吳明先，楊軍超，林宣財(cái)，潘兵宏，吳善根

(1. 中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710075；2. 長(zhǎng)安大學(xué) 公路學(xué)院，陜西 西安 710064)

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)高速公路建設(shè)重心逐步由平原區(qū)轉(zhuǎn)入山區(qū)，山區(qū)高速公路由于高差大，地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，在越嶺路段，為降低工程造價(jià)以及減少對(duì)環(huán)境的破壞，常常會(huì)采用較大和較長(zhǎng)的連續(xù)縱坡，這中縱坡組合對(duì)載重車安全下坡不利，主要表現(xiàn)為長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)引起的制動(dòng)器“熱衰退”現(xiàn)象，增加下坡路段貨車的事故心風(fēng)險(xiǎn)。而在長(zhǎng)陡下坡路段合理設(shè)置緩坡，可以減輕車輛制動(dòng)轂負(fù)荷，提高行駛安全性?！豆仿肪€設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D20—2017)[1](以下簡(jiǎn)稱《路線規(guī)范》[1])指出，我國(guó)目前貨運(yùn)主導(dǎo)型車輛仍為6軸鉸接列車，其功率重量比為5.2 kw/t，相較于舊規(guī)范《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D20—2006)[2](以下簡(jiǎn)稱《舊路線規(guī)范》)以及美國(guó)AASHTO規(guī)范[3]給出的貨運(yùn)主導(dǎo)車型功率重量比9.1 kw/t和8.3 kw/t，其整體性能偏低，然而《路線規(guī)范》[1]關(guān)于緩坡坡度及坡長(zhǎng)的規(guī)定仍與《舊路線規(guī)范》相一致，具體情況為：當(dāng)設(shè)計(jì)速度小于或等于80 km/h時(shí)，緩坡縱坡應(yīng)不大于3%；設(shè)計(jì)速度大于80 km/h時(shí)，緩和坡段的縱坡應(yīng)不大于2.5%。同時(shí)最小坡長(zhǎng)規(guī)定如表1所示。《路線規(guī)范》[1]關(guān)于緩坡設(shè)計(jì)指標(biāo)所采用的舊規(guī)定值，可能與現(xiàn)行貨車在連續(xù)下坡路段所需要的緩坡縱坡和坡長(zhǎng)不相符合，因此需要根據(jù)貨車實(shí)際運(yùn)行條件對(duì)連續(xù)下坡路段緩和坡段設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行研究，為設(shè)計(jì)更合理的縱坡組合提供參考?！堵肪€規(guī)范》中對(duì)最短坡長(zhǎng)的規(guī)定僅考慮了行駛平順性的要求，并不是根據(jù)緩坡作用而規(guī)定的，因此，也需要研究不同緩坡對(duì)應(yīng)的最小坡長(zhǎng)。

