Mikä on ero joustavan, puolijäykän ja jäykän turvaväyläjärjestelmän välillä?

Kolme luokkaa, jotka määrittelevät tien reunan turvallisuuden

Jokainen tien reunan turvavaraus kuuluu kolmeen laajaan luokkaan sen perusteella, miten se reagoi törmäykseen: joustavaan, puolijäykkyyn tai jäykkyyn. Luokittelu ei ole pelkästään akateemista – se määrittää, missä varaus voidaan asentaa, kuinka paljon tilaa se vaatii, mitkä ajoneuvot se pystyy estämään ja mitä tapahtuu kuljettajalle ja matkustajille törmäyksen yhteydessä.

Perustavanlaatuinen ero johtuu siitä, että muutos . Joustava turvavaraus liikkuu paljon – joskus useita metrejä – ja absorboi energiaa jännityksen avulla langan tai kaapelin kautta . Jäykkä este liikkuu melkein ollenkaan eikä sitä puristu, vaan se absorboi energiaa ajoneuvon rakenteen murtumisen kautta . Puolijäykkäät esteet sijoittuvat näiden kahden ääripään väliin ja käyttävät tyypillisesti teräsputkia, jotka taipuvat ja muovautuvat törmäysvoimien hallitsemiseksi .

Jokaisella esteellä on selviä etuja ja yhtä selviä rajoituksia. Oikea valinta riippuu paikan rajoituksista, liikennemuksista ja esteen epäonnistumisen seurauksista.

Joustavat esteet: langanköysijärjestelmät ja kaapelijärjestelmät

Joustavat esteet koostuvat jännitetystä langanköydestä tai kaapeleista, joita tukevat hauraita tukipylväitä, jotka katkeavat törmäyksessä . Kun ajoneuvo törmää joustavaan esteeseen, kaapelit venyvät ja tukipylväät katkeavat, mikä mahdollistaa esteen merkittävän taipumisen – usein 1,5 metriä tai enemmän. Tämä suuri taipuma jakaa törmäysvoiman pidemmälle ajanjaksolle ja matkalle, mikä tarkoittaa alhaisempaa hidastumisvoimaa ajoneuvon matkustajille.

Törmäyksen vakavuutta koskevat tiedot tukevat tätä. Iowaan kerättyjen viiden vuoden törmäystietojen analyysi osoitti, että kaapeliesteet liittyivät alhaisimpaan loukkaantumistasoon kolmesta esteestä. verrattuna tähän betoniesteiden loukkaantumisen todennäköisyys oli 12,09 % suurempi ja turvakaiteiden 7,69 % suurempi kuin kaapeliesteiden.

Kuitenkin etujen saamiseen liittyy kompromisseja. Joustavat esteet vaativat merkittävän vapaan tilan niiden takana – työleveys voi olla useita metrejä. tämä tekee niistä sopimattomia rajoitetuille alueille, kuten siltojen päälle, kapeisiin erottaviin kaistoille tai paikkoihin, jotka sijaitsevat kiinteiden esteiden vieressä. Niitä myös täytyy huollata laajasti jokaisen merkittävän törmäyksen jälkeen, koska pylväät on suunniteltu murtumaan. Yksittäinen törmäys voi poistaa joustavan esteen käytöstä, kunnes koko vaurioitunut osa on vaihdettu.

Jäykät esteet: betoniseinät, jotka eivät liiku

Toisen ääripään ovat jäykät esteet – lähes aina vahvistettua betonia . Nämä esteet taipuvat hyvin vähän, yleensä alle 50 millimetriä, ja ne luottavat ajoneuvon omaan rakenteeseen iskunenergian absorboimiseen puristumalla.

Jäykät esteet ovat ensisijainen valinta, kun taipumiselle ei ole lainkaan tilaa . Siltojen reunasuoja-aidat, tunnelien seinät ja tiukkenevien kaupunkimoottoriteiden keskiosien esteet ovat lähes aina jäykkiä, koska este itse määrittelee saatavilla olevan varatilan. Niitä ei myöskään tarvitse käytännössä huoltaa pienempien törmäysten jälkeen – betoniesteen, joka pysäyttää auton, ei tarvitse vaihtaa.

Haitat ovat merkittäviä. Korkeat hidastumisvoimat, jotka siirtyvät matkustajiin, tarkoittavat, että jäykät esteet liittyvät korkeimpaan vaurioriskiin kaikista kolmesta esteen tyypistä. Ajoneuvon huippukiihtyvyys 45 asteen ja 80 km/h -testissä oli 32 g jäykällä betoniesteellä verrattuna 18 g W-palkkieseteeseen ja 7 g joustavaan langanpalkkieseteeseen. Tämä on kovaa tilastollista tietoa – 32 g on hyvin paljon sitä rajaa, jonka useimmat matkustajat kestävät vakavien vammojen ilman.

Jäykät esteet aiheuttavat myös erityisen suuren vaaran moottoripyöräilijöille, joilla ei ole suljetun ajoneuvon suojaavaa rakennetta. Siksi monet alueet rajoittavat jäykkien esteiden käyttöä paikkoihin, joissa sisäänpidon turvallisuus hyödyt ylittävät haavoittuvien tieliikenteen käyttäjien korkeamman vammaantumisasteen.

