道路减速带的研究与优化DOC

道路减速带的研究与优化

目录

1 引言 (2)

2 基础篇 (3)

2.1 减速带的减速原理 (3)

2.2 减速带的种类、材料及优缺点 (3)

2.3 减速带的设计与设置流程 (5)

2.4 减速带的设置原则 (6)

3 实践篇 (7)

3.1 减速带设置中存在的问题 (7)

3.2 减速带的在使用过程中存在的破坏形式 (8)

4 优化篇 (8)

4.1 减速带的破坏分析及防治优化措施 (8)

4.2 橡胶减速带几何设计的优化 (12)

4.3 减速带的人性化设置 (15)

5 创新篇 (16)

5.1 利用电磁原理通过减速带发电 (16)

5.2 一种具有智能惩罚功能的减速带 (18)

6 总结 (19)

7 参考文献 (20)

摘要：本文以减速的广泛使用为背景，从减速带的设置，使用及维护角度，通过实地考察研究，发现减速带在使用过程中存在的问题，加以分析研究，提出对减速带的优化方案。

关键字：减速带、人性化、智能

1 引言

近年来随着我国社会经济的快速发展，公路等级不断提升，城市私家车数量猛增并且在我国城市道路上，机动车、非机动车、行人混行严重。加之行人和驾驶员的安全意识较差，导致城市道路上的交通事故数量日益增多。据资料统计，2005年城市道路上发生交通事故177414起，造成22049人死亡，分别占总数的39.4% 和22.3%。从相关资料中可以看出我国的交通事故高发，而其中车辆超速行驶、违章超车是我国城市道路事故高发的重要原因。

减速带作为一种强制型的道路安全交通设施，对遏制交通事故的发生发挥了重要作用。而我国并不是最早和大量使用减速带的国家。减速带在美国、日本及欧洲等一些经济发达国家使用非常广泛。如英国从20世纪80年代就开始把驼峰式减速带用于公路事故多发路段，以减少交通事故。近年来又发明了更具人性化的减速丘、瓦楞形减速带等。日本根据本国地域的实际情况，广泛采用热塑振动减速带来保证行车安全。国外相关资料表明:英国在公路上设置减速带后，85%车速降低了16 km/h，所设道路的事故数减少了71%，周围道路事故数减少了8%。

鉴于国外的经验，我国很多地区公路管理部门和维护单位也开始大量使用减速带进行通行车速的强制控制。目前，在高等级公路特殊路段、收费通道、城镇路口、工矿企业、学校、医院、宾馆、住宅小区出入口等都设置减速带，起到了预防交通事故的作用，并取得了良好的效果。统计资料表明,自2004年广东省台山市增设公路减速带等减速设施后，该市交通事故死亡率连续2年下降，从2003年的130人降至2004年的103人，死亡率降低了20.8% ， 2005年更是降至97人，2006年第1季度，交通事故死亡率同比减少了24% ，2004年河南省郑州市路口减速行动，通过安装减速丘、黄闪灯、交通标志标线等措施，使市区道路交通事故数、死亡人数、受伤人数、经济损失4项指标大幅下降。设置减速带所取得良好效果得到业内的广泛关注，并得到快速推广。

但是，在减速带的广泛使用过程中各种问题也逐渐凸显出来，为此有必要对

减速带进行深入的探讨和研究，发现问题，解决问题，从而进一步提高车辆行驶的安全性与舒适性。

2 基础篇

2.1 减速带的减速原理

减速带是通过影响驾驶人的驾驶心理实现减速的。当车辆以较高车速通过减速带时，剧烈的振动会从轮胎经由车身及座椅传递给驾驶人，垂直曲线可以产生一个垂直方向的加速度，产生强烈的生理刺激(包括振动刺激和视觉刺激)以及心理刺激。生理刺激促使驾驶人产生强烈的不舒服感，而心理刺激则加深了驾驶人的不安全疑虑，进一步降低了驾驶人对道路环境的安全感。通常情况下，驾驶人认为不舒适度越大，车辆行驶安全性越小，即安全感越小。因此，减速带的设置会降低驾驶人行车安全感和乘坐舒适性的期望值，促使驾驶人选择较低的期望车速。在期望车速指导下，驾驶人将主动驾驶车辆以较低的行车速度接近并通过减速带。

