事故概述 某高速公路一路段,呈西北—东南走向,事故路段平直,为干燥混凝土路面。冬天清晨7时许,天刚蒙蒙亮,一辆满载49名乘员的大型客车(以下简称大客车)沿西北往东南方向行驶至事故路段时,驾驶员突然发现前方路面上散落有许多先前货车掉落的麦麸袋,为避开这些障碍,他向左打方向盘,导致车头左侧与道路中央隔离护墙发生刮碰,并使车辆失控向左侧翻,大客车车顶倒骑在护墙顶上、四轮朝天滑行了约20m并转体180°,最后大客车重新跌落回路面,左侧车身刮地向前继续滑行20多m才停下。事故造成12人死亡,多人受伤,车辆损毁。事故现场图和现场照片参看图6-4和图6-5。
图6-4 大型客车与中央隔离护墙碰撞倾翻事故现场图
事故分析 从现场图可以看出,大客车与隔离护墙的碰撞以及倾翻的过程非常复杂,明显的轮胎印迹共有4条,车身刮地印迹5条,中央隔离护墙的侧面和顶上都有与大客车刮碰的痕迹。显然,如果单纯依据这些痕迹进行车速计算,会有很大的误差。然而我们注意到,现场图显示,大客车与护墙碰撞前右后轮留在路面上的轮胎印迹l2呈规则的弧形,左后轮也有一段较短的弧形印迹l3,这符合汽车侧滑轮胎印迹的特征。轮胎侧滑印迹还有第三个特征,就是能分辨出轮胎轻微横滑出现的轮胎花纹,这在现场照片路面深色背景下不易分辨,但现场照片显示,印迹l2的起始段曾穿过白色的油漆分道线。我们在2.4.3节中曾提到,若侧滑印迹穿过白色分道线,会看到明显的轮胎花纹印迹。为此,我们要求办案方立即补拍l2穿过白色分道线处轮胎印迹的细目照,果然发现了明显的轮胎花纹,参看图6-5d)。我们由此确认,l2、l3都是大客车转弯时轮胎的侧滑印迹。于是,只要从l2的起点B往后截取一小段弧测量相关参数,计算出曲率半径,就可以计算出大客车在B点处发生侧滑的行驶车速。这样一来,我们就不用再去管大客车之后与隔离护栏碰撞、刮擦以及侧翻刮地滑行的减速,使问题大大简化。
图6-5 事故现场照片(案例6-2)
车速计算 根据侧滑的临界速度公式(2-34),对大客车可写出
式中,v为大客车发生侧滑时的速度;μ′为轮胎的横向摩擦系数。根据式(2-33),有
式中,μ为轮胎的纵向摩擦系数。根据表2-2,对于干燥混凝土路面,当车速高于48km/h时,μ取值为0.55~0.70,取中间值,即μ=0.63。代入式(2),得
μ′=0.97×0.63+0.08=0.69
RC为l2起始段的曲率半径,可用几何公式(1-1)计算:
我们在1.1.3节中曾指出,由于汽车在侧滑过程中因轮胎与路面的摩擦力而不断减速,轮胎的侧滑印是曲率半径不断减小的弧形印迹,因此截取的弧长应尽可能短,但这样一来,弦高h偏小,存在一定的测量误差。我们采取的办法是多组测量数据取平均。办案方在现场进行了四次测量,得到l2起始段2a和h的数据分别为:2a1=6.00m,h1=0.040m;2a2=8.00m,h2=0.070m;2a3=10.00m,h3=0.110m;2a4=12.00m,h4=0.160m。将它们分别代入式(3),得
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侧滑的曲率半径RC取以上计算值的平均,即
考虑到侧滑的曲率半径应取大客车质心的曲率半径,上述数值应减去轮距的一半。根据车辆信息,大客车的后轮距为1.860m,故RC应修正为
将相关数据代入式(1),得
分析关于2a和h测量的四组数据计算出的RC值,发现RC并非随弧长的增大有规律地下降,说明侧滑起始段大客车的减速很小,因此计算出的v值可近似认为就是大客车在B点处的行驶车速。但v还不是大客车在事故发生时的行驶车速,因为在大客车右后轮的侧滑印出现之前,左前轮就出现了轮胎印迹。现场图显示,印迹的前段大致为直线,说明大客车在转弯发生侧滑前先实施了紧急制动。大客车驾驶员在询问中也陈述,在发现了路面上有许多麦麸袋后他先实施了紧急制动,然后才向左打方向盘回避。根据现场图提供的数据,大客车左后轮L1起点到右后轮L2起沿公路纵向距离为9.60m,
S=9.60+大客车轴距根据车辆信息,大客车的轴距为5.770m,则
S=9.60+5.770=15.37(m)
我们运用制动印公式(2-23)来计算大客车实施制动前的行驶车速,为
式中,μ为轮胎与路面的摩擦系数,仍取μ=0.63;t为大客车制动系协调时间,根据表2-3,取t=0.30s。将相关数据代入式(4),得
结论 肇事大型客车事故发生时的行驶车速约为115km/h。
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