山區(qū)公路連續(xù)下坡路段安全設(shè)計(jì)探討

摘要本文分析了山區(qū)公路連續(xù)下坡路段的事故特征及原因，并提出平縱線形設(shè)計(jì)、避險(xiǎn)車道設(shè)置等措施，為更安全地設(shè)計(jì)山區(qū)公路連續(xù)下坡路段提供參考。

關(guān)鍵詞 山區(qū)公路 連續(xù)下坡 避險(xiǎn)車道

中圖分類號(hào)：U412文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Safety Design of Mountain Road Continuous Descent

HUANG Yanmei

（Tianjin Huaxing Survey and Design Co.， Ltd.，Tianjin 300051）

AbstractThis paper analyzes the continuous downhill mountain road characteristics and causes of the accident， and proposed flat vertical alignment design， setting and other measures hedge lane for safer roads in mountainous areas designed to provide a reference straight downhill.

Key wordsmountain road; continuous descent; hedge lane

0 引言

我國(guó)地勢(shì)西高東低，山區(qū)面積占國(guó)土面積三分之二，再加上建設(shè)資金的制約，山區(qū)公路局部路段出現(xiàn)幾公里甚至十幾公里連續(xù)以較大坡度下坡的情況。近年來(lái)，此類路段事故頻率相對(duì)較高，重、特大交通事故時(shí)有發(fā)生，并且隨著西部地區(qū)公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，該交通安全問(wèn)題將越發(fā)突出。本文首先通過(guò)事故資料分析了我國(guó)山區(qū)公路連續(xù)下坡路段的事故原因、事故車型等，然后提出了能夠改善路段安全的設(shè)計(jì)內(nèi)容及方法，包括平縱線形設(shè)計(jì)、交通工程設(shè)計(jì)、避險(xiǎn)車道設(shè)計(jì)等，供設(shè)計(jì)人員參考。

1 連續(xù)下坡路段事故分析

圖1事故車型中的大貨車比例

圖2制動(dòng)失效在事故原因中的比例

據(jù)資料，事故通常發(fā)生在連續(xù)下坡的底段，大部分事故與大貨車相關(guān)，制動(dòng)失效是主要的事故原因。在八達(dá)嶺高速、漳龍高速、京承高速、312國(guó)道、108國(guó)道、318國(guó)道及嵩待高速的連續(xù)下坡路段事中，大貨車所占事故車型比例如圖1所示，制動(dòng)失效占事故原因的比例如圖2所示。

表1制動(dòng)距離和制動(dòng)器溫度

制動(dòng)失效主要發(fā)生于大型貨車，這是因?yàn)榇筘涇囘B續(xù)下坡時(shí)其制動(dòng)器需要長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行較大強(qiáng)度的制動(dòng)才能控制車速，這導(dǎo)致制動(dòng)器溫度急劇升溫，制動(dòng)器性能降低，制動(dòng)距離明顯增加，如表1所示。當(dāng)制動(dòng)器超過(guò)過(guò)高時(shí)便可能出現(xiàn)制動(dòng)失效，從而誘發(fā)交通事故。

2 連續(xù)下坡路段安全設(shè)計(jì)

本文主要介紹平縱線形、緊急避險(xiǎn)車道和交通工程設(shè)施三方面的安全設(shè)計(jì)。

2.1 平縱線形設(shè)計(jì)

表2平均縱坡與坡長(zhǎng)限制

表3平均縱坡與坡長(zhǎng)限制

長(zhǎng)距離下坡導(dǎo)致的制動(dòng)失效是造成事故的主要原因，而《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ D20-2006）對(duì)高速公路、一級(jí)公路的連續(xù)下坡坡度和坡長(zhǎng)沒(méi)有限制，這導(dǎo)致車輛在符合規(guī)范規(guī)定的連續(xù)下坡路段行駛時(shí)制動(dòng)器升溫嚴(yán)重，出現(xiàn)制動(dòng)失效的幾率較高。長(zhǎng)安大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)對(duì)該問(wèn)題分別進(jìn)行了較為深入的研究，在國(guó)內(nèi)相關(guān)研究中具有代表性。兩研究均認(rèn)為：為控制制動(dòng)器溫度不超過(guò)某一安全值，應(yīng)對(duì)連續(xù)下坡路段任意段的平均縱坡與坡長(zhǎng)進(jìn)行限制，限制值與車輛采用的制動(dòng)方式有關(guān)，分別如表2和表3。

