淺談山區高速公路設計中的安全理念

【摘 要】 基于道路實際運營安全的理念，從運行速度、平面線形設計、縱斷面線形設計、爬坡車道設置、緊急避險車道設置及隧道設置等方面探討了如何在山區高速公路設計中應用道路安全理念，拓寬設計思路，以供同行參考。

【關鍵詞】 山區高速公路，線形設計，運營安全

近年來，隨著我國經濟高速發展，交通基礎設施建設的步伐進一步加快，高速公路建設重點逐步從人口密集、經濟相對發達的平原地區轉移到經濟條件落后、自然環境復雜的山區。由于山區地形地質條件復雜，在公路設計時就必須考慮建成后的實際運營安全，減少因道路本身因素造成的安全隱患。本文將在以下幾方面針對如何在山區高速公路設計中應用安全理念進行一些探討。

1 運行速度

根據我國現行《公路工程技術標準》（JTG B01-2003），目前國內公路設計將設計速度作為主要控制因素，設計速度一旦確定，公路設計所需考慮的其他因素必須與其配合以達到均衡。但在車輛實際運行過程中，汽車的實際運行速度往往與設計速度相差甚遠，這就說明采用單一的設計速度指標來控制公路設計具有一定的缺陷。比如在采用技術指標較高的路段，駕駛員會以遠大于設計速度的速度行駛，如果在這些路段相關的路線設計參數不與實際運行速度相匹配的話，這就不能有效保證汽車行駛的安全性。

從目前歐美發達國家關于公路路線設計的研究成果來看，駕駛員的駕駛行為和生理、心理特征已經成為路線設計的一個相當重要的參考因素。一個好的路線設計方案不僅要滿足汽車行駛對道路的動力學要求，而且必須要求道路能為其使用者提供舒適、安全、方便的交通服務。他們的這種設計思想，可以稱之為“以人為本”，不僅考慮汽車行駛要求，還要考慮駕駛員的心理、生理反應，綜合人、車兩者需求，從而使路線方案的各個要素指標達到均衡。按這種設計思路設計出來的公路路線方案，絕對可以滿足駕駛員行駛過程中的心理期望，即能預先準確判斷前進方向的道路交通條件，滿足視覺連續、車速連續的要求，從而確保交通安全。

由于我國山區高速公路通車里程短.路段內車輛運行速度的觀測資料有限，為了簡化設計過程及保證路線設計整體原則，我們可以依舊根據現行規范標準進行設計，但在方案優化階段，就必須首先進行全路段的運行速度計算，找出運行速度不協調的路段予以平縱面線形優化。

2 平面線形設計

山區地形、地質條件復雜，合理的選用圓曲線半徑是平面線形設計的關鍵所在。在實際設計中，很多設計人員往往追求高指標，采用直線或者是大半徑圓曲線，這就容易導致開挖量增大，產生高邊坡，進而增大誘發滑坡、崩塌等災害的可能性。

在保證行車安全及滿足規范極限值規定的前提下，公路平面設計應根據汽車行駛性能和行駛軌跡要求，合理地確定各種線形要素的幾何參數，保持線形的連續性和均衡性，使線形與地形、地物、環境景觀相協調，減少填挖，避讓嚴重不良地質路段，從總體上降低工程造價。

3 縱斷面線形設計

縱斷面線形設計是山區高速公路設計的一個重要環節，影響公路的實際運營安全。

山區高速公路縱斷面設計，首先應考慮最大縱坡。如果采用過緩的坡度，就會延長克服高差所需的展線距離，增加造價；如果縱坡較大，就會降低汽車的運行速度，特別是大型載重貨車，而當一個路段的車流量中同時間小于容許最低速度的車輛占據一定比例時，超車頻率必然增加，同時影響小汽車和其他快速車輛的行駛自由度，安全事故必然增多。同樣如果在下坡路段，特別是長下坡路段，采用過大的縱坡，易導致大型載重車的剎車片過熱導致失效而發生重大事故。所以原則上我們在設計時應慎用最大縱坡，盡量采用不超過4%的縱坡坡度值。

