浅论高速公路限速因素

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1、浅论高速公路限速因素【摘要】本篇论文将从力学和运动学等多方面对高速公路限速原因进行具体探究，从而分析高速公路限速的原因，合理性和缺陷。以便能因地制宜，大限度的发挥高速公路的作用，让驾驶者既有安全保障又能快捷舒适。【关键词】摩擦；水滑现象；受力分析【背景】当今世界，各地联系日益紧密，城市与城市间的来往更加频繁，而公路，尤其是高速公路在交通运输中更是发挥着不可替代的作用。可随着车辆的日益增多，高速公路上的交通事故也频繁发生，高速路上的限速就有非常重要的作用，尤其是在我国这样一个多山，天气系统复杂的国家

2、更是如此。有很多司机对限速有看法、不理解，甚至抱怨有些地方的限速过于呆板，面对很多人关心的这一问题，我打算做一个有益的探讨。【正文】高速公路上（下文如无特殊说明，皆表示我国高速公路），限制汽车速度的有很多因素，大致分为：天气、地形、路上交通状况等。在此我只针对天气，地形进行研究。一、天气对汽车速度的影响相同的条件下，天气对汽车速度的影响十分的大，很多路段都有严格的限速，就是因为当地天气变化多端。对汽车速度影响比较大的天气主耍有：雨、雾、雪等。雨：屮国位于太平洋西岸，受夏季风影响，南方大部分地区夏季

3、有雨，对于高速上车速的影响很大。雨天引起的交通事故主要有：制动不灵或侧滑造成车辆相撞、撞护栏及中央分隔带。下雨后，地面和轮胎之间的积水不能清除，而积水又填补了路面凹凸不平的空隙,使得路面和轮胎之间的动摩擦因素》,根据f二u*N可知，当N不变时u减小，则摩擦力f也会跟着减小；而且一般轿车的车顶都呈圆弧形，当车行驶的时候，车上方空气流速大于下方流速，根据“流速大压强下”的原理，车会向上“飘”，而轮胎也会向上浮，车的上“飘”则会减小车对路而的正压力，根据ff*N可知,当口不变时,正压力N减小,则摩擦力f

4、也会跟着减小。综上可知，雨天的时候，动摩擦因素u和正压力N都会减小,所以车与地面的摩擦力就会减小。卜雨后，积水多则会在路面和轮胎之间形成一层薄水层，薄水层致使轮胎与路面的附着力失去，易形成'水滑'现象。如下图:把图像简化后可得:rti图可知这种“水滑”所造成车胎方向的偏转角是比较大的。而且根据实验得知，定员五人的普通型小客车在新轮胎场合，水深为2mm时的“打滑速度”为120km/h,水深为6mm时的“打滑速度”为100km/h；水深为8mm时的“打滑速度”为80km/ho也就是说汽车在不同积水深度

5、所相对应的不同临界车速均会产生“水滑”。并且根据仁卩籾可知：当积水深度以及其他条件不变时，BPH一定，N越小，f越小。说明空载车辆比重载车辆产生水滑的可能性要高，更易打滑。因此，下雨天在高速公路上行驶最起码得把车速降低到80km/h甚至更低。雾：在我国，秋天是个多雾的季节，一些高速公路路段，附近池塘和河流密集，空气对流不畅，水汽由于昼夜温弟，蒸发严重,很容易形成团雾天气。雾对汽车行驶最大的影响在于：雾天能见度降低，影响驾驶员的视觉。尤其是浓雾的时候，驾驶员的观察力和判断力都将受到极大影响。雾有浓、

6、薄之分，当视距为300-150米吋为薄雾，视距为150〜50米吋为浓雾，视距为50米以下吋为特浓雾。那不同雾下车的行驶速度应为多少呢？分析可得：1、当视距为300〜150米时(高速公路一般车与车的间距为100m)o设车的前方lOOm处发生了紧急情况，一般情况下，当前方出现事故后，反映到驾驶员大脑需要0.75s的时间，而有雾情况下，人的反应时间有所增加，为0.8so然而右脚从油门移动到制动板约0.3s,当踩下制动到油压开始作用约0.3s.所以总反应时间为t二1.4s,则反应距离s二t*Vo设汽车行驶

7、速度Vo为xm/s,则s=l.4xo而车平均加速度a为-5m/s2・列方程得：刹车距离s'-S_s=100_l.4x当车停下时Vo二0m/s则有有Vt2-Vo2=2as?即-x2=2*(-5m/s2)*(100-1.4x)X?二lOm/s?*(100-1.4x)X2+14x-1000=0解得：xl^25.38x2"-39.39(不符合实际，舍去).x=25.38m/s•••当视距为300〜150米时，行驶速度应不超过25.38m/s即91.368km/ho2、当视距为150〜80米时(车间距为1

8、00m),此时受大雾的影响，驾驶员大脑的反应时间平均会增加大约1・5倍。再根据人和车作用所花去的时间，总反应时间t二0.8*(1+1.5)+0.3+0.3=2.6s则反应距离s=t*Vo=2.6xo列方程得：刹车距离s'二S-s二100-2・6x当车停下时Vo二0m/s则有有Vt2-Vo2=2as,即-x2=2*(-5m/s2)*(100-2.6x)X2=10m/s2*(100-2.6x)X2+26x-1000=0解得:xl~21・19x2~-47.19(不符合实际,舍去).•.x