當(dāng)在連續(xù)下坡路段尤其是其坡底設(shè)置小半徑曲線時(shí)，貨車因制動(dòng)能力大幅下降而減速困難，可能導(dǎo)致側(cè)翻、沖撞護(hù)欄等事故的發(fā)生。根據(jù)《公路項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)指南》，車輛通過(guò)半徑小于1000m的平曲線需要明顯的減速。因此在下坡長(zhǎng)度超過(guò)表2、表3中對(duì)應(yīng)的值時(shí)不宜設(shè)置半徑小于1000的平曲線，尤其在坡底路段不應(yīng)設(shè)置，以降低發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)。

公路的線形設(shè)計(jì)是避免事故發(fā)生的最重要措施，但是由于我國(guó)的特殊地形等原因，有時(shí)候線形設(shè)計(jì)不能滿足要求，因此就需要采取必要的措施，以保證行車的安全。

2.2 緊急避險(xiǎn)車道設(shè)置

當(dāng)公路縱斷面設(shè)計(jì)超過(guò)表2或表3限制時(shí)，大型車輛在下坡過(guò)程中發(fā)生制動(dòng)失效的幾率增大，此時(shí)可設(shè)置緊急避險(xiǎn)車道，把失控車輛分離出主線交通流，并使失控車輛減速，如圖3所示。緊急避險(xiǎn)車道的設(shè)置主要包括位置和線形兩方面。

圖3避險(xiǎn)車道

2.2.1 避險(xiǎn)車道的位置

美國(guó)新建山區(qū)公路的避險(xiǎn)車道設(shè)置位置或者依靠工程師根據(jù)線形、運(yùn)行車速、路側(cè)居民情況及是否存在潛在大型事故等定性判斷確定，或者依靠GSRS預(yù)測(cè)車輛制動(dòng)器溫度并結(jié)合運(yùn)行車速、前方障礙物情況等綜合確定。

在我國(guó)，對(duì)于已運(yùn)營(yíng)的公路，可將其設(shè)置在車輛沖出道路或與護(hù)欄發(fā)生碰撞較多的地點(diǎn)，通常是在坡底小半徑曲線處；對(duì)于新建公路，可在連續(xù)下坡坡長(zhǎng)超出表2和表3限制的位置附近緊急避險(xiǎn)車道，因?yàn)樵谠撐恢靡院蟮南缕侣范诬囕v制動(dòng)溫度過(guò)高，出現(xiàn)制動(dòng)失效得幾率逐漸增大。

2.2.2 避險(xiǎn)車道的線形

車輛駛?cè)氡茈U(xiǎn)車道時(shí)車速通常很高，因此它的平面線形應(yīng)是直線，并且從主線的偏出角度不宜過(guò)大，否則不利于失控車輛駛?cè)搿８鶕?jù)美國(guó)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)設(shè)置位置在主線的左轉(zhuǎn)彎路段時(shí)，平面線位可與主線相切，當(dāng)處于直線路段或左轉(zhuǎn)彎半徑較大時(shí)，偏出角度一般不大于10€埃詈貌懷?€啊?

避險(xiǎn)車道原理是把失控車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，根據(jù)能量守衡定律其長(zhǎng)度可按下式計(jì)算：

L =（L―避險(xiǎn)車道的長(zhǎng)度（m）；v―進(jìn)入避險(xiǎn)車道時(shí)車輛的速度（km/h）；R―滾動(dòng)阻力系數(shù)；I―避險(xiǎn)車道坡度值（%）；g―重力加速度；m―車輛的重量（kg）。

AASHTO的 “綠皮書(shū)”指出：避險(xiǎn)車道的設(shè)計(jì)車速最小值為l28.7 km/h或l44.8km/h為宜。在我國(guó)該速度應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況重新確定。根據(jù)避險(xiǎn)車道材料的要求，R+G應(yīng)該在0.2g~0.5g之間，一般采用礫石或公分石，其滾動(dòng)阻力系數(shù)R = 0.25。避險(xiǎn)車道坡度可根據(jù)實(shí)際情況在0~25%之間選取。