Semi-jäykät esteet: W-palkki- ja Thrie-palkkiesiteen keskitie

Puolijäykät esteet – etenkin teräspalkkisuojat – edustavat yleisintä kompromissia taipumisen ja pidättämisen välillä. Perinteinen W-muotoinen suojaraita, jolla on tunnusomainen aaltomainen profiili, taipuu tyypillisesti 0,8–1,3 metriä törmäyksen aikana, jolloin teräksen muovautuminen absorboi energiaa.

Suorituskyky sijoittuu muiden kahden tyypin väliin. Puolijäykät esteet taipuvat vähemmän kuin joustavat esteet, joten niitä voidaan sijoittaa lähemmäs vaaratilanteita, kun tila on rajallinen. ne taipuvat enemmän kuin jäykät esteet, joten matkustajien hidastuminen on pienempi kuin betonin tapauksessa. Iowa-tutkimuksesta saadut loukkaantumistodennäköisyystiedot osoittavat, että suojaraidoilla on 7,69 %:n suurempi loukkaantumisriski kuin kaapeliesteillä, mutta pienempi kuin betonin 12,09 %.

Puoli-jäykät esteet ovat myös helpoimmin korjattavia. Vaurioitunut W-palkin osa voidaan irrottaa ruuvien avulla ja vaihtaa ilman, että koko järjestelmä täytyy vaihtaa. Taipuneet pylväät voidaan suoristaa tai vaihtaa. Tämä korjattavuus on erinomaisen tärkeää suuriliikenteisillä tienosuuksilla, joissa esteen toimintahäiriö aiheuttaa turvallisuusriskin, joka on korjattava nopeasti.

"Dynaaminen taipuma" ja "työleveys" -ero

Insinöörit erottavat kaksi toisiinsa liittyvää, mutta erilaista mittausarvoa: dynaamisen taipuman ja työleveys . Dynaaminen taipuma on suurin esteen etupinnan siirtymä törmäyksen aikana . Työleveys on etäisyys esteen törmäykseen edeltävän etupinnan ja järjestelmän minkä tahansa osan suurimman muodonmuutoksen välillä törmäyksen jälkeen .

Joustavan esteen tapauksessa työleveys voi olla huomattavasti suurempi kuin dynaaminen taipuma, koska rikkoutuneet tolpat ja siirtyneet kaapelit voivat ulottua ulospäin. Jäykän esteen tapauksessa nämä kaksi arvoa ovat käytännössä samat, koska mikään ei liiku.

Tämä ero on tärkeä sijainnin valinnassa. Este, jonka työleveys on suuri, ei voida asentaa paikkaan, jossa on häiriötekijä – toinen este, siltapilari tai pidätysseinä – kyseisen etäisyyden sisällä . Monet tievarustojen suunnittelijat ovat oppineet tämän opiston kovalla tavalla: he ovat määritelleet esteen, joka toimii loistavasti törmäystesteissä, vain havaitakseen, että se ei sovi käytettävissä olevaan tievarustotilalle.

Oikean esteen valinta: Se ei koskaan liity pelkästään suorituskykyyn

Turvaesteen valintaprosessissa on tasapainotettava suorituskyvyn mittareita paikan rajoitusten kanssa siten, ettei yksikään "paras" esteen tyyppi soveltuisi kaikkiin paikkoihin.

Joustavat esteet ovat oikea valinta leveille keskikaistoille ja tienvarteen, joilla on riittävästi turvallista tilaa takaisin ajokaistalle, erityisesti silloin, kun matkustajien vammojen minimoiminen on tärkein tavoite . Ne ovat myös usein kustannustehokkaimpia pitkille tienvarteen asennettaville esteille, koska kaapelija tolppajärjestelmä käyttää vähemmän materiaalia kuin jatkuva teräspalkki.

Puolijäykät esteet toimivat hyvin laajassa keskitasossa – useimmissa moottoritieten keskikaistoilla, siltojen lähestymisalueilla ja tienvarteen, joilla on kohtalainen turvallinen tila . W-muotoinen palkkijärjestelmä on maailmanlaajuinen standardi perustellusti: se tasapainottaa kustannuksia, suorituskykyä ja korjattavuutta paremmin kuin mikään muu yksittäinen vaihtoehto.

Jäykät esteet ovat ainoa vaihtoehto, kun ei ole lainkaan tilaa taipumiselle silta-aidat, tunnelit ja kaupunkien moottoritiet ilman varakäytävää ovat jäykkiä välttämättä, ei mielivaltaisesti.

Yksi usein huomioimaton tekijä on siirtymä eri esteiden välillä. Äkillinen muutos joustavasta kaapeluesteestä jäykkään betoniseinään aiheuttaa jäykkyyden epäyhtenäisyyden, joka voi johtaa ajoneuvon tarttumiseen tai läpäisemiseen siirtymäkohdassa. Oikeanlaiset siirtymäratkaisut – hitaan jäykkyyden muutoksen aikaansaaminen usean metrin matkalla – ovat ratkaisevan tärkeitä järjestelmän kokonaisuuden säilyttämiseksi.

Valmistajat kuten STL Sun, jotka tuottavat sekä turva-aitojen osia että rakenneterästuotteita, ymmärtävät tämän järjestelmäpohjaisen ajattelutavan. Este on yhtä hyvä kuin sen heikoin lenkki, ja se lenkki on usein eri esteiden välinen liitos tai ankkurointi esteen päissä. Kiinnitysosat ovat tärkeitä, mutta yhtä tärkeää on myös integraatio.