2.2 减速带的种类、材料及优缺点

目前，国内有三种应有比较广泛的减速带，包括驼峰式橡胶减速带、热塑振动标线减速带以及道钉减速带。

1、驼峰式橡胶减速带

驼峰式橡胶减速带（如图1所示）是一种应用非常广泛的道路减速带。它是用橡胶与添加剂在专用模具里成形而得纵断面为圆弧状表面有花纹。目前在收费站、居民区等地使用的驼峰式减速带，由于高度、具体形状和安装形式的原因不能直接用于公路干线车道上，必须降低垂直高度合理设计断面形状和安装形式后，才能用作为公路干线强制控速设施使用。

常规的驼峰式橡胶减速带设计为黑黄相间，这种颜色设计在白天和晚上都能有较好的视觉效果，车辆在较远的距离就能看见减速带的存在.这是由于黄色的明度大且对比度比较强，将黄和黑两者放在一起形成鲜明的对比，使得黄色更加亮，发生色膨胀。运用黄色，可以产生2方面的效果:（1）“缩短”减速带和驾驶员的距离.从心理学角度来讲，黄色是前进色。两个同样距离的黄色和黑色物体，其中黄色的能使人觉得它距离人更近一些；（2）“增大”减速带三维尺寸。黄色属于暖色，看上去生动突出。因此，减速带表面涂成黄色可以增加它的空间立体感，从视觉角度感觉比实际要大。蓝色在减速带上的应用，是考虑到系统决定物体相对高度时，阴影能够起到重要作用，同时蓝色作为冷色系，为后退色，与黄色对比可以产生一种立体效果，使曲线形的减速带产生一种立方体的感觉。

2、热塑振动标线减速带

热塑振动减速标线(如图2所示)也是一种国内外有所应用的道路减速带形式。它是通过专用喷涂设备将涂料喷涂在路面上，经过快速固化形成杂纹或圆点状的突起，减速带突起高度一般为5-6mm且有反光功能。使用热塑振动减速标线作为道路强制控速设施时存在的问题是:易于剥落、易被磨平、强制减速的力度不够。

3、道钉减速带

道钉是固定于路面上起标线作用的突起标记块，在高等级公路上用作中心标记线、车辆分道线、边缘线;也可用来标记弯道、进出口匝道、导流标线、车道变窄、路面障碍物等危险路段。道钉一般由壳体和反射体两部分组成;壳体多为瓷片、塑钢等多种材料制作通过一些特殊工艺处理能够承受较大的碾压和冲击并具有良好的耐腐蚀性耐磨损性。（如图3所示）

图1：驼峰式橡胶减速带图2：热塑振动标线减速带

图3：道钉减速带

2.3 减速带的设计与设置流程

目前交通设施、交通标志设置的国家标准还没有对减速带设置作规范化的规定。一般来说，减速带的设计与设置流程如下。

1、确定道路的限速

减速带的几何设计主要取决于设置减速带道路路段的限速要求，首先应从交通管理需求的角度确定该路段的限速。根据《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第45条规定:机动车在道路上行驶不得超过限速标志、标线标明的速度。在没有限速标志、标线的道路上，机动车不得超过下列最高行驶速度:（1）没有道路中心线的道路，城市道路为30 km/h，公路为40 km/h；（2）同方向只有1条机动车道的道路，城市道路为50 km/h，公路为70 km/h。

减速带的设置地点主要为城市支路、居住区道路，其间机动车、非机动车、行人混行严重，除考虑上述因素外，尚需综合考虑实地情况来确定道路限定车速。

2、减速带的类型确定

通常根据道路的日平均交通量、道路限速以及坡度确定合适的减速带类型。

3、减速带几何参数的确定

理想的减速带必须保证车辆通过时不会发生车辆失控，重要安全部件不会产生断裂等危险状况，应拥有较高的行驶和结构安全性。因此，理想减速带应具有以下特性。随着车速的增加，行驶安全性降低到一定程度后能维持在一个稳定水平，甚至有所提高。驾驶人的乘坐舒适性在车速低于道路限速（）时处于较高水平，在高于道路限速而低于所有超速车辆的85%车速（）时乘坐舒适性随车速的增加而迅速恶化，高于所有超速车辆的85%车速时能够维持在一个稳定的低水平状态。通过分析可知：减速带的使用效果在很大程度上取决于车辆的运行速

