新型長(zhǎng)下坡路段應(yīng)急避險(xiǎn)車道

茅博程

譚迪熬 中國(guó)發(fā)明協(xié)會(huì)院士專家咨詢工作委員會(huì)首任專家，中國(guó)發(fā)明協(xié)會(huì)中小學(xué)創(chuàng)造教育分會(huì)會(huì)長(zhǎng)，科技創(chuàng)新教育特級(jí)教師，教育部國(guó)培計(jì)劃專家?guī)鞂＜摇?/p>

對(duì)于行駛在高速公路上的司機(jī)來說，避險(xiǎn)車道是一條“救命道”。避險(xiǎn)車道通常為50～100米的斜坡，車道路面鋪上厚厚的一層可增大輪胎與地面摩擦力的碎石，入口處及盡頭堆放用來減震的廢舊輪胎。司機(jī)如果發(fā)現(xiàn)所駕駛的車輛制動(dòng)失靈，可將車輛轉(zhuǎn)向避險(xiǎn)車道。

避險(xiǎn)車道種類繁多，但都有不足，導(dǎo)致出現(xiàn)車輛沖出避險(xiǎn)車道、側(cè)翻、車停貨不停等情況。針對(duì)目前應(yīng)急避險(xiǎn)車道的不足，我構(gòu)想設(shè)計(jì)這樣一種避險(xiǎn)車道：它既不用增加長(zhǎng)度，又能安全、高效地使失控車輛完全停下來;既能在新建道路上建造，又能對(duì)原有的避險(xiǎn)車道改造而成。

一、設(shè)計(jì)思路

新型長(zhǎng)下坡路段應(yīng)急避險(xiǎn)車道包括設(shè)于避險(xiǎn)車道上的制動(dòng)體與防護(hù)組、設(shè)于避險(xiǎn)車道入口處的防撞組與指示組、設(shè)于避險(xiǎn)車道兩側(cè)與救援車道兩側(cè)的護(hù)欄。避險(xiǎn)車道的表面鋪設(shè)了礫石。

防護(hù)組包括依次間隔設(shè)于避險(xiǎn)車道上的第一道防護(hù)、第二道防護(hù)、第三道防護(hù)以及第四道防護(hù)。第一道防護(hù)與第二道防護(hù)設(shè)于避險(xiǎn)車道的水平段上，第三道防護(hù)與第四道防護(hù)設(shè)于避險(xiǎn)車道的上坡段。避險(xiǎn)車道的上坡段的坡度為35°～45°。

第一道防護(hù)用微強(qiáng)度阻尼混凝土預(yù)制塊鋪砌而成，通過增加地面摩擦系數(shù)，構(gòu)成防護(hù)等級(jí)為一級(jí)防護(hù)的防護(hù)單元。第二道防護(hù)由長(zhǎng)約30 m、深約50 cm的涉水坑道組成。第三道防護(hù)由10個(gè)制動(dòng)體排列為金字塔狀，且通過3條鎖鏈從制動(dòng)體的兩端以及中間將其捆住，構(gòu)成防護(hù)等級(jí)為三級(jí)防護(hù)的防護(hù)單元。第四道防護(hù)包括排列為三角形并在外圍用上、下兩道鎖鏈捆綁在一起的多排大直徑防撞水桶、高彈性緩沖隔板，以及鋼筋混凝土端墻，共同構(gòu)成防護(hù)等級(jí)為四級(jí)防護(hù)的防護(hù)單元。

為減少二次傷害的風(fēng)險(xiǎn)，在第一道防護(hù)、第二道防護(hù)、第三道防護(hù)分界處均增設(shè)攔阻索，縮短制動(dòng)距離。為了更好地配合使用攔阻索，需改裝卡車尾部的拖鉤，使其可升降，緊急情況下將拖鉤放下即可。

避險(xiǎn)車道護(hù)欄的立面標(biāo)記為黃黑相間設(shè)置，救援車道護(hù)欄的立面標(biāo)記為紅白相間設(shè)置，避險(xiǎn)車道護(hù)欄、救援車道護(hù)欄的立面標(biāo)記與行車方向成75°。

此外，我還設(shè)計(jì)了一系列輔助設(shè)施，如在避險(xiǎn)車道與救援車道入口的分隔處設(shè)置防撞桶，并在此處左、右兩側(cè)各立一個(gè)指示牌，左側(cè)的指示牌為黃底黑字，右側(cè)的指示牌為藍(lán)底白字。

二、制作過程

1.繪制設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖

結(jié)合要達(dá)到的目的，我將避險(xiǎn)車道的結(jié)構(gòu)畫在圖紙上，并用文字進(jìn)行輔助說明，將草圖拿給指導(dǎo)老師看。之后在指導(dǎo)老師的建議下，我又向?qū)I(yè)繪圖人員請(qǐng)教，最終得出該項(xiàng)目的外觀設(shè)計(jì)圖。

