防洪設(shè)計需求，道路內(nèi)存在部分水體區(qū)域，導(dǎo)致部分路段靠近水體區(qū)域，車輛在試驗(yàn)過程中失控時易落入水體區(qū)域。

2.6 相鄰道路間距不足

因綜合耐久路與強(qiáng)化耐久路相鄰，部分路段與強(qiáng)化耐久路距離較近，且行駛方向?yàn)閷ο蛐旭?，安全風(fēng)險較高。

2.7 環(huán)島中心廣場區(qū)域使用問題

環(huán)島中心廣場劃分為停車區(qū)域、倒車測試區(qū)域以及8字轉(zhuǎn)向測試區(qū)域，廣場劃分區(qū)域較多，各區(qū)域之間存在車輛碰撞的風(fēng)險。

3 公路及賽車場地防護(hù)參考意義

試驗(yàn)場測試道路是為了在試驗(yàn)過程中模擬汽車在行駛過程中所遇到的各種路況，且測試道路內(nèi)包含較多的彎道路段，故實(shí)際公路內(nèi)以及賽車場地類的防護(hù)設(shè)施也具有參考意義。

1）警示設(shè)施主要分為標(biāo)牌及標(biāo)線，參考公路警示設(shè)施。其中警示標(biāo)牌包括道路提示牌、限速標(biāo)牌、轉(zhuǎn)向提示標(biāo)牌、單向行駛標(biāo)牌、停車讓行標(biāo)牌及禁止駛?cè)霕?biāo)牌等;警示標(biāo)線包括道路分隔線、導(dǎo)流線等。在試驗(yàn)場綜合耐久路防護(hù)設(shè)計過程中，需合理使用各類交通標(biāo)牌及標(biāo)線，遵循規(guī)范性、可視性及系統(tǒng)性的原則，從整體布局中研究設(shè)計方案。

2）道路外圍防護(hù)主要分為護(hù)欄防護(hù)（參考公路防護(hù)），緩沖坡防護(hù)及輪胎墻防護(hù)（參考賽車場地防護(hù)）。在試驗(yàn)場綜合耐久路防護(hù)設(shè)計過程中，需區(qū)分考慮不同的道路情形，區(qū)分路段是需要硬防護(hù)（護(hù)欄）還是軟防護(hù)（輪胎墻），或者采取組合式的防護(hù)措施，從而達(dá)到最佳的防護(hù)效果。

4 試驗(yàn)場綜合耐久路防護(hù)設(shè)計

4.1 標(biāo)牌防護(hù)

在道路防護(hù)設(shè)計中，標(biāo)牌防護(hù)主要考慮以下7類情況：

1）環(huán)線標(biāo)號、單向行駛標(biāo)牌及禁止駛?cè)霕?biāo)牌

在交通環(huán)島內(nèi)各道路入口位置設(shè)置環(huán)線標(biāo)號及單向行駛標(biāo)牌，用于提示道路入口位置及道路行駛方向，同時在交通環(huán)島內(nèi)各道路出口位置設(shè)置禁止駛?cè)霕?biāo)牌，從而避免試驗(yàn)人員誤從出口進(jìn)入及逆向行駛。

2）特征路面指示牌

在各特征路面入口位置增加特征路面指示牌，提示內(nèi)容為路面標(biāo)號、名稱及長度，用于提示試驗(yàn)人員該特征路面具體信息，有利于試驗(yàn)人員進(jìn)行試驗(yàn)工況辨別。

3）停車讓行標(biāo)牌

在各道路出口位置設(shè)置停車讓行標(biāo)牌，用于區(qū)分路口行駛優(yōu)先級，有效避免路口車輛碰撞的情況。

4）限速標(biāo)牌

根據(jù)各特征路面的設(shè)計車速，綜合考慮彎道、交通環(huán)島等情況，在交通環(huán)島以及各道路內(nèi)彎道處設(shè)置限速標(biāo)牌;交通環(huán)島建議限速20km/h，普通彎道建議限速60km/h，S型彎道或連續(xù)彎道建議限速40km/h。