度。因此，为确保驾驶人的安全和舒适性，必须合理设定道路的限速，科学设计减速带几何尺寸。

当机动车驾驶员超速时，减速带的垂直曲线可产生1个垂直方向的加速度，使驾驶员感到不舒服。对于减速丘、减速台、凸起人行横道这些交通静化措施，垂直曲率越大，要求驾驶员通过其速度就越小。一旦道路限速确定后，该措施的设计曲率半径就应该让车辆保持这个速度，在2个设置交通静化措施之间路段上的加速度不至于让区间平均速度大于道路限制车速。因此需要合理设置减速带的设计尺寸参数，控制机动车车速，以满足交通安全需求。减速带的设计尺寸参数一般包括宽度L和高度H。减速丘等垂直速度控制措施的断面均可近似看成一个圆弧，运用美国交通稳静化研究委员会给出的经验公式计算车辆通过的速度，式一：V=7.03，式二：R=(4+/8H，其中，R为垂直曲线半径(m)，V为通过该段曲线的速度（km/h）。一般情况下的减速带的高度为5—10cm，低于5cm 达不到减速作用，高于10 cm则会增加车辆通过的危险性。国外的研究经验和实际应用确定减速带的高度为8或10 cm。因此，确定道路通过减速带的预期速度和高度H后，利用式1和式2可确定减速带宽度L。

对于橡胶减速带的尺寸，我国JT/T713-2008《橡胶减速带标准》中规定尺寸为:橡胶减速带截面形状应近似梯形，表面应带有增大抗滑力的凹凸结构。橡胶速带地面宽度为300—400mm，高度为30—60 mm。

4、确定合理间隔距离

为确保驾驶员在道路区域内均保持低速行驶，需在路段上重复设置减速带。减速带的设置间隔距离的大小与车速具备一定关系，距离过大则驾驶员容易在2个减速带之间的路段上加速，达不到限速要求，存在一定的安全隐患。因此，通常情况下其合适的间隔距离为100—150m。

2.4 减速带的设置原则

通过近年减速带的使用效果来看，减速带是一把双刃剑。科学地设置减速带，可以有效地改善道路交通安全状况，反之，可能效果不大甚至成为公路上的人为路障。要想使其发挥有效的作用，必须注意在制定具体实施方案时遵从针对性、

系统性、配套性原则。

1、针对性原则

必须根据路段的道路等级、车流结构、实际平均车速、道路线形、路面材料等具体条件加以分析确定减速带的类型、形状、尺寸。

2、系统性原则

减速带的设置的位置和数量，必须要有调研依据或实车道路试验。

3、配套性原则

强制力较大的减速带必须与其他交通安全设施(提示标志、标线等)配套使用以确保使用的安全性和高效性。

3 实践篇

3.1 减速带设置中存在的问题

1、缺乏“人性化”设置。现在路面上能看到的减速带有很多种，最常见的是条状的橡胶减速带，在住宅小区内混凝土减速带也有不少。这些减速带宽度为35cm左右，高度在30—100 mm之间，长度以路宽为准。这样设计的减速带往往存在过长、过宽、过高等问题，导致车辆频频受伤，轻者伤害车辆避震系统，严重时会刮坏发动机的机油底壳。与此同时，每当人们驾车经过时，都要被重重地颠簸一下，严重影响了舒适性，同时，为了避开减速带的颠簸，骑车者往往会选择减速带与路肩之间的空隙驶过，往往在上下班等高峰期会发生拥挤，导致自行车相撞的现象，给人们生活造成不便。

2、设置不科学。交通设施、交通标志设置的国家标准还没有对减速带设置作规范化的规定，致使一些路段的减速带没有设置方案，而是随意择地安装。尤其在城市道路上，减速带太滥、太随意设置给城市交通的安全、舒适、快捷等方面带来了不良影响。减速带设置缺乏针对性、系统性、配套性原则，扰乱了行车车流秩序，进一步降低了路段的交通安全。