表1 高速公路最小坡長(zhǎng)規(guī)定值

國(guó)內(nèi)外均關(guān)于連續(xù)下坡交通安全性的研究多是針對(duì)連續(xù)下坡路段的交通事故統(tǒng)計(jì)分析[4-5]，建立了制動(dòng)轂溫度模型[6-7]，并提出了改善措施如避險(xiǎn)車道[8]，交通管理等[9-11]。而在連續(xù)下坡與縱斷面線形指標(biāo)方面，法國(guó)[12]研究人員認(rèn)為，在長(zhǎng)大下坡中設(shè)置緩坡，將造成行車速度回升，使得長(zhǎng)大下坡更加危險(xiǎn)。Harwood等人[13]以觀察的歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，提出了交通事故率與縱坡坡度的關(guān)系曲線，并指出連續(xù)下坡路段比上坡路段更危險(xiǎn)，下坡坡度越陡，事故率越高；汽車速度越快，造成的損失也越大。澳大利亞的Austroads[14]對(duì)貨車駕駛員進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查并查閱文獻(xiàn)，研究了連續(xù)下坡路段導(dǎo)致貨車失控的嚴(yán)重事故，建立了剎車升溫模型。陳斌等[15]在調(diào)查收集既有的連續(xù)長(zhǎng)大下坡路段交通事故數(shù)據(jù)和道路設(shè)計(jì)參數(shù)的基礎(chǔ)上，討論了3種線形組合情況下的交通事故特征及成因，研究了交通事故與道路縱斷面參數(shù)之間的聯(lián)系。史培龍等[16]研究發(fā)現(xiàn)坡度對(duì)制動(dòng)器的溫度影響較大；且當(dāng)坡度和制動(dòng)方式相同時(shí)，坡長(zhǎng)越長(zhǎng)，溫度升高量越大。蘇波等[17]利用大型貨車制動(dòng)鼓溫度實(shí)地試驗(yàn)，修正GSRS制動(dòng)轂溫升預(yù)測(cè)模型，并提出了長(zhǎng)下坡路段坡度和坡長(zhǎng)的限值指標(biāo)，廖軍洪[18]發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)下坡下部路段坡度較緩，且平縱線形間的協(xié)調(diào)性較好時(shí)可以減小貨車制動(dòng)器的負(fù)荷。潘兵宏[19]收集了大量相關(guān)資料和文獻(xiàn)，通過(guò)路段試驗(yàn)、場(chǎng)地試驗(yàn)和理論分析，對(duì)山區(qū)高速公路平均縱坡與坡長(zhǎng)限制指標(biāo)進(jìn)行研究，提出了山區(qū)高速公路平均縱坡和坡長(zhǎng)限制指標(biāo)值。曹杰[20]利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出不同海拔高度的不限坡長(zhǎng)的臨界坡度值，并從無(wú)輔助制動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)兩種情況分析計(jì)算相應(yīng)的緩坡坡長(zhǎng)值。

根據(jù)前述內(nèi)容可知，目前研究成果多根據(jù)連續(xù)下坡路段的制動(dòng)轂溫度，建議采取相應(yīng)的安全性保障措施，如避險(xiǎn)車道、車速限制以及標(biāo)志標(biāo)線。并研究了連續(xù)下坡縱斷面線形指標(biāo)與交通事故關(guān)系，根據(jù)事故數(shù)據(jù)或制動(dòng)轂溫度提出了山區(qū)連續(xù)下坡的平均縱坡及其坡長(zhǎng)指標(biāo)。關(guān)于連續(xù)下坡路段的緩坡設(shè)計(jì)指標(biāo)研究較少，曹杰[20]雖然對(duì)緩坡的臨界縱坡與坡長(zhǎng)進(jìn)行了研究，但是其研究的主導(dǎo)車型功重比為9.33 kw/h，不與目前貨車主導(dǎo)車型不一致。為確保山區(qū)高速公路長(zhǎng)大下坡路段大型貨運(yùn)汽車安全行駛，合理的緩坡設(shè)計(jì)可以起到降低制動(dòng)轂溫度和行駛速度的作用，對(duì)減少下坡路段貨車制動(dòng)轂使用次數(shù)、降低下坡路段的行駛風(fēng)險(xiǎn)具有實(shí)際意義，因此有必要根據(jù)現(xiàn)行貨車在連續(xù)下坡路段的運(yùn)行情況對(duì)緩坡相關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行研究。

本研究選取東風(fēng)DFL4251A15六軸鉸接列車為主導(dǎo)車型，對(duì)其在下坡受力狀態(tài)進(jìn)行分析，在考慮發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)條件下，研究不同設(shè)計(jì)速度及運(yùn)行速度對(duì)應(yīng)的緩坡臨界縱坡值，并基于速度折減特性和制動(dòng)轂降溫特性，分別研究不同特性下的緩坡坡長(zhǎng)值，為設(shè)計(jì)人員在高速公路連續(xù)下坡設(shè)計(jì)提供參考。

1 貨車下坡受力分析

1.1 主導(dǎo)車型選擇

在研究公路縱坡設(shè)計(jì)時(shí)，為使研究結(jié)果更具有代表性和說(shuō)服力，更加貼合實(shí)際，需選取現(xiàn)階段公路的主流貨運(yùn)車型作為主導(dǎo)車型進(jìn)行研究分析。根據(jù)《路線規(guī)范》[1]關(guān)于現(xiàn)階段公路運(yùn)輸貨運(yùn)主導(dǎo)車型的闡述，本研究選取滿載下的6軸鉸接列車作為研究車型，與《路線規(guī)范》一致。主導(dǎo)車型由牽引車及半掛車組成，牽引車型號(hào)為東風(fēng)DFL4251A15，整車長(zhǎng)度約18 m，功率質(zhì)量比為5.7 kw/t。