5）環(huán)島行駛方向標(biāo)牌

根據(jù)交通行駛規(guī)定，交通環(huán)島為逆時針行駛方向，故需在交通環(huán)島內(nèi)設(shè)置逆時針行駛的方向標(biāo)牌;因交通環(huán)島內(nèi)路口較多，可在每一個出口位置均設(shè)置此提示牌。

6）急彎提示標(biāo)牌

道路內(nèi)彎道較多，需在各彎道入口處設(shè)置急彎提示牌，提示前方為彎道，可與彎道限速標(biāo)牌組合配置，從而達(dá)到提醒試驗(yàn)人員的作用。

7）轉(zhuǎn)向提示標(biāo)牌

交通環(huán)島及各道路均為單向行駛方向，需在各出口位置設(shè)置禁止左轉(zhuǎn)（右轉(zhuǎn)）提示標(biāo)牌，避免試驗(yàn)人員逆向行駛。

4.2 標(biāo)線防護(hù)

在道路防護(hù)設(shè)計中，標(biāo)線防護(hù)主要考慮以下4類情況：

1）停止標(biāo)線

在各道路出口位置設(shè)置停止標(biāo)線，配合停車標(biāo)牌使用，用于區(qū)分路口行駛優(yōu)先級，有效避免路口車輛碰撞的情況。

2）匝道并流線

各道路內(nèi)均存在支路的情況，需在各支路進(jìn)出口位置設(shè)置匝道并流線，用于提示試驗(yàn)人員區(qū)分主道與匝道位置。

3）路緣標(biāo)線及分隔線

在全路段兩側(cè)路邊添加白色實(shí)線，并在各特征路面與普通瀝青路面交接處增加黃色實(shí)線，清楚分隔兩側(cè)車道;用于提示試驗(yàn)人員道路邊界及特征路面位置。

4）凹坑警示線

在凹坑、井蓋及溝槽等特征路面位置設(shè)置凹坑警示線，警示線為凹坑完整輪廓，用于提示試驗(yàn)人員凹坑位置邊界。

4.3 護(hù)欄防護(hù)

在道路防護(hù)設(shè)計中，護(hù)欄設(shè)置位置主要考慮以下3類情況：

1）自起始至結(jié)束，轉(zhuǎn)向方向超過90°的彎道

在道路內(nèi)轉(zhuǎn)向方向超過90°的彎道設(shè)置護(hù)欄，此情況中彎道內(nèi)需不包含特征路面，且在標(biāo)牌設(shè)置中彎道限速60km/h，故此類路段可采用標(biāo)準(zhǔn)的雙波護(hù)欄進(jìn)行防護(hù);而包含特征路面的彎道需以其他防護(hù)方式進(jìn)行防護(hù)。

2）水體附近路段

在靠近水體的部分路段設(shè)置護(hù)欄，此情況防護(hù)僅用于防止車輛落水，故此類路段可采用標(biāo)準(zhǔn)的雙波護(hù)欄進(jìn)行防護(hù)。

3）特征路面中小型坡道路段

小型坡道特征路面與道路之間存在高差，且設(shè)計車速為60-100km/h，車速較高，故需使用防護(hù)等級更高一級的三波護(hù)欄進(jìn)行防護(hù)。

4.4 輪胎墻防護(hù)

在道路防護(hù)設(shè)計中，輪胎墻設(shè)置位置距離道路邊界需大于兩個車寬的長度，故在此道路設(shè)計中，輪胎墻設(shè)置位置距離道路邊界5m;起始點(diǎn)及終止點(diǎn)參考彎道進(jìn)出切線方向，可適當(dāng)延伸輪胎墻長度。

輪胎墻應(yīng)選用15-17寸的輪胎，以5只輪胎為一組，疊加之后采用螺栓緊固的方式連接成一組;在現(xiàn)場設(shè)置過程中，輪胎墻采用雙排交錯的排列方式，保證輪胎墻防護(hù)的可靠性;同時為保證輪胎墻的軟防護(hù)彈性，每組輪胎墻之間可采用鋼絲串聯(lián)的方式，既將所有輪胎連接為整體，又保證輪胎墻又一定的彈性。