3、噪声污染严重。车辆通过减速丘、减速带时若来不及减速，轮胎通过减速丘、减速带会发出“咚咚”的声音，并且随着车速的增加而增大。尤其是大货车通过时，发出的声响更加明显，形成了噪声污染。减速丘、减速带成了城市道路

上的“扰民丘”、“扰民带”。

3.2 减速带的在使用过程中存在的破坏形式

1、脱落破坏

减速带在使用一段时间后，会发生固定模块的钉子松动突起，然后整条减速带其中1—2余下的单元会逐步脱落并最终导致整条减速带完全解体。（如图4所示）

2、碎裂破坏

在重载交通长期作用下，橡胶单元体疲劳开裂直至逐渐粉碎分离，最后在原位置仅留下一颗颗裸露的钢钉头。（如图5所示）

4 优化篇

本篇主要针对实践篇中发现的问题，对减速带的设计与设置提出可行的优化方案，其中包括减速带的破坏分析及防治优化措施、减速带的几何优化、减速带的设置优化。

4.1 减速带的破坏分析及防治优化措施

减速带设施在使用的过程中，由于荷载、风吹日晒、季节温差等不可抗拒因素的作用，逐渐褪色、老化；路面积尘、油污等必然因素会恶化其可视性;受到超载、事故等偶然因素影响，减速带容易出现突发性损坏。

现在就目前使用最为广泛的橡胶减速带，热塑振动标线减速带以及道钉减速带进行其损坏的成因分析并提出优化方案。

图4：脱落破坏图5：碎裂破坏

4.1.1 橡胶减速带常见病害及防治

1、脱落破坏

（1）表现形式

减速带在使用一段时间后，会发生固定模块的钉子松动突起，然后整条减速带其中1—2余下的单元会逐步脱落并最终导致整条减速带完全解体。（如图6所示）

图6：脱落破坏

（2）成因分析

调查发现减速带最先脱落的两个单元其间距与该路段上主要通行的车辆类型的轮距相当。即路段上通行车辆的行驶轮迹最集中的位置对应着的两个单元，受到车辆冲击作用的频率远高于其他单元，那么在同样强度下，这两块单元总是先于其他单元松动脱落。

（3）防治措施

①在混合交通的路段上设置橡胶减速带，可适当考虑放宽其两端空余长度，使摩托车、自行车可以方便地从边缘位置通过。

②安装橡胶减速带时在路面与减速带单元体下表面之间加铺一层橡胶垫，或采取用膨胀螺栓代替普通钢钉固定单元体的方式，可以有效增加橡胶减速带的抗冲击寿命。

③定期排查。松动的单元体应该及时补牢，缺失部分单元体的减速带则应当安装补齐。

2、碎裂破坏

（1）表现形式。

在重载交通长期作用下，橡胶单元体疲劳开裂直至逐渐粉碎分离，最后在

原位置仅留下一颗颗裸露的钢钉头。（如图7所示）

图7：碎裂破坏

（2）成因分析

橡胶制品本身存在不可逆的老化过程。在路面这种水浸日晒反复受压的恶劣环境下，橡胶的老化过程大大加快，逐渐会丧失弹性变脆。其次，由于生产厂商采用的橡胶原料质量不过关，甚至采用再生橡胶以次充好替代天然橡胶所致。尽管在发达国家，出于对环保的考虑，推荐使用再生橡胶生产减速带，但通常仅在只有小车出入的停车场或居民小区、校园口设置橡胶减速带。在我国，由于交通条件不同于发达国家，且生产工艺和水平尚有差距，这就决定了以再生橡胶制成的减速带在出厂时便达不到规范要求的性能指标。

