山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)階段安全性評價(jià)問題探討

陳亞振

0 引言

山區(qū)高速公路路線平縱面指標(biāo)變化明顯，橋隧結(jié)構(gòu)物比例較大，設(shè)計(jì)難度也較大，其在交通安全方面的問題主要?dú)w納如下:1)受制于地形地質(zhì)、造價(jià)等因素，路線設(shè)計(jì)不可避免存在長大縱坡、橋隧路段以及一些平縱組合不佳的問題;2)山區(qū)高速公路部分路段不利氣象條件較為頻繁，如局部路段霧、雨、結(jié)冰現(xiàn)象突出;3)山區(qū)高速公路交通組成中以過境車輛為主，司機(jī)對線路熟悉程度不高，且重載貨車占有相當(dāng)高的比例，該類車輛的交通安全問題尤為突出。

筆者通過多個(gè)項(xiàng)目實(shí)踐，總結(jié)現(xiàn)狀山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)階段安全評價(jià)存在的問題及難點(diǎn)，并嘗試性提出若干解決措施及方法，供同行參考。

1 運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性

山區(qū)地形復(fù)雜，路線平縱面指標(biāo)變化明顯，橋隧結(jié)構(gòu)物比例較大，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一般不大于100 km/h。具體應(yīng)用時(shí)，速度協(xié)調(diào)性方面主要存在如下問題:

1)高指標(biāo)卡低指標(biāo)問題。運(yùn)用《指南》對不同車型的期望速度計(jì)算時(shí)，往往高于設(shè)計(jì)指標(biāo)，導(dǎo)致相應(yīng)的很多指標(biāo)都不能滿足運(yùn)行車速的要求，這種問題也是客觀存在的，即所謂“高指標(biāo)卡低指標(biāo)”的問題。后果是導(dǎo)致高速公路雖然滿足設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的要求，但不滿足運(yùn)行速度對技術(shù)指標(biāo)的要求。相鄰單元的速度差產(chǎn)生的原因往往是由于平縱指標(biāo)的配合不當(dāng)，提出相鄰路段速度梯度的概念，更能反映速度差的變化。當(dāng)相鄰路段速度差小于20 km/h時(shí)，建議對路線平縱配合進(jìn)行核查優(yōu)化。

2)長大縱坡路段的適應(yīng)性較差。對上陡坡路段進(jìn)行速度協(xié)調(diào)性檢驗(yàn)，可以判斷速度變化位置，速度降低程度，提出設(shè)置爬坡車道以及降溫設(shè)施位置等，而下坡路段往往出現(xiàn)路段速度差為 0的現(xiàn)象，但該路段往往是安全隱患較大處，運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性無法對其檢驗(yàn)。對該類問題，應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)分析，檢查，綜合采取措施解決路段安全隱患。

3)小車與大型車的速度協(xié)調(diào)性問題。山區(qū)高速公路普遍存在大型過境載重車輛比例偏高的現(xiàn)象，小車與大車運(yùn)行速度差過大也會造成安全問題。此類安全隱患在大交通量下會集中體現(xiàn)，隱患路段集中在隧道路段、縱坡路段、互通出口等處。

4)運(yùn)行速度對大型構(gòu)造物不敏感。目前指南只是針對路線的平縱組合的速度預(yù)測，對大型構(gòu)造物如:互通、隧道等缺乏計(jì)算模型。隧道路段的模型計(jì)算也是相當(dāng)?shù)碾y以描述總結(jié)。

思路及對策:雖然運(yùn)行速度在具體操作中存在瑕疵，但其思路和過程提供了檢驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)匹配性的可操作方法，實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注路段運(yùn)行速度的協(xié)調(diào)性，對用運(yùn)行速度無法判別且客觀存在安全隱患的重點(diǎn)路段，應(yīng)對其進(jìn)行專項(xiàng)分析，結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)換角度審查路段安全性。

2 長大縱坡路段交通安全問題

山區(qū)高速公路由于山大溝深，地形險(xiǎn)要，部分路段出現(xiàn)長大縱坡無法避免，設(shè)置避險(xiǎn)車道需要而且非常必要。從北京八達(dá)嶺高速出現(xiàn)第一條避險(xiǎn)車道開始，到現(xiàn)在全國已經(jīng)設(shè)計(jì)了多條避險(xiǎn)車道，對山區(qū)行車提供了安全保證。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，避險(xiǎn)車道往往作為附屬設(shè)施進(jìn)行設(shè)置，并沒有從安全角度提到很高的高度上來，安全評價(jià)提供了一個(gè)很好的機(jī)會使其作為重要設(shè)施設(shè)置的機(jī)會，應(yīng)相當(dāng)重視。