1.2 主導(dǎo)車型下坡受力分析

本研究參考趙含雪[21]對(duì)6軸載貨汽車在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)方式下進(jìn)行受力分析，建立整車下坡受力模型，采用理論分析法從行車動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)原理，參考相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算不同入坡速度、坡度和檔位對(duì)應(yīng)的緩坡坡長(zhǎng)。牽引車與半掛車通過(guò)鉸鏈連接，在受力分析中，假設(shè)如下：(1)在車輛在直線縱坡上行駛時(shí)鉸鏈連接處只傳遞力，不傳遞力矩；(2)牽引車與半掛車視為剛體。下坡?tīng)顟B(tài)牽引車受力分析如圖1，貨車受到持續(xù)制動(dòng)力矩Tb、空氣阻力Fw、滾動(dòng)阻力Ff、加速阻力Fj、重力G、重力沿坡道的分力Fi、地面支持力FN。

圖1 牽引車受力分析

由整車受力平衡，得到下坡路段汽車持續(xù)制動(dòng)的行駛平衡方程為：

Fi=Fb+Fw+Ff+Fj,

(1)

Fi=Gi,

(2)

(3)

(4)

Ff=Wf，

(5)

f=0.007 6+0.000 056v，

(6)

(7)

(8)

式中，i為坡度，取tan(α)=i；Tb為持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩；ig為變速器的變速比；i0為主減速比；η為傳動(dòng)效率；r為車輪的有效半徑；δ為汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)；CD為空氣阻力系數(shù);A為迎風(fēng)面積;ρ為空氣密度;一般為1.226 N·s2·m-4；W為車輛載荷；δ1為汽車車輪慣性力系數(shù)，一般取δ1=0.03～0.05；δ2為發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪慣性影響系數(shù)，一般載重汽車δ2=0.04～0.05；ik為變速箱速比，具體的計(jì)算公式為：ik(本檔)=Vmax(高檔)/Vmax(本檔)。通過(guò)以上受力分析，可得到關(guān)于坡度和運(yùn)行速度的表達(dá)式，進(jìn)而建立檔位- 速度-臨界坡度模型，可通過(guò)該模型得到不同檔位、運(yùn)行速度下的緩坡臨界坡度。

2 連續(xù)下坡緩坡坡度控制指標(biāo)

根據(jù)行車動(dòng)力學(xué)理論，貨車下坡行駛時(shí)，道路坡度使得車輛僅采用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)即可保持勻速行駛，且坡度小于這個(gè)值時(shí)，車輛減速行駛，則稱此坡度為緩坡的臨界縱坡。取其為連續(xù)下坡緩坡坡度控制閾值。當(dāng)貨車駛?cè)氪司徠聲r(shí)，貨車會(huì)減速或者勻速運(yùn)動(dòng)，有利于貨車掛低檔增大發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)力；此時(shí)貨車的主制動(dòng)器并不工作，因此制動(dòng)鼓在此時(shí)可以進(jìn)行散熱降溫，有利于恢復(fù)貨車的制動(dòng)性能。

由式(1)～(8)可推導(dǎo)出：

(9)

(10)

當(dāng)采用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，式(3)中持續(xù)制動(dòng)力矩Tb(N·m)與轉(zhuǎn)速呈如下二次函數(shù)關(guān)系[22]：

Tb=-8.224 736×10-5n2+3.764 13×

10-1n+2.045 631×10-2,

(11)

式中，n為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/(rad/s)；g取9.8 m/s2。令：

Fb+Fw+Ff=B2v2+B1v+B0，

(12)

則聯(lián)立式(2)～(6)及式(11)得：

(13)

(14)

(15)

式中，v為貨車穩(wěn)定速度；g取9.8 m/s2；ui為扭矩系數(shù)；Ci為行駛阻力與車速函數(shù)表達(dá)式中的阻力系數(shù)；δ0為空擋時(shí)的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)。通過(guò)以上分析可知，將式(10)中的sin(α)近似視為i，則聯(lián)立式(10)和(12)，得發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)下縱坡i關(guān)于車速的二次函數(shù)為：