（3）防治措施。

①严格控制橡胶减速带的生产原料，确保出厂质量。

②对于重载交通量特别大的路段，则应考虑以其他强度更高的减速带类型代替橡胶减速带，如铸钢减速带等。

4.1.2 热塑振动标线常见病害及防治

1、表面污染

（1）表现形式

标线表面而逐渐被尘土、轮胎痕印等其他污染物所覆盖，识认性大大降低。（2）成因分析

主要是由于道路管养部门缺乏对振动标线的清理，导致污渍不断累积所致。

（3）防治措施。

定期对标线表面而进行清洁养护。

2、磨耗破坏

（1）表现形式

在通行车辆车轮的磨耗作用下，热塑振动标线逐渐变薄，表面凸起小方块逐渐被磨平，直至完全丧失振动警示功能。在进一步的磨耗作用下，标线材料完全被磨光。（如图8所示）

图8：磨耗破坏图9：变形破坏

（2）成因分析

类似橡胶减速带的老化过程，热塑振动标线的磨耗也是不可避免的。若磨耗过快，则应考虑标线材料的品质是否合格;同时，若标线材料被交通流冲击成碎片散落四周时，还应当考察涂剂的黏结性能。

（3）防治措施。

①选用优质涂剂和标线材料，提高耐磨性能。

②对于部分被磨耗的热塑振动标线，若需要在原地面修复时，应当将旧标线彻底清除后重新满幅铺设，或者错开原位置，在上游和下游的合适位置重新铺设。

3、变形破坏

（1）表现形式

在沥青混凝土路面，原本应呈平直的若干条振动标线，在水平而上或铅垂而上均呈现不规则波浪形，不仅识认性降低，而且影响道路环境美观。（如图9所示）

（2）成因分析

热塑振动标线通常紧密覆盖在路表，因此，振动标线的扭曲变形的本质是沥青混凝土路面变形。如车辙引起振动标线在垂直而上的变形，面层纵向推移则造

成振动标线在水平而上的变形。

（3）防治措施

所有改善沥青混凝土路面高温稳定性的技术手段。

4.1.3 道钉减速带常见病害及防治

1、表面污染

（1）表现形式

影响路面而美观，并导致防滑减速带表面的构造深度、抗滑性能降低。（2）成因分析

主要是缺少清洁管养，附着沙石泥土、过往车辆遗撒的其他污染物而造成。（3）防治措施

定期清洁防滑减速带的表面。

2、磨耗损失

主要表现为防滑减速带原本粗糙的表面被磨光滑，结构厚度逐渐下降。其成因和防治措施，同热塑振动标线减速带。

4.2 橡胶减速带几何设计的优化

橡胶减速带具有设置简单、效果明显的特点而得到广泛应用，然而不同几何设计的减速带会带来不同的减速效果，在实际应用中由于缺少具体的设计规范，导致在使用时带来一些安全隐患和噪声污染。根据减速带减速机理，使用仿真软件对车辆通过不同高度和宽度的橡胶减速带进行模拟，得出在A,B,C,D,E,F 六种不同高度和宽度的橡胶减速带下车辆的减速效果和震动情况。通过对比分析提出减速效果最好，同时噪声最小的橡胶减速带最优高度和长度的组合，为减速带的设计提供科学的参考依据。

1、减速带设计的重要参数

美国交通稳静化研究委员会给出的计算车辆通过速度的经验公式如下:

式中:R为减速带垂直曲线半径，m；V为通过该段曲线的速度，km/h；H为减速带高度，mm；L为减速带宽度，mm 。

橡胶减速带的高度和宽度是决定减速带减速效果的关键因素，但在考虑减速效果时，往往会忽视由于减速带引起的噪音，特别是在居民区和学校区域。

对上述公式讨论其单调性：

当时，单调递增，但该条件不满足实际情况。

当时，单调递增，但该条件满足实际情况。

可以得出：速度V是H的减函数及L的增函数。速度会随着这2个因素的变化而变化，且减速效果对减速带高度变化更敏感，为进一步说明车辆轮胎的震动情况，采用小客车进行仿真分析。

2、减速带效果比较

表1：不同尺寸减速带减速效果以及综合加速度值

图10：轮胎与减速带接触点平均综合加速度

由上图可以看出:A 型尺寸的减速带造成的震动幅度较大，即产生的噪音也比较大，A 型减速带和B 型减速带的减速效果相同，但是减速带造成的震动却减小了30%左右。表1中几种型号的减速带减速效果相当，但是产生的噪音相差较大，减速带的高度变化对减速带造成的震动的影响最明显。由仿真分析可知，在保证减速效果的同时，小幅度减小减速带的高度，并相应减小减速带的宽度是减小减速带引起震动和噪声的有效途径。