為保證失控車輛在避險(xiǎn)車道末端前實(shí)現(xiàn)安全停車，避險(xiǎn)車道的最小長(zhǎng)度應(yīng)為失控車輛停車所需的最小距離。

2.選擇制作器材

我羅列統(tǒng)計(jì)所需的材料，并根據(jù)清單備貨，按照1∶50的比例進(jìn)行制作。車道主體模型以及驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)等主要配件按圖定制加工，紅外線感應(yīng)裝置、水袋等選擇網(wǎng)購(gòu)獲取，將廢棄的輪胎、彈簧、導(dǎo)向輪等進(jìn)行二次加工，用作制作材料。

3.組裝

檢查定制的車道主體模型，請(qǐng)專業(yè)人員協(xié)助安裝旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，在避險(xiǎn)車道終點(diǎn)預(yù)留防撞保護(hù)處安裝彈性水墻、輪胎減震保護(hù)設(shè)施，并調(diào)整位置與角度，預(yù)留相關(guān)部件的更換取替口。

4.成品測(cè)試和試用

各部件組裝完成后，我分別測(cè)試了旋轉(zhuǎn)裝置、摩擦系數(shù)、防撞保護(hù)裝置。在確保各部位裝置正常工作后，進(jìn)行了車輛（電動(dòng)小車）模擬綜合性能測(cè)試，總體效果良好，達(dá)到了項(xiàng)目設(shè)計(jì)的初衷。

三、創(chuàng)新點(diǎn)

1.利用四道防護(hù)體系的同時(shí)，配合使用攔阻索，構(gòu)成不同的防護(hù)等級(jí)和制動(dòng)形式，具有良好的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

2.當(dāng)失控車輛撞擊由制動(dòng)體構(gòu)成的前三道防護(hù)后，若鐵絲網(wǎng)未破裂，可以對(duì)失控車輛進(jìn)行有效攔截;若鐵絲網(wǎng)破裂，礫石散落不僅可以減少失控車輛的動(dòng)能，散落的礫石還能增大車輛前行的阻力。

3.避險(xiǎn)車道坡度由平面和上坡兩段構(gòu)成，第一道和第二道防護(hù)設(shè)置在水平段，第三段和第四段防護(hù)設(shè)置在上坡段，減少了建造工程量。同時(shí)，失控車輛撞擊制動(dòng)體散落的礫石以及平面段的設(shè)計(jì)可防止車輛向后滑移至主線路，避免二次事故的發(fā)生。

4.在避險(xiǎn)車道入口處的防撞桶和指示牌設(shè)計(jì)、在避險(xiǎn)車道和救援車道兩側(cè)的混凝土護(hù)欄設(shè)置的不同顏色的立面標(biāo)記，都有利于駕駛員在緊急情況下快速確認(rèn)避險(xiǎn)車道的位置。

5.利用涉水坑道進(jìn)行減速，使失控車輛平穩(wěn)停車，避免出現(xiàn)人員傷亡、車輛嚴(yán)重?fù)p壞和裝載貨物散落的現(xiàn)象。（指導(dǎo)老師：陳 鋌）

專家點(diǎn)評(píng)

新型長(zhǎng)下坡路段應(yīng)急避險(xiǎn)車道是一項(xiàng)創(chuàng)新實(shí)踐作品。通過這個(gè)項(xiàng)目的創(chuàng)新實(shí)踐，作者的創(chuàng)造性思維能力、技術(shù)運(yùn)用能力等會(huì)有較大的提高。但值得引起思考的是，青少年科技創(chuàng)新活動(dòng)是要使青少年從小養(yǎng)成踐行“求真務(wù)實(shí)”等科學(xué)精神的習(xí)慣，樹立“科技報(bào)國(guó)”的遠(yuǎn)大志向。

如果選擇的課題“專業(yè)性很強(qiáng)、問題又很嚴(yán)重”，相關(guān)行業(yè)部門與技術(shù)專家一定會(huì)關(guān)注，并想辦法解決。就避險(xiǎn)車道問題，網(wǎng)絡(luò)上已有多次相關(guān)報(bào)道與多種解決方案。例如，在四川省雅西高速拖烏山至石棉這段51千米長(zhǎng)的路，設(shè)置了多達(dá)6個(gè)避險(xiǎn)車道，指示牌提前告知，避險(xiǎn)效果突出。又如2014年8月14日，大運(yùn)汽車公司試驗(yàn)人員與液力緩速器生產(chǎn)廠家的工程師一同對(duì)大運(yùn)重卡出口伊朗車進(jìn)行了液力緩速器性能驗(yàn)證試驗(yàn)。整車47噸，在運(yùn)三高速下坡路段，沒有使用一次行車制動(dòng)的情況下連續(xù)8千米勻速下坡，試驗(yàn)取得圓滿成功。

總之，青少年科技創(chuàng)新項(xiàng)目決不能讓人產(chǎn)生有過于夸大問題的嚴(yán)重性，或過于夸大自己成果實(shí)效性的感覺。