2.3 交通工程設(shè)施設(shè)計(jì)

2.3.1 完善標(biāo)志標(biāo)線

如果長(zhǎng)大下坡下接小半徑曲線，應(yīng)當(dāng)設(shè)置線形誘導(dǎo)標(biāo)志，加強(qiáng)誘導(dǎo)功能，這樣可以為駕駛員提供良好的信息，使其提前預(yù)知前方的線形，尤其是在時(shí)距不夠好的夜間。可變情報(bào)板的使用可以使駕駛員及時(shí)了解道路前方的交通情況，從而能夠避開(kāi)前方的危險(xiǎn)。譬如在降溫池、避險(xiǎn)車道前方設(shè)置可變情報(bào)板。

2.3.2 路面設(shè)施

可以減少事故災(zāi)難的路面設(shè)施有合理使用減速帶、使用路肩隆聲帶等。振動(dòng)減速帶有可能是一把“雙刃劍”。在高等級(jí)公路長(zhǎng)大下坡路段車速很高，必須根據(jù)所要改善路段的道路等級(jí)等具體條件確定震動(dòng)減速帶。對(duì)于減速效果不明顯，卻對(duì)車輛沖擊過(guò)大，造成車輛劇烈顛簸的減速帶應(yīng)該進(jìn)行拆除。路肩隆聲帶由設(shè)置在路肩上的一系列凹槽狀單元組成，當(dāng)車輛從行車道駛到路肩時(shí)，車輛將駛過(guò)隆聲帶，隆聲帶通過(guò)產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)提醒駕駛員，使其精神集中，采取糾正操作。路肩隆聲帶在美國(guó)各州使用后，偏離道路的單方事故降低了約20%。

2.3.3 護(hù)欄

在連續(xù)下坡，尤其是連續(xù)下坡接小半徑曲線的路段，即使采用了合理的標(biāo)志標(biāo)線設(shè)置和合理的路面措施，由于其線形原因，該底段的危險(xiǎn)性仍然較高，所以必須考慮當(dāng)車輛在該處失控時(shí)的保護(hù)措施。在路側(cè)設(shè)置護(hù)欄便是其中主要的措施之一。護(hù)欄的形式按剛度的不同可分為半剛性護(hù)欄、剛性護(hù)欄和柔性護(hù)欄三類。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)連續(xù)下坡路段事故分析，借鑒國(guó)內(nèi)外改善與治理連續(xù)下坡路段的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)突出的安全問(wèn)題，提出設(shè)置避險(xiǎn)車道、完善標(biāo)志標(biāo)線、改善路面設(shè)施等一系列的措施。這些措施大多都已經(jīng)應(yīng)用在典型下坡路段的安全改造工程中，并取得較為顯著的效果。但是目前國(guó)內(nèi)交通安全總體情況仍然不太理想，交通事故給國(guó)家和人民造成了不小的損失，我們的交通安全水平有待進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)

[1]交通部公路司.新理念公路設(shè)計(jì)指南[M].北京:人民交通出版社，2005．

[2]潘兵宏.山區(qū)高速公路平均縱坡研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué)，2008．

[3]中華人民共和國(guó)交通部.公路項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)指南[M].北京:人民交通出版社，2004．

[4]Institute of Transportation Engineers. Truck Escape Ramps [M]. 1989．

[5]Witheford D K. Synthesis of Highway Practice 178: Truck Escape Ramps [R]. National Cooperative Highway Research Program， Transportation Research Record. 1992．

[6]American Association of the State Highway Transportation， A policy on geometric design of highways and streets[S]， 2001．

[7]Bowman， B， L. Grade Severity Rating System Users Manual [R]. Federal Highway Administration， 1989．

[8]Walid Abdelwahab. Determing Need for and Location of Truck Escape Ramps [J]. Journal of Transportation Engineering， 1997．

[9]王佐，孫忠寧，張江洪.歐洲高速公路長(zhǎng)大縱坡設(shè)計(jì)技術(shù)[J].公路，2008(9)．

[10]吳京梅.山區(qū)公路避險(xiǎn)車道的設(shè)置[J].公路，2006(7)．

[11]朱季萍.山區(qū)公路避險(xiǎn)車道設(shè)計(jì)[J].公路，2008(6)。