3、减速带几何优化设计

由调查统计可知，国内道路常用型号减速带尺寸表2所示。在常用型号减速带尺寸的基础上，对减速带的设计尺寸进行了优化，并对优化尺寸后的减速带进行了仿真分析，最终得到了减速带的优化尺寸，如下表所示。

上表中优化尺寸的减速带经过软件计算分析，与未经过优化的减速带相比

较，其轮胎与减速带接触面点平均综合加速度明显减小;在保持车辆同样的减速效果的同时，车辆的震动减少了20 %—30%。小车以15 km/h的速度通过常用型号的减速带时，发出声音一般在70分贝左右(属于噪声)。若使用推荐尺寸的减速带经过优化，则声音可以降低到60分贝以下，而60分贝以下则为正常交谈声音。因此，上表中推荐优化尺寸后的减速带更加适用于需要安静环境的区域，不仅能达到相应的减速目的，而且可以在一定程度上减少交通噪音。

4.3 减速带的人性化设置

由于在减速带在使用过程中，存在各种问题（在实践篇中已经详细介绍），所以需要对原有的减速带进行优化设置。

1、人性化减速带的设置

基于常用减速带的缺陷，城市道路上特殊的车流结构(以小汽车为主)，主要采出各种形状的减速块相结合组成的减速带，并在每小段减速块中间留处足够的空隙，为速度容易控制的小汽车、摩托车、自行车等方便舒适通行。改进后减速带设置的俯视图如图11所示。

图11：改进后减速带俯视图

其减速块临边之间的距离主要根据小汽车轮胎断面宽度值而定。根据各系列小汽车子午线轮胎最大使用断面宽度(GB/T2978—1997)轮胎的断面宽度范围为131mm—296mm，故减速块临边之间的距离宜在此范围内。

2、优化后减速带的优点

（1）对车辆起到强制减速作用，预防交通事故的发生;对小汽车而言，只要减速慢行就能顺利舒适通行;给摩托车、自行车带来了方便，无需绕道从减速带和路肩之问的空隙穿行。

（2）由于小汽车慢行通过时不会和减速带产生机械振动，降低了城市区域内的噪声污染。

（3）减速带在原来基础上进行改进，没有给相关单位带来额外的经济负担，具体实施方案可行。

5 创新篇

5.1 利用电磁原理通过减速带发电

随着经济的发展，预计到2015年底全国高速公路通车总里程将到达12万公里在机动车数量方面，我国车辆拥有率越来越高。为确保安全行车，高速公路、城市道路、公路隧道等地方均有大量公路减速带及路灯照明设施，高耗电量的同时车辆加减速也消耗了汽油能源。从上述2个问题出发，将传统的减速带进行改进，连接发电装置，通过汽车的压迫减速带的重力势能转换为电能，为用电器供电或并入电网。2013年3月1日实施的分布式能源发电可以卖给电网，这样在建造方面可以大大减少成本。

道路减速带发电系统利用汽车重力做功发电，充分利用了闲置能源，并且发电设备是安装于汽车需要减速停车的地段，在没有增加汽车能耗的同时产生电能，通过蓄电装置，收集能量，向周围的用电设施供电。系统将实现减少供电系统对路灯、信号灯、指示牌的供电，进而减少了发电对资源的消耗，在一定程度上实现了道路的自给自足，基本上实现了零污染发电，符合当今社会节约资源，低碳环保的新理念。

2、发电系统结构

新型减速带发电系统由橡胶减速带、弹簧、磁棒(输入部分)、控制器、整流器、蓄电池、逆变器(输出部分)等装置组成。考虑到电能的引出与存储，这里磁棒作为运动件，而线圈组作为“定子”，进而将电量储存在蓄电池中，再经逆变器的转换变为220V市电或并入电网。减速发电输入部分模型组装图，如图12所示。多个发电模块经适当的连接，可以并联形成发电模组。其路面部分与普通减速带相同，地下部分则通过振动产生感应电流发电。该发电模块化的好处是，模组长度可调，适用于不同场合不同路面，灵活多变。