對策措施:對于計(jì)算得出設(shè)置避險(xiǎn)車道的路段往往因地形受限無法設(shè)置，或本身為路段構(gòu)造物，會引起造價(jià)較高。建議在附近2 km左右挪動。

3 視距

山區(qū)高速公路視距檢驗(yàn)主要分為停車視距檢驗(yàn)和道路橫凈距檢驗(yàn)，兩者均是為滿足司機(jī)遇到障礙物時(shí)有足夠的停車距離，且兩者應(yīng)結(jié)合起來檢驗(yàn)。視距檢查在安全評價(jià)中占有重要地位，應(yīng)引起足夠重視。

對策措施:解決山區(qū)高速公路橫向視距不足的措施:

1)標(biāo)線外側(cè)偏移，壓縮硬路肩;2)外側(cè)超車道的護(hù)欄內(nèi)偏或外側(cè)護(hù)欄外移(外側(cè)土路肩硬化，提高護(hù)欄防撞能力);3)加寬中分帶，加寬圓曲線半徑等;4)運(yùn)行車速跟設(shè)計(jì)車速的橫凈距值相差 2m以上時(shí)，建議分幅修建分離式路基。

4 路線平縱組合的安全評價(jià)

由于沒有對平縱面線形組合定量評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，且依據(jù)《指南》無法解決下述問題:1)長直線加小半徑路段;2)小偏角圓曲線;3)凸形豎曲線坡頂+彎坡路段;4)凹形豎曲線底+彎坡路段的安全性。

筆者在實(shí)際項(xiàng)目操作中主要檢查如下幾個(gè)方面:

1)在凸形豎曲線的頂部和凹形豎曲線底部，不得插入小半徑平曲線，該處的豎曲線半徑與平曲線半徑的比值不宜小于 20，并且凸形豎曲線的頂部和凹形豎曲線底部不得與反向平曲線的拐點(diǎn)重合;2)當(dāng)豎曲線半徑與平曲線半徑的比值小于 20時(shí)，應(yīng)按照駕駛員的視線高度做透視圖檢查，結(jié)合運(yùn)行速度和視距要求，確保視距范圍內(nèi)不出現(xiàn)暗凹，也應(yīng)避免在前方更遠(yuǎn)視線上出現(xiàn)暗凹;3)直線段內(nèi)不能插入長度短、半徑小的豎曲線;4)小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相互重疊;5)應(yīng)避免在長直線上設(shè)置陡坡;6)對路線透視圖逐段進(jìn)行檢查，要求行車視線范圍內(nèi)地形與平面線形跡象清晰連續(xù)，確保路面和路側(cè)狀況不至于形成暗凹等模糊不清或誤導(dǎo)信息。

通過上述檢查，在一定程度上能彌補(bǔ)因運(yùn)行速度計(jì)算的不足帶來的問題。此類問題仍應(yīng)歸結(jié)為路線設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性問題，強(qiáng)調(diào)路線線形過渡一定要均勻，不能突變。

5 超高

超高設(shè)置不當(dāng)，會引起汽車爆胎、側(cè)翻等問題，安全評價(jià)應(yīng)對全線超高設(shè)置的合理性進(jìn)行核查。車輛側(cè)翻是車輛在行駛過程中繞其縱軸線轉(zhuǎn)動 90°或更大的角度，以至車身與地面相接觸的一種極其危險(xiǎn)的側(cè)向運(yùn)動。有很多因素可能引起車輛的側(cè)翻，包括車輛結(jié)構(gòu)、駕駛員操作行為和道路條件等。表 1為某山區(qū)高速公路基于側(cè)翻的行車速度與超高對照表。