(16)

《路線規(guī)范》[1]規(guī)定，高速公路設(shè)計(jì)速度不宜低于100 km/h，條件受限時(shí)可選用80 km/h。在進(jìn)入連續(xù)下坡路段時(shí)，駕駛員先通過(guò)降速來(lái)掛低檔，不同擋位對(duì)應(yīng)一定速度范圍。當(dāng)下坡速度按80 km/h控制時(shí)，最高可掛至11檔；當(dāng)下坡速度按100 km/h控制時(shí)，最高掛至12檔。因此將12檔及11檔發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)方式下的臨界坡度作為緩坡坡度控制指標(biāo)(即取一定條件下的最不利狀況)，同時(shí)研究表明，下坡坡度為0～6%的范圍內(nèi)時(shí)，大型車的運(yùn)行速度一般在40～80 km/h之間，因此本研究中將貨車最低容許速度取為40 km/h，參考各檔位對(duì)應(yīng)速度范圍，代入其穩(wěn)定速度，得到高速公路設(shè)計(jì)速度及運(yùn)行速度下相應(yīng)的緩坡坡度指標(biāo)如表2所示。

表2 發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)方式下連續(xù)下坡緩坡坡度控制指標(biāo)

表2中緩坡坡度均為坡度設(shè)計(jì)閾值，貨車在小于該表對(duì)應(yīng)的坡度上行駛時(shí)，有利于貨車減擋降速，且制動(dòng)轂處于降溫態(tài)勢(shì)，制動(dòng)性能有所恢復(fù)。表2所示緩坡坡度均小于《路線規(guī)范》[1]規(guī)定的2.5%，取值規(guī)定與行駛速度速度相關(guān)，且劃分更加詳細(xì)，更有利于保證貨車在連續(xù)下坡路段運(yùn)行的安全性，可為設(shè)計(jì)人員在連續(xù)下坡路段緩坡坡度設(shè)計(jì)取值提供依據(jù)。

3 連續(xù)下坡緩坡坡長(zhǎng)控制指標(biāo)

3.1 基于速度特性的緩坡坡長(zhǎng)

基于式(9)和式(12)，在等式右邊不為零的情況下，可得：

(17)

將式(16)進(jìn)行單位換算并對(duì)兩邊進(jìn)行積分可得：

(18)

將不同縱坡和入坡速度值代入式(18)，可求得不同縱坡、不同速度降低條件下的緩坡坡長(zhǎng)。

當(dāng)貨車下坡時(shí)運(yùn)行速度降低值一定的情況下，緩坡坡度越大，相應(yīng)的坡長(zhǎng)也越長(zhǎng)；當(dāng)坡度保持一定的情況下，減速過(guò)程中曲線斜率逐漸增大。這反映了通常在駕駛員制動(dòng)減速的過(guò)程中，檔位由高往低變化，發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)力變大，減速度也增大，降低相同的速度差值所需要的坡長(zhǎng)也就越短。對(duì)于同一坡度的緩坡而言，一定距離之內(nèi)，坡長(zhǎng)越長(zhǎng)，車輛降低的運(yùn)行速度越多。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)目標(biāo)速度折減值，合理的選用緩坡和對(duì)應(yīng)的坡長(zhǎng)。進(jìn)行緩坡設(shè)計(jì)時(shí)，可利用式(18)得到貨車下坡過(guò)程中速度降低一定數(shù)值的所需緩坡長(zhǎng)度，由此根據(jù)進(jìn)入該段縱坡的速度和緩坡的坡度值，可查詢出對(duì)應(yīng)于不同的速度降低值所需的坡長(zhǎng)值。

3.2 基于降溫特性的緩坡坡長(zhǎng)

