他们如何测试汽车防撞屏障

高速公路上的高速碰撞测试与街道上的不同(比较ASTM和NCHRP标准)

在波士顿自由之路附近的人行横道上立着一根柱子
碰撞障碍需要与环境相适应。

道路和汽车的设计都是为了安全。标准确保性能是相同的,无论制造商。为了明确新产品进入市场,存在一系列的标准来描述各亚博账号审核不过种障碍和边界的阻止能力,但存在不止一个标准来评估碰撞障碍。ASTM低和高速,k级,NCHRP 350, MASH 2009ASTM:本指南将揭秘用于评定碰撞障碍的标准。

什么是防撞障碍?

在英国,“防撞护栏”通常特指公路中间的金属护栏。在一般用法中,这个术语是指任何设计用来阻止车辆动量的障碍,无论是意外的还是有意的。

反撞击障碍和碰撞衰减障碍

防撞护栏是用来防止车辆侵入的。不同类型的入侵导致了两种主要的测试标准。为保护周边区域免受正面碰撞而建造的屏障通常被称为“反撞击”屏障。那些用来减轻事故的屏障通常被称为“碰撞衰减”屏障。形式、功能和位置通常决定了要做什么测试,即使一些碰撞衰减障碍可能在反ram场景中起作用,反之亦然。重要的不仅仅是阻止行驶中的车辆的物理原理。屏障必须适合其环境。

护柱保护杰斐逊市州议会大厦的水景
护柱便于行人通行,无论是步行的人还是那些坐婴儿车和轮椅的人。

Anti-ram屏障,K-Ratings和ASTM认证

反撞击障碍是为防止正面入侵而设置的碰撞障碍。护柱、栅栏、楔形栅栏和落梁是常见的anti-ram壁垒.其中许多被设计成反恐路障。最强的炸弹设计用于阻止重型攻击车辆(可能携带爆炸载荷)撞到建筑物的墙壁或一排行人。

为了判断屏障的有效性,国防部制定了一项“K-rating的系统。主要的政府建筑在创建周界防御时使用这些k级作为指南。

不久,工程师和场地规划者看到了反夯屏障在更普通场景中的效用。从防止打砸抢抢劫到保护公用事业箱,具有车辆拦截能力的障碍物是一种有用的安全措施。每天,平均60辆车撞进了店面造成严重人身伤害和财产损失的。工程师们很快就适应了不同动力的反撞护栏,它们对事故和恐怖袭击都很有用。

随着反夯屏障越来越大众化,美国材料与试验协会(American Society for Testing and Materials)开始从国防部接管,对其阻止能力进行测试和认证。有两个主要的ASTM标准可用,为高速和低速碰撞。

华盛顿特区的白宫周围有一系列反撞柱和围栏
防撞护栏通常装饰风格,以补充其保护的架构。

碰撞标准:ASTM F2656和ASTM F306

低速碰撞标准在Astm f306 / f3016m.该方案测试障碍物以10-30英里/小时的速度阻挡5000磅的车辆。低速标准比ASTM F2656 / F2656M“汽车安全屏障碰撞测试的标准试验方法”更不常用。ASTM F2656用于护柱、落梁、楔子和安全栅栏等障碍物。

当测试屏障的阻挡力时,ASTM协议指定一个基本等级和一个穿透等级。测试车辆的重量和速度被编码在基准等级中。渗透等级显示了测试车辆的底盘能越过防撞屏障多远。

车辆重量测试包括小型乘用车、轻型货车、中型货车和重型货车。这些可以在30-60英里每小时测试。钻速等级从P1开始,即进入距离小于3.3英尺,这通常被认为是每一种速度等级的“合格”标准。

表1:ASTM F2656碰撞测试车辆安全屏障
车辆 速度评级 渗透评级
中型卡车
15000磅
  • M30每小时-30英里
  • M40每小时-40英里
  • M50每小时-50英里
  • P1≤3.3英尺
  • P23.31 - -23.0英尺
  • P323.1 - -98.4英尺
  • P4> 98.4英尺
小型乘用车
2430磅
  • C40每小时-40英里
  • 每小时-50英里
  • C60每小时-60英里
敞蓬小型载货卡车
5070磅
  • PU40每小时-40英里
  • PU50每小时-50英里
  • PU60每小时-60英里
重型车辆
65000磅
  • H30每小时-30英里
  • H40每小时-40英里
  • H50每小时-50英里
一辆撞毁的卡车被挡在保险杠上的护栏挡住了它
对高速公路上常见的浅角碰撞进行了减振试验。

崩溃衰减壁垒

美国国防部对阻止协同车辆攻击的研究为后来的ASTM测试奠定了基础。

与此同时,建造和维护高速公路系统的工程师们也在制定消除和控制车辆冲击力的标准。

用高速公路术语来说,防撞护栏被称为“碰撞衰减器”。高速公路护栏、栅栏、缓冲垫和护栏都是基于道路事故是不可避免的这一认识而建造的。碰撞衰减器旨在降低这些事故的严重性。它们可能会保护基础设施,比如桥梁支架;重定向车辆,像中位数;或者保护工作区域,比如急救车。