表1 車輛在山區(qū)高速公路上不發(fā)生側(cè)翻的圓曲線最小半徑 m

山區(qū)高速公路超高的設(shè)置非常重要，應(yīng)綜合考慮轉(zhuǎn)彎半徑、路面排水、運(yùn)行速度以及路段氣候特征等，全面核查滿足設(shè)計(jì)車速下超高的設(shè)置是否能滿足運(yùn)行速度的要求，對于差異較大路段應(yīng)調(diào)整，使之更滿足實(shí)際運(yùn)行狀況。

6 交通安全設(shè)施

山區(qū)高速公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)中存在的問題如下:1)交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)與路線線形設(shè)計(jì)配套不夠，起不到“道路使用說明書”的作用;2)“被動防護(hù)”以及“容錯(cuò)”設(shè)計(jì)欠缺，不能滿足山區(qū)高速公路安全的需求。

對策:交通安全設(shè)施與地形、路線結(jié)合密切，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注路線線形的技術(shù)指標(biāo)及其組合，這種情況下，安全評價(jià)的作用又顯得尤為突出。而且很多項(xiàng)目的安全評價(jià)中對路線提出的整改意見及建議，往往受地質(zhì)地形、造價(jià)等綜合因素限制，很多安全方面的問題及措施都需要由交通安全設(shè)施來彌補(bǔ)，所以安全設(shè)施中落實(shí)安全評價(jià)也是個(gè)非常嚴(yán)肅的問題，必要的路段可靈活設(shè)計(jì)。

筆者在多個(gè)項(xiàng)目的安全評價(jià)中，總結(jié)山區(qū)高速公路交通安全設(shè)施的靈活設(shè)置主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面，在細(xì)節(jié)中體現(xiàn)安全:

1)不拘泥于設(shè)計(jì)車速，根據(jù)運(yùn)行速度預(yù)測結(jié)果對高速公路進(jìn)行限速;2)對相鄰路段速度差相差過大路段，做出相應(yīng)交通工程措施;3)謹(jǐn)慎處理視距不良路段，如開挖視距臺階、加寬中分帶等往往造價(jià)較高，建議該路段進(jìn)行合理限速;4)對存在不良?xì)庀舐范螒?yīng)做針對性設(shè)計(jì)，如:限速的合理設(shè)置、設(shè)置輪廓霧燈等。

7 安全性評價(jià)的局限及整改

安全性評價(jià)的最終目的是通過對設(shè)計(jì)內(nèi)容的安全性檢查，針對項(xiàng)目的安全隱患在交通安全方面提出切實(shí)可行的有效措施。如找出部分指標(biāo)協(xié)調(diào)性不良的路段，優(yōu)化設(shè)計(jì)路線指標(biāo)核查——調(diào)整超高、曲線半徑、改善視距參照運(yùn)行速度，對高速公路不同行車環(huán)境的車速進(jìn)行控制——大型結(jié)構(gòu)物、互通區(qū)的速度控制，合理限速，設(shè)置強(qiáng)制減速設(shè)施和警告標(biāo)志等。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，通過駕駛模擬器利用人在回路仿真技術(shù)，并加入相應(yīng)的交通流運(yùn)動模型，對道路設(shè)計(jì)參數(shù)、交通控制條件以及道路周圍環(huán)境等交通系統(tǒng)中諸要素進(jìn)行綜合評估，也能為山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的整改起到積極作用。

8 結(jié)語

本文對山區(qū)高速公路安全評價(jià)的若干問題進(jìn)行了探討，并提出了一系列對策措施。隨著我國山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)水平的提高，目前已出現(xiàn)設(shè)計(jì)車速120 km/h的山區(qū)高速公路，如我院設(shè)計(jì)的廣樂高速公路。由于線形指標(biāo)很高，依據(jù)《指南》中的速度協(xié)調(diào)性方法無法對其安全性進(jìn)行檢驗(yàn)和審計(jì)。在這種情況下，應(yīng)更注重平縱組合、道路景觀、路側(cè)安全、速度控制以及避險(xiǎn)車道的設(shè)置等。

山區(qū)高速公路的運(yùn)營安全是一個(gè)世界性問題，從設(shè)計(jì)的角度進(jìn)行安全評價(jià)僅能為日后運(yùn)營環(huán)境提供盡可能多的人性化設(shè)計(jì)理念，要從根本上提高交通運(yùn)營安全，降低交通事故，應(yīng)通過法規(guī)、運(yùn)營管理等措施進(jìn)行綜合治理，如控制超載、超速和改善車輛的性能等。

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