新型長下坡路段應急避險車道

◆江蘇省啟東中學高一（3）班 茅博程

本期點評專家

譚迪熬中國發明協會院士專家咨詢工作委員會首任專家，中國發明協會中小學創造教育分會會長，科技創新教育特級教師，教育部國培計劃專家庫專家。

對于行駛在高速公路上的司機來說，避險車道是一條“救命道”。避險車道通常為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。司機如果發現所駕駛的車輛制動失靈，可將車輛轉向避險車道。

避險車道種類繁多，但都有不足，導致出現車輛沖出避險車道、側翻、車停貨不停等情況。針對目前應急避險車道的不足，我構想設計這樣一種避險車道：它既不用增加長度，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，又能對原有的避險車道改造而成。

一、設計思路

新型長下坡路段應急避險車道包括設于避險車道上的制動體與防護組、設于避險車道入口處的防撞組與指示組、設于避險車道兩側與救援車道兩側的護欄。避險車道的表面鋪設了礫石。

防護組包括依次間隔設于避險車道上的第一道防護、第二道防護、第三道防護以及第四道防護。第一道防護與第二道防護設于避險車道的水平段上，第三道防護與第四道防護設于避險車道的上坡段。避險車道的上坡段的坡度為35°～45°。

第一道防護用微強度阻尼混凝土預制塊鋪砌而成，通過增加地面摩擦系數，構成防護等級為一級防護的防護單元。第二道防護由長約30 m、深約50 cm的涉水坑道組成。第三道防護由10個制動體排列為金字塔狀，且通過3條鎖鏈從制動體的兩端以及中間將其捆住，構成防護等級為三級防護的防護單元。第四道防護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，共同構成防護等級為四級防護的防護單元。

為減少二次傷害的風險，在第一道防護、第二道防護、第三道防護分界處均增設攔阻索，縮短制動距離。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。

避險車道護欄的立面標記為黃黑相間設置，救援車道護欄的立面標記為紅白相間設置，避險車道護欄、救援車道護欄的立面標記與行車方向成75°。

此外，我還設計了一系列輔助設施，如在避險車道與救援車道入口的分隔處設置防撞桶，并在此處左、右兩側各立一個指示牌，左側的指示牌為黃底黑字，右側的指示牌為藍底白字。

圖1 外觀設計圖

二、制作過程

1.繪制設計簡圖

結合要達到的目的，我將避險車道的結構畫在圖紙上，并用文字進行輔助說明，將草圖拿給指導老師看。之后在指導老師的建議下，我又向專業繪圖人員請教，最終得出該項目的外觀設計圖。

為保證失控車輛在避險車道末端前實現安全停車，避險車道的最小長度應為失控車輛停車所需的最小距離。

2.選擇制作器材

我羅列統計所需的材料，并根據清單備貨，按照1∶50的比例進行制作。車道主體模型以及驅動旋轉等主要配件按圖定制加工，紅外線感應裝置、水袋等選擇網購獲取，將廢棄的輪胎、彈簧、導向輪等進行二次加工，用作制作材料。

3.組裝

檢查定制的車道主體模型，請專業人員協助安裝旋轉驅動，在避險車道終點預留防撞保護處安裝彈性水墻、輪胎減震保護設施，并調整位置與角度，預留相關部件的更換取替口。

4.成品測試和試用

各部件組裝完成后，我分別測試了旋轉裝置、摩擦系數、防撞保護裝置。在確保各部位裝置正常工作后，進行了車輛（電動小車）模擬綜合性能測試，總體效果良好，達到了項目設計的初衷。

三、創新點

1.利用四道防護體系的同時，配合使用攔阻索，構成不同的防護等級和制動形式，具有良好的經濟性和實用性。

2.當失控車輛撞擊由制動體構成的前三道防護后，若鐵絲網未破裂，可以對失控車輛進行有效攔截；若鐵絲網破裂，礫石散落不僅可以減少失控車輛的動能，散落的礫石還能增大車輛前行的阻力。

3.避險車道坡度由平面和上坡兩段構成，第一道和第二道防護設置在水平段，第三段和第四段防護設置在上坡段，減少了建造工程量。同時，失控車輛撞擊制動體散落的礫石以及平面段的設計可防止車輛向后滑移至主線路，避免二次事故的發生。

4.在避險車道入口處的防撞桶和指示牌設計、在避險車道和救援車道兩側的混凝土護欄設置的不同顏色的立面標記，都有利于駕駛員在緊急情況下快速確認避險車道的位置。

5.利用涉水坑道進行減速，使失控車輛平穩停車，避免出現人員傷亡、車輛嚴重損壞和裝載貨物散落的現象。（指導老師：陳 鋌）

專家點評

新型長下坡路段應急避險車道是一項創新實踐作品。通過這個項目的創新實踐，作者的創造性思維能力、技術運用能力等會有較大的提高。但值得引起思考的是，青少年科技創新活動是要使青少年從小養成踐行“求真務實”等科學精神的習慣，樹立“科技報國”的遠大志向。

如果選擇的課題“專業性很強、問題又很嚴重”，相關行業部門與技術專家一定會關注，并想辦法解決。就避險車道問題，網絡上已有多次相關報道與多種解決方案。例如，在四川省雅西高速拖烏山至石棉這段51千米長的路，設置了多達6個避險車道，指示牌提前告知，避險效果突出。又如2014年8月14日，大運汽車公司試驗人員與液力緩速器生產廠家的工程師一同對大運重卡出口伊朗車進行了液力緩速器性能驗證試驗。整車47噸，在運三高速下坡路段，沒有使用一次行車制動的情況下連續8千米勻速下坡，試驗取得圓滿成功。

總之，青少年科技創新項目決不能讓人產生有過于夸大問題的嚴重性，或過于夸大自己成果實效性的感覺。