為了評價NJ型、GM型和F型混凝土波形護欄板的防撞性能,美國得克薩斯州西南研究所在70年代中期進行了一係列實車碰撞試驗。試驗條件分別為標準型小汽車(1974FordGalaxie)和微型小汽車(1971Vega)。整個試驗是按NCHRP153規程的要求進行的。試驗結果見表7.1.2-2和表7.1.2-3。該試驗認為NJ型和GM型的防撞性能相似,而F型的最大傾翻角小於NJ型和GM型。車輛碰撞後的損壞程度也很相似,但F型的加速度值也略小於NJ型和GM型混凝土護攔。
微型小汽車碰撞試驗結果 表7.1.2-2
試驗 | 碰撞角7° | 碰撞角15° | |||||
CMB-5 | CMB-6 | CMB-8 | CMB-10 | CMB-7 | CMB-9 | CMB-9 | |
波形護欄板類型 | GM型 | GM型 | NJ型 | F型 | GM型 | NJ型 | F型 |
車型 | 1971Vega | 1971Vega | |||||
車質量(1bs)
碰撞角(°) 碰撞速度(mph) 最大傾翻角(°)試驗值(Hvosm模擬值) 50毫秒平均最大加速度 攝像:縱向:g’s 橫向:g’s 加速度計:縱向:g’s 橫向:g’s 垂直向最大加速度值:g’s |
2250 | 2250 | 2250 | 2250 | 2250 | 2250 | 2250 |
8.4 | 9.2 | 8.0 | 6.7 | 16.5 | 15.5 | 14.3 | |
53.9 | 54.6 | 55.9 | 56.9 | 57.1 | 58.9 | 56.4 | |
31
(20) |
21
(20) |
20
(14) |
10 | 翻車
(翻車) |
20
(27) |
13
(17) |
|
-2.4
-4.3 |
-2.7
-5.3 |
—
— |
-2.1
-2.9 |
-5.3
-8.3 |
-3.6
-5.1 |
-3.8
-4.6 |
|
-1.4
-2.0 |
-1.9
-2.4 |
-1.0
-3.2 |
-3.3
n/a |
-3.4
-4.6 |
-0.9
-6.0 |
n/a
-7.3 |
|
18 | 21 | 22 | 19 | 27.6 |
注:1mph=1.6km/h
1bs=0.45kg
三、模擬碰撞試驗
在分析了實車碰撞試驗後,美國西南研究所又采用模擬碰撞試驗技術對圖7.1.2-2所示的混凝土波形護欄板進行試驗。本試驗采用的模擬軟件是HVOSM(公路車輛構造物模擬模型),模擬碰撞試驗結果見表7.1.2-4。通過該模擬碰撞試驗對F型進行優化。
四、混凝土波形護欄板的承載能力和構造穩定性
為了獲得車輛碰撞波形護欄板時,混凝土波形護欄板承受碰撞力的大小和分布情況,分別用45001b的小汽車以60mph碰撞速度和25°碰撞角碰撞NJ型和F型混凝土波形護欄板。碰撞試驗結果見表7.1.2.5。
標準小汽車碰撞試驗結果 表7.1.2-3
試驗 | 碰撞角7° | 碰撞角15° | ||||
CMB-1 | CMB-2 | CMB-11 | CMB-3 | CMB-4 | CMB-12 | |
波形護欄板類型 | NJ | GM | F改進型 | GM | NJ | F改進型 |
車型 | 1974FordGalaxie | 1974FordGalaxie | ||||
車質量(1bs) | 4370 | 4370 | ||||
碰撞速度(mph)
碰撞角(°) 最大傾翻角(°)試驗值 (Hvosm模擬值) 50毫秒平均最大加速度 攝像:縱向:g’s 橫向:g’s 加速度計:縱向:g’s 橫向:g’s 垂直向最大加速度值:g’s |
60.3 | 61.6 | 58.6 | 56.5 | 55.9 | 61.4 |
7.5 | 7.3 | 8.3 | 15.5 | 15.9 | 15.2 | |
15
(2) |
20
(5) |
11 | 20
(26) |
20
(17) |
21
(6) |
|
-1.7
-5.0 |
-1.5
-3.6 |
-1.4
-3.4 |
-3.3
-10.1 |
-5.0
-10.1 |
-5.1
-6.6 |
|
-0.9
-2.0 |
-2.2
-2.8 |
-3.0
-3.9 |
-1.6
-5.2 |
-1.6
-5.5 |
n/a
-6.7 |
|
14 | 11 | 28 | 32 |
注:1mph=1.6km/h
1bs=0.45kg
從表7.1.2-5可見,兩種波形護欄板的傾翻轉動慣量是相似的,但作用於波形護欄板的橫向力F型略大於NJ型混凝土波形護欄板。混凝土波形護欄板的構造穩定性和波形護欄板基礎連接形式有關。參見本章第7.1.14條。一般基礎底麵積較大者,其穩定性就略好些。
五、大型車輛碰撞試驗
美國得克薩斯州A&M大學在80年代中期曾對NJ型和F型進行卡車碰撞試驗。試驗結果表明,碰撞NJ型波形護欄板時,卡車能改變行駛方向,但由於碰撞時,卡車前輪爬上NJ型波形護欄板的坡麵而導致翻車。而對於F型混凝土波形護欄板,由於波形護欄板的坡麵較小,卡車前輪沒有爬向波形護欄板坡麵的跡象,波形護欄板使失控車輛改變行駛方向後,車輛的尾部接觸到波形護欄板的頂麵,但波形護欄板施加在車輛尾部的穩定力使車輛免於傾翻。所以,從卡車碰撞試驗結果看,F改型波形護欄板略優於NJ型波形護欄板。
HVOSM模擬試驗結果 表7.1.2-4
波形護欄板類型見圖7.1.2-2 | NJ | A | B | C | D | E | F | 2.1m高直牆 | B | NJ | F |
車型 | 71vega | 71vega | 71vega | 71vega | 71vega | 71vega | 71vega | 71vega | 72ford | 72ford | 72ford |
車質量(1bs) | 2250 | 2250 | 2250 | 2250 | 2250 | 2250 | 2250 | 2250 | 4370 | 4370 | 4370 |
碰撞速度(mps) | 57 | 57 | 57 | 57 | 57 | 57 | 57 | 57 | 56 | 56 | 56 |
碰撞角(°) | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 |
最大傾翻角(°) | -32.7 | -48.3 | -18.0 | -38.2 | -17.5 | -23.9 | -16.9 | +6.8 | -2.5 | -15.0 | -5.9 |
最大加速度值(g’s) | |||||||||||
縱向(平均50msee) | -4.6 | -4.3 | -4.4 | -4.9 | -4.6 | -4.4 | -3.9 | -4.9 | -4.1 | -4.2 | -4.2 |
橫向(平均50msee) | -14.9 | -13.2 | -14.6 | -15.5 | -13.4 | -13.3 | -10.8 | -15.6 | -9.8 | -9.4 | -8.7 |
垂直向(峰值) | -8.5 | -13.6 | -13.3 | -6.7 | -7.1 | -7.0 | -8.4 | -8.8 | -8.7 | -7.6 | -12.8 |