其次我們在縱斷面設計時必須得考慮縱坡長度。在實際運行中，大型載重貨車在公路上行駛時存在一個穩定坡長，穩定坡長的長度取決于車輛動力性能、駛入坡道的行車速度和坡頂要求達到的速度，所以在運用規范規定的特定縱坡對應的最大縱坡長度時，應根據交通構成、前后縱坡情況等靈活采用，規范規定的最大值可作為設計的指導依據，但不應作為嚴格的控制因素，縱坡長度不宜超過穩定坡長。

4 爬坡車道設置

由于地形限制，山區高速公路不可避免會出現許多越嶺長大縱坡。在實際運營過程中，大型貨車在這些路段的實際運行速度往往遠低于設計速度，有時候甚至會因為制動失靈導致嚴重事故發生，對高速公路的通行能力影響極大。

5 緊急避險車道設置

在山區高速公路的設計中，如果大型載重貨車、客車在車流量里占比例很大，且普遍存在貨車超載現象，車輛經過下坡長時間剎車后，剎車轂和輪胎溫度急劇增高使制動性能迅速衰減，易引發交通事故，在這種情況下，我們在選線時就應考慮設置緊急避險車道的可能性及設置位置，這就可以使失控車輛駛離主干道，并安全減速至停止，避免人員傷亡和財產損失。緊急避險車道的設置需要注意以下幾點：

1） 緊急避險車道最好設在直線段、較緩曲率的曲線段或左偏曲線的切線方向，并應修建在失控車輛不能安全轉彎的主線彎道之前，以便司機控制故障車輛轉移到撤離坡道上。

2） 入口必須能使故障車輛以高速度安全駛入。主要的車行道路面應鋪設至出口三角區某一點以外，使車輛前輪能同時進入制動坡床，并使司機有所準備。

3） 制動坡床要求采用滾動阻力系數較大的路面材料，并不易壓實，如碎礫石、礫石、砂、豆礫石等松散材料。

4） 坡道長度必須足以消除行駛車輛的動能，以使失控車輛能夠安全停住。

5） 車道寬度應足以容納1輛以上車輛，制動坡床加服務道路的最小寬度應不小于8m，

6） 視野開闊，應有清晰醒目的前置標志。

7） 撤離坡道的線形應采用直線或很緩的曲線。

6 隧道設置

山區地形復雜，隧道數量較多。由于設置隧道的位置都是選線較困難的路段，所以為了降低事故發生率，我們在線形設計時應該把安全理念放在第一位，同時考慮隧道選址及出入口的線位指標，以保證隧道洞口兩端道路的平縱面線形與隧道內洞口的平縱面線形在一段距離范圍內保持一致，從而滿足設置豎曲線和保證停車或會車視距的要求，使過往車輛在隧道路段運行協調。

7 結語

總之，為降低山區高速公路的事故發生率，必須充分重視安全理念在設計中的應用，保證路線方案各技術指標之間的相容性，提高實際運營安全性。

1） 在選擇路線幾何參數之前應充分研究公路沿線地形及道路行駛車輛構成，構筑良好的公路路線線形。

2） 當路線線位初步選定后，應參照已有公路運行速度預估模型推算并繪制沿線運行速度圖對路線各項指標進行符合性和相容性檢驗如果發現運行速度不協調路段，應及時找出原因并調整優化線位。

3） 對重載交通道路的上坡路段充分考慮爬坡車道的設置和分速行駛；在連續下坡路段增設緊急避險車道以改善和提高運行安全減少交通安全事故的發生。

4） 應綜合考慮路線線形及沿線主要構造物（如隧道）、沿線設施、環境條件等因素，比選并優化路線方案。

參考文獻

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