基于降雨強度的安全車速限值研究

胡昌耀 ，李天昊, 劉紫秋，馮晨陽，聞宇航，陳 虹，沈強儒

（南通大學 交通與土木工程學院，江蘇 南通 226019）

引言

據相關統計資料顯示，在2010—2019年全國不良天氣下發生的交通事故中，雨天交通事故數量、受傷人數和造成的經濟損失分別占事故總數量的86.5%，總受傷人數的86.4%和總經濟損失的77.8%［1］。 在降雨天氣下，路表積水是誘發高速公路雨天發生交通事故的主要影響因素之一［2］，當路面存在積水時，在水膜壓力作用下，輪胎和路面之間的附著系數顯著降低。

我國路面附著系數回歸方程最初由季天劍等［3］提出，通過有限元方法，推導出了附著系數與水膜厚度、行車速度的關系式。殷濤和賈賢盛［4］針對雨天低能見度及路面附著系數減小的情況，得出了不同水膜厚度的路面附著系數。劉長生［5］通過對汽車輪胎與路面附著系數的研究，得到不同水膜厚度下小車附著系數與行駛速度的關系，為該領域的發展做出了較大貢獻。

1 附著系數理論研究分析

1.1 降雨強度因素分析

在不同降雨強度下，路面上覆蓋的水膜厚度不同，故輪胎與路面附著系數也有所不同，見表1。

表1 不同降雨強度下高速公路路面附著系數

當降雨強度達到中雨后，路面上存在≥2.10 mm厚的水膜，在水膜壓力作用下，路面和輪胎逐漸被完全分隔，兩者之間產生摩擦力較小。隨著水膜厚度逐漸增加，輪胎與路面的附著能力逐漸下降，且變化趨于平緩，即路面附著系數降低的速率隨著降雨強度的增加而降低。

1.2 行駛速度因素分析

行駛速度對輪胎與路面之間的附著系數存在一定的影響，通過室外實車試驗計算不同車速下輪胎與路面的附著系數［6］，結果見圖2。……