3、发电原理

道路减速带发电系统的能量来源是汽车的动能与重力势能，包括能量的产生

过程与存储过程。

汽车行驶时车轮将减速带1压下地面，同时强磁体棒8伴随导向柱向下运动，导向柱与外壳配合实现强磁体在外壳内的上下运动。线圈内磁通量发生变化，产生电能，同时复位弹簧5储存部分能量;当车轮离开时，弹簧将减速带弹起，线圈向上运动，弹性势能释放，线圈内磁通量将发生变化，产生电能，一个发电脉冲结束。电能经控制器、整流器储存在外接蓄电池中，再通过逆变器转换为交流电并入电网或直接供用电器使用。以上是一个发电模块产生电能的过程，整个新型路面减速发电装置由多个发电模块组成为一个发电模组，从而保证产生更多的电能。复位弹簧迫使减速带做往复切割磁感线运动，线圈组对强磁体产生的电磁阻尼迫使减速带复位，其能量转化过程，如图13所示。电能输出执行过程，如图14所示。虽然系统中会产生部分热能，但相较电能其损失较小。

图13：能量转化图

图14：电能执行输出过程

5.2 一种具有智能惩罚功能的减速带

现有的道路减速带，无论车速快慢，汽车都要经过凸起部分，造成车辆颠簸，对车辆有损害，噪音较大，乘坐不舒适，人性化较差。设计一种具有智能惩罚功能的道路减速带，车辆通过时，只要速度低于某一临界值，减速带就会下降到与地面一样的高度，车辆通过时就不会有颠簸，如果速度高于临界值，减速带就无法降到与地面一样的高度，这时减速带就发挥作用，车辆通过时就会发生颠簸。因为这种减速带只对速度超过临界值的车辆起到惩罚作用，故称为智能惩罚式道路减速带。

1、总体结构设计

总体结构设计考虑的主要问题是安装的方便性，长度方向的尺寸与现有的减速带相适应。车辆荷载通过减速带以及减速带安装座传递到空气弹簧。空气弹簧的刚度通过充气压力设定;空气弹簧的压缩变形时间(导致减速带向下移动)通过调节阻尼口的直径设定。为了应对空气弹簧失效时的意外情况，每一段智能减速带设置了两个限位桩，可保证即使出现空气弹簧组件失效的情况，减速带也不会影响车辆的通过，只是智能惩罚的功能不会发挥作用，限位桩也可保证超过设计载荷的重载车辆顺利通过减速带。智能减速带总体结构设计如图15所示，主要由外壳体、减速带、减速带安装座、3个空气弹簧组件、限位桩以及一些节流阀、管线等附件组成。

图15：智能减速带总体结构

2、工作原理

正常状态时，空气弹簧组件的充气压力使得减速带处于上位。当车辆通过时，重力施加到减速带上，通过减速带安装座将力施加到空气弹簧组件上，弹簧被压缩，需要排除上腔体的空气，而阻尼孔很小，由于阻尼孔的作用，活塞下降会有一定时间的延迟，通过改变阻尼孔的大小，就可调整减速带下降的速度，从而适应地面车辆移动速度的需要。车辆速度大于某一值时，车辆通过时，由于阻尼孔的作用，减速带无法及时向下移动到位，减速带就不会完全降下，车辆通过就会产生颠簸;而车辆速度小于某一值时，车辆通过时，随着车轮的压向减速带，减速带有充足的时间向下移动到位，直到完全降下与地面一致，车辆通过时就如同没有减速带一样。其综合效果就是，它只对超速的车辆起作用，而对按照规定减速的车辆没有作用或者作用甚微，只是惩罚超速违规者，不惩罚遵章的减速通过

车辆。图16是该装置在正常状态和被压下的状态。

图16：装置正常状态和被压下状态

6 总结

1、对三种常用减速带的破坏进行了详尽的分析，并提出相应的防治措施。

规范认真的施工操作，严格的质量检验，以及到位的日常养护，不仅是保证减速