根據(jù)傳熱學(xué)理論，制動(dòng)轂的散熱方式有3種，分別是熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)制動(dòng)器物理模型的簡(jiǎn)化分析[10]，制動(dòng)轂與周圍物體接觸面積小，熱阻大，因此只有很小的熱傳導(dǎo)發(fā)散熱量，可忽略不計(jì)。當(dāng)制動(dòng)轂溫度變化時(shí)，通過(guò)熱輻射散發(fā)的熱量最多占散熱量的5%～10%，也可忽略不計(jì)。因此，制動(dòng)轂散熱主要考慮熱對(duì)流，熱對(duì)流是指流體各部分之間發(fā)生相對(duì)位移，冷熱流體摻混所引起的熱量傳遞方式。當(dāng)貨車在緩坡上行駛時(shí)，僅采用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)方式即可勻速下坡，制動(dòng)轂散熱主要考慮熱對(duì)流，此時(shí)制動(dòng)轂與外界空氣對(duì)流換熱。由牛頓冷卻公式，當(dāng)制動(dòng)轂因?yàn)橹車諝獾纳岫鋮s時(shí)，對(duì)流換熱的熱流量Pd(W)為：

Pd=hRAg2(T-Ta)，

(19)

式中，hR為制動(dòng)轂與空氣間的對(duì)流換熱系數(shù)，表示對(duì)流換熱的強(qiáng)弱；T為制動(dòng)轂溫度；Ta為制動(dòng)轂周圍空氣平均溫度，制動(dòng)轂幾乎被輪輞和側(cè)面的保護(hù)板包裹，其中的空氣溫度明顯高于外界溫度；Ag2為制動(dòng)轂的外表面積。由相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式可知，鼓式制動(dòng)器的對(duì)流換熱系數(shù)接近于函數(shù)關(guān)系：

hR=5.224+1.522 5Ve-0.002 778 5V,

(20)

式中，hR為對(duì)流換熱系數(shù);V為平均車速，將式(20)代入式(19)，忽略熱傳導(dǎo)和熱輻射的散熱作用，制動(dòng)轂的散熱熱流量近似等于熱對(duì)流換熱的熱流量為：

Pd=(5.224+1.552 5Ve-0.002 778 5V)Ag2(T-Ta)。

(21)

制動(dòng)轂溫度可被近似視為是均勻的，因此制動(dòng)轂溫度T是行駛時(shí)間t/(s)的函數(shù)，建立方程：

mgcgΔT=(Pbh0-Pd)Δt,

(22)

式中，mg為制動(dòng)轂的質(zhì)量；cg為制動(dòng)轂比熱容。將式(22)代入式(21)可得：

(23)

式中，LT為降低一定溫度行駛坡長(zhǎng)；T1為初溫度；T2為末溫度。

考慮制動(dòng)轂的臨界失效溫度260 ℃，以貨車制動(dòng)轂降溫?cái)?shù)值為安全邊界條件，通過(guò)式(23)計(jì)算制動(dòng)轂在臨界溫度條件下降低一定溫度所行駛的坡長(zhǎng)，計(jì)算結(jié)果如表3、圖2所示。

表3 初始溫度為260 ℃時(shí)對(duì)應(yīng)緩坡坡長(zhǎng)

圖2 初始溫度為260 ℃時(shí)對(duì)應(yīng)緩坡坡長(zhǎng)

在緩坡上行駛時(shí)，采用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)方式時(shí)貨車主制動(dòng)器不工作，制動(dòng)轂處于休息降溫狀態(tài)，降溫所需坡長(zhǎng)取決于外界空氣溫度、制動(dòng)轂本身溫度以及貨車運(yùn)行速度，與坡度無(wú)關(guān)。由上圖2可知當(dāng)運(yùn)行速度固定時(shí)，降溫所需坡長(zhǎng)隨降溫?cái)?shù)值呈線性增長(zhǎng)；當(dāng)降溫?cái)?shù)值固定時(shí)，降溫所需坡長(zhǎng)隨運(yùn)行速度變化趨勢(shì)同前，運(yùn)行速度降低值固定時(shí)，坡長(zhǎng)基本保持一致。

