新型长下坡路段应急避险车道

◆江苏省启东中学高一（3）班 茅博程

本期点评专家

谭迪熬中国发明协会院士专家咨询工作委员会首任专家，中国发明协会中小学创造教育分会会长，科技创新教育特级教师，教育部国培计划专家库专家。

对于行驶在高速公路上的司机来说，避险车道是一条“救命道”。避险车道通常为50~100米的斜坡，车道路面铺上厚厚的一层可增大轮胎与地面摩擦力的碎石，入口处及尽头堆放用来减震的废旧轮胎。司机如果发现所驾驶的车辆制动失灵，可将车辆转向避险车道。

避险车道种类繁多，但都有不足，导致出现车辆冲出避险车道、侧翻、车停货不停等情况。针对目前应急避险车道的不足，我构想设计这样一种避险车道：它既不用增加长度，又能安全、高效地使失控车辆完全停下来；既能在新建道路上建造，又能对原有的避险车道改造而成。

一、设计思路

新型长下坡路段应急避险车道包括设于避险车道上的制动体与防护组、设于避险车道入口处的防撞组与指示组、设于避险车道两侧与救援车道两侧的护栏。避险车道的表面铺设了砾石。

防护组包括依次间隔设于避险车道上的第一道防护、第二道防护、第三道防护以及第四道防护。第一道防护与第二道防护设于避险车道的水平段上，第三道防护与第四道防护设于避险车道的上坡段。避险车道的上坡段的坡度为35°～45°。

第一道防护用微强度阻尼混凝土预制块铺砌而成，通过增加地面摩擦系数，构成防护等级为一级防护的防护单元。第二道防护由长约30 m、深约50 cm的涉水坑道组成。第三道防护由10个制动体排列为金字塔状，且通过3条锁链从制动体的两端以及中间将其捆住，构成防护等级为三级防护的防护单元。第四道防护包括排列为三角形并在外围用上、下两道锁链捆绑在一起的多排大直径防撞水桶、高弹性缓冲隔板，以及钢筋混凝土端墙，共同构成防护等级为四级防护的防护单元。

为减少二次伤害的风险，在第一道防护、第二道防护、第三道防护分界处均增设拦阻索，缩短制动距离。为了更好地配合使用拦阻索，需改装卡车尾部的拖钩，使其可升降，紧急情况下将拖钩放下即可。

避险车道护栏的立面标记为黄黑相间设置，救援车道护栏的立面标记为红白相间设置，避险车道护栏、救援车道护栏的立面标记与行车方向成75°。

此外，我还设计了一系列辅助设施，如在避险车道与救援车道入口的分隔处设置防撞桶，并在此处左、右两侧各立一个指示牌，左侧的指示牌为黄底黑字，右侧的指示牌为蓝底白字。

图1 外观设计图

二、制作过程

1.绘制设计简图

结合要达到的目的，我将避险车道的结构画在图纸上，并用文字进行辅助说明，将草图拿给指导老师看。之后在指导老师的建议下，我又向专业绘图人员请教，最终得出该项目的外观设计图。

为保证失控车辆在避险车道末端前实现安全停车，避险车道的最小长度应为失控车辆停车所需的最小距离。

2.选择制作器材

我罗列统计所需的材料，并根据清单备货，按照1∶50的比例进行制作。车道主体模型以及驱动旋转等主要配件按图定制加工，红外线感应装置、水袋等选择网购获取，将废弃的轮胎、弹簧、导向轮等进行二次加工，用作制作材料。

3.组装

检查定制的车道主体模型，请专业人员协助安装旋转驱动，在避险车道终点预留防撞保护处安装弹性水墙、轮胎减震保护设施，并调整位置与角度，预留相关部件的更换取替口。

4.成品测试和试用

各部件组装完成后，我分别测试了旋转装置、摩擦系数、防撞保护装置。在确保各部位装置正常工作后，进行了车辆（电动小车）模拟综合性能测试，总体效果良好，达到了项目设计的初衷。

三、创新点

1.利用四道防护体系的同时，配合使用拦阻索，构成不同的防护等级和制动形式，具有良好的经济性和实用性。

2.当失控车辆撞击由制动体构成的前三道防护后，若铁丝网未破裂，可以对失控车辆进行有效拦截；若铁丝网破裂，砾石散落不仅可以减少失控车辆的动能，散落的砾石还能增大车辆前行的阻力。

3.避险车道坡度由平面和上坡两段构成，第一道和第二道防护设置在水平段，第三段和第四段防护设置在上坡段，减少了建造工程量。同时，失控车辆撞击制动体散落的砾石以及平面段的设计可防止车辆向后滑移至主线路，避免二次事故的发生。

4.在避险车道入口处的防撞桶和指示牌设计、在避险车道和救援车道两侧的混凝土护栏设置的不同颜色的立面标记，都有利于驾驶员在紧急情况下快速确认避险车道的位置。

5.利用涉水坑道进行减速，使失控车辆平稳停车，避免出现人员伤亡、车辆严重损坏和装载货物散落的现象。（指导老师：陈 铤）

专家点评

新型长下坡路段应急避险车道是一项创新实践作品。通过这个项目的创新实践，作者的创造性思维能力、技术运用能力等会有较大的提高。但值得引起思考的是，青少年科技创新活动是要使青少年从小养成践行“求真务实”等科学精神的习惯，树立“科技报国”的远大志向。

如果选择的课题“专业性很强、问题又很严重”，相关行业部门与技术专家一定会关注，并想办法解决。就避险车道问题，网络上已有多次相关报道与多种解决方案。例如，在四川省雅西高速拖乌山至石棉这段51千米长的路，设置了多达6个避险车道，指示牌提前告知，避险效果突出。又如2014年8月14日，大运汽车公司试验人员与液力缓速器生产厂家的工程师一同对大运重卡出口伊朗车进行了液力缓速器性能验证试验。整车47吨，在运三高速下坡路段，没有使用一次行车制动的情况下连续8千米匀速下坡，试验取得圆满成功。

总之，青少年科技创新项目决不能让人产生有过于夸大问题的严重性，或过于夸大自己成果实效性的感觉。