在道路防護(hù)設(shè)計中，輪胎墻的位置主要考慮以下4類情況：

1）包含特征路面的彎道

包含特征路面的彎道設(shè)計車速高于通行彎道，在試驗(yàn)過程中極易發(fā)生車輛失控的情況，故此類路段需采用輪胎墻進(jìn)行防護(hù)。

2）與其他道路相鄰的彎道

因試驗(yàn)場場地道路的綜合設(shè)計，部分路段與其他試驗(yàn)道路距離過近，之間無足夠的緩沖坡，故此類路段需采用輪胎墻進(jìn)行防護(hù)，

3）綜合因素

部分路段為S型連續(xù)彎道，且道路兩側(cè)附近存在水體情況，此類路段為連續(xù)彎道，試驗(yàn)失控幾率較大，故不適合采用硬防護(hù)（護(hù)欄），適合采用輪胎墻進(jìn)行軟防護(hù)。

4）廣場區(qū)域劃分

環(huán)島中心廣場被劃分為停車區(qū)域、倒車測試區(qū)域以及8字轉(zhuǎn)向測試區(qū)域，廣場劃分區(qū)域較多，各區(qū)域之間存在車輛碰撞的風(fēng)險。此類情況下，各區(qū)域之間需使用輪胎墻進(jìn)行分隔。

4.5 碎石防護(hù)

在道路防護(hù)設(shè)計中，道路邊界保護(hù)及排水問題也需重點(diǎn)考慮，防止邊界脫落、積水浸泡、邊界雜草等原因?qū)е侣访媪芽p及破損，從而構(gòu)成試驗(yàn)過程中的風(fēng)險。

同時，輪胎墻防護(hù)與道路邊界之間也許使用碎石進(jìn)行緩沖，用于保證車輛在失控偏離道路時，碎石層的摩擦及凹陷能力可以減少車輛行駛動力，從而減少車輛與輪胎墻發(fā)生碰撞時產(chǎn)生的沖擊力。

碎石防護(hù)主要考慮以下2類情況：

1）道路邊界

為保證道路排水通暢及邊界保護(hù)，需在全路段路邊進(jìn)行碎石鋪裝，要求為寬1m、厚20cm、半壓實(shí)。

2）輪胎墻內(nèi)側(cè)

在加裝輪胎墻的防護(hù)路段內(nèi)側(cè)增加碎石防護(hù)，防護(hù)要求為寬5m、厚20cm、半壓實(shí)，且循車輛行駛方向增加碎石漸變帶。

4.6 緩沖坡防護(hù)

在道路防護(hù)設(shè)計中，緩沖坡需保證緩沖坡面均勻平整，無斷面高差;除設(shè)計的排水溝外，其余空間均需填土并進(jìn)行坡面平整，保證無斷面、凸起及坑洼。

因?yàn)榈缆肪彌_破設(shè)計坡度為1：5，所以在增加輪胎墻防護(hù)的路段，輪胎墻位置地面高度會比道路邊界低1m左右，而輪胎墻高約1.2m，相對高度僅為0.2m，故此類路段的緩坡需進(jìn)行填土平坡，保證輪胎墻至少相對路面高出0.75m（約3個輪胎寬），且緩坡交接處需做好平緩過渡，無斷面高差。

5 結(jié)束語

本文從汽車試驗(yàn)場綜合耐久路試驗(yàn)危險因素出發(fā)，結(jié)合公路及賽車場地的防護(hù)措施，研究設(shè)計了綜合耐久路道路標(biāo)牌、標(biāo)線、護(hù)欄、輪胎墻、碎石及緩沖坡共6項(xiàng)防護(hù)措施。道路防護(hù)是汽車試驗(yàn)場管理人員需關(guān)注的重點(diǎn)，本文從綜合耐久路道路提出的防護(hù)措施，可為汽車試驗(yàn)場其他道路防護(hù)設(shè)計提供參考。

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