碰撞衰减器通过缓冲、减速或重定向车辆碰撞能量来减少整体破坏。各种类型的衰减器被优化以以不同的方式工作。阻止能力不一定是评估的唯一因素。减少浅角度碰撞的损害,比如在高速公路的中间地带发生的碰撞,可能意味着要减速而不是突然停车:例如,许多障碍物的形状是为了防止轮胎撞上柱子,这样车辆就会减速而不是突然停车。工程测试可以检查翻车的可能性。当ASTM的碰撞等级屏障关注的是短程制动能力时,对于一个碰撞等级的高速公路屏障所期望的行为是具体的。

1993年,NCHRP,或国家合作公路研究计划,发布了一套评估公路护栏安全性能的程序。这份报告,叫做砂浆材料350,成为公路防撞屏障的标准测试程序。尽管美国国家公路和运输官员协会发布了一项名为“安全硬件评估手册(MASH) 2009年。

护栏有一系列的旋转鼓,帮助转向侧翻的汽车
一些碰撞衰减器希望重定向碰撞力使其缓慢停止,而不是短时间停止。

MASH和nchrp350衰减器类型

衰减器的期望行为可以描述为是否重定向,以及是否门控。

  • 非重定向:车辆撞到障碍物时不会被重定向。对于衰减器,这可能意味着一个碰撞缓冲或一些其他的能量吸收系统。冲击保护护柱也经常是非导向的碰撞障碍。
  • 重定向:车辆将被障碍物重定向。能量被捕获并转移,也许回到一条车道或进入一个干净的区域。贝尔和圆形石堡护柱re-directive。
  • 门控:车辆将通过迎面撞击,通常被重定向到一个“清晰区域”,远离最大的损害。非门槛会减缓影响,有时还会改变影响。
  • 无门:车辆不会通过正面冲击。ASTM碰撞等级的车辆屏障都是门。车辆以很陡的角度撞击会完全停止,有时会对车辆造成很大的破坏。

碰撞衰减:车辆重量和测试水平

在高速公路碰撞试验中,采用不同的测试级别考察障碍物在不同车速、不同尺寸的车辆撞击时的行为。MASH更新标准的主要方法之一是认识到车辆重量和保险杠高度自1993年以来发生了变化;现在的测试水平必须反映现代汽车的标准。

表2:nchrp350和MASH 2009车辆分类
车辆的大小 砂浆材料350 饲料2009
标准乘用车(小型车) 1809磅 2420磅
敞蓬小型载货卡车 4409磅 5000磅
单组卡车(类似ASTM中负荷) 17636磅 22000磅
半拖车(类似ASTM重型货物) 79366磅 79300磅

在不同的车速和碰撞角度下,对不同的车辆重量进行测试。

  • TL-0和1是工作区域和低速道路
  • TL-2用于住宅或当地道路
  • TL-3用于高速动脉
  • TL-4及以上是用于管理高速公路上经常需要的重型车辆冲击的评级

当比较nchrp350和MASH标准时,重要的是要记住,车辆的重量在两个标准之间发生了变化。

表3:nchrp350 vs MASH 2009测试水平规范
测试水平 砂浆材料350 饲料2009
TL 1 -汽车或皮卡
速度:50公里/角度:20°
速度:50公里/角度:25°
TL 2 -汽车或皮卡
车速:70km /hrCar:角度:20°拾音器:角度:25°
速度:70km /hrAngle: 25°
TL 3 -汽车或皮卡
速度:100公里/小时车:角度:20°皮卡:角度:25°
速度:100公里/角度:25°
TL 4 -单车或单车(SUT)
车:速度:100公里/角度:20°SUT:速度:80公里/角度:15°
车:速度:100公里/角度:25°SUT:速度:90公里/角度:15°
t5和t6 -轿车或半挂车(货车或油罐车类型)
车:速度:100公里/角度:20°半:速度:80公里/角度:15°
车:速度:100公里/角度:20°半:速度:80公里/角度:15°
肯塔基州路易斯维尔市吉恩·斯奈德法院外的炮柱
根据与行人的距离、美观的外观和周边的渗透性来选择合适的防撞屏障。

比较碰撞屏障标准:K-Ratings, ASTM碰撞屏障,NCHRP 350,和MASH 2009

在评估防撞护栏时,使用标准是基于护栏的主要用途。

这些障碍物是用来保护行人、骑自行车的人还是建筑物的?最可能的情况是正面冲击吗?设置是否以人为尺度,是否需要行人通道?

在这种情况下,一般会根据障碍物允许车辆通过的距离来评估障碍物。它们能抵御有目的的攻击和迎面发生的事故。在大多数情况下,重点是在主要建筑附近繁忙街道相对狭窄的条件下,保持车辆外的安全。作为防御标准,替代k级的ASTM碰撞等级是可以依赖的。

还是说,这些护栏是为了在高速公路上起到保护作用,将浅角度碰撞的严重程度降到最低,并最大限度地提高车辆内外的安全性?在这些情况下,可以依赖MASH标准,它取代了NCHRP350测试水平。

在任何情况下,评估可能的速度和流量的权重都是重要的。什么类型的崩溃是可能的?需要减弱哪些力量,朝着哪个方向?回答这些问题可以让工程师找到适合他们情况的完美设计的产品。

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