由圖2和表3的結(jié)果可知，通過(guò)設(shè)置緩坡來(lái)降低制動(dòng)轂的溫度30 ℃以上時(shí)，需要緩坡長(zhǎng)度均超過(guò)2 000 m，緩坡長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中幾乎難以采用。因此，下坡路段設(shè)置緩坡主要目的不是顯著降低制動(dòng)轂的溫度，而是降低行駛速度，減少制動(dòng)轂的使用次數(shù)和強(qiáng)度，進(jìn)而避免制動(dòng)轂溫度進(jìn)一步升高。對(duì)整個(gè)下坡過(guò)程分析，當(dāng)車輛在長(zhǎng)下坡路段行駛時(shí)，在陡坡間設(shè)置足夠長(zhǎng)度的緩坡，可以實(shí)現(xiàn)車輛在緩坡段上發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，在降低車速的同時(shí)也能減輕制動(dòng)轂的使用負(fù)荷。在高強(qiáng)度使用制動(dòng)轂后讓其休息一段時(shí)間再使用比連續(xù)不間斷的高強(qiáng)度使用制動(dòng)轂溫度升高相對(duì)緩慢，能避免車輛為控制車速持續(xù)高強(qiáng)度使用制動(dòng)轂，引起制動(dòng)轂溫度迅速升高超過(guò)臨界值而失效，產(chǎn)生嚴(yán)重安全隱患。但要降低制動(dòng)鼓溫度仍需要在設(shè)置合理長(zhǎng)度的緩坡基礎(chǔ)上配合設(shè)置降溫池實(shí)現(xiàn)，緩坡的設(shè)置不能代替降溫池的作用。

基于速度降低特性計(jì)算得到的緩坡坡長(zhǎng)大于表1所列《路線規(guī)范》[1]規(guī)定的最小值，以本研究推薦的緩坡最小長(zhǎng)度作為連續(xù)下坡路段緩坡坡長(zhǎng)參考采用值，大型貨車在進(jìn)入陡坡前可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)更有利于降低運(yùn)行速度及控制制動(dòng)轂溫度不過(guò)高，保證貨車下坡的運(yùn)行安全。

4 結(jié)論

本研究在貨車下坡受力分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合行車動(dòng)力學(xué)理論，從僅采用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)即可減速，能減少制動(dòng)鼓使用次數(shù)使制動(dòng)轂處于降溫態(tài)勢(shì)的角度，研究提出了有利于安全行駛的臨界緩坡值。并從速度特性與降溫特性兩個(gè)角度研究了高速公路下坡緩坡坡長(zhǎng)指標(biāo)，分別提出了基于速度特性的緩坡坡長(zhǎng)計(jì)算模型和基于降溫特性的緩坡坡長(zhǎng)計(jì)算模型。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：

(1)提出了以發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)條件下貨車勻速下坡臨界緩坡值，并綜合考慮了車輛不同檔位與不同運(yùn)行速度對(duì)于緩坡值取值影響，對(duì)緩坡設(shè)計(jì)指標(biāo)提供了更加詳細(xì)的研究與解釋。

(2)通過(guò)分析車輛在緩坡上行駛時(shí)的速度變化特性和溫度變化特性，提出了基于速度特性的緩坡坡長(zhǎng)計(jì)算模型和基于溫度特性的緩坡坡長(zhǎng)計(jì)算模型。為從安全角度設(shè)計(jì)緩坡坡長(zhǎng)提供了詳細(xì)的解釋和新的思考角度。

(3)本研究計(jì)算所得發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)條件下的緩坡坡度值，均小于《路線規(guī)范》[1]規(guī)定值，而基于速度折減特性和降溫特性計(jì)算所得緩坡坡長(zhǎng)值，也均大于《路線規(guī)范》[1]規(guī)定的最大值。

(4)研究結(jié)果顯示下坡路段設(shè)置緩坡主要目的是貨車降低行駛速度，減少制動(dòng)轂使用次數(shù)和強(qiáng)度，避免制動(dòng)轂溫度升高。但緩坡的設(shè)置并不能代替高速公路降溫池的作用。明確了設(shè)置緩坡對(duì)高速公路長(zhǎng)下坡的實(shí)際意義。

本研究主要從理論角度分析推導(dǎo)了下坡緩坡計(jì)算模型，并提出了下坡緩坡坡度及其對(duì)應(yīng)最小坡長(zhǎng)建議值，還可以通過(guò)實(shí)車驗(yàn)證進(jìn)一步修正參數(shù)取值。另外今后的研究還將選擇坡度與坡長(zhǎng)合適的已建成緩坡路段進(jìn)行試驗(yàn)，運(yùn)用工程實(shí)例對(duì)研究結(jié)論進(jìn)行檢驗(yàn)和修正，完善和豐富本研究提出的模型。