山區改擴建低等級公路施工期安全保障措施研究

摘 要：通過對山區改擴建低等級公路施工期道路特征和環境特征的分析，獲得交通安全影響因素。在吸收高等級公路施工期保障措施的基礎上，針對低等級公路的安全影響因素，歸納出適合山區改擴建低等級道路的常規安全保障措施；將寬容性理念引入施工期安全保障中，從主動引導，降低事故傷害和適度防護的角度去系統的保障低等級公路施工期的安全。

關鍵詞：山區 低等級公路 施工期 寬容性 保障措施

中圖分類號：U417 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（a）-0059-04

由于低等級公路的改擴建作業區域通行能力的減小，工人、施工機械、路邊施工護欄和來往的車輛又構成了一個危險的復雜的交通環境，且作業區附近車流量大、車速快，因此公路的改擴建工程區域很容易誘發交通事故。Asad J. Khattak[1]分析了 1992年至1994年道路交通事故，發現作業區時期道路交通事故比非作業區時期高出 21.5%，美國Liste[2]研究證明改擴建工程作業期間的事故率比作業前增長了119%。

國外對于改擴建工程施工期公路的安全保障措施研究較早，主要從中微觀的角度，通過對作業區交通數據的分析，發現里面的各種有關交通安全的問題，從而提出解決方法。James Migletz[3]研究了作業區的車速特性及車速-事故率之間的關系，發現將設計車速降低16 km/h作為限速值可達到最佳效果，并提出了作業區實施限速的步驟；美國賓夕法尼亞州交通局[4]提出到作業區附近某一點時再進行合流的交通控制方法，可以有效地避免道路交通流混亂，縮短排隊長度；Chien S[5]通過綜合優化作業區的交通組織，交通控制方法以及合理的車道封閉位置及合理的作業區長度，減輕了道路作業區對交通流的影響；另外，美國的MUTCD（Manual on Uniform Traffic Control Devices for streets and highways，2003）和HCM（Highway Capacity Manual）分別對道路施工區的交通組織和通行能力進行了集成研究[6]。國外社會經濟的發展水平、公路的道路條件、車流特征和道路使用者的安全意識與國內存在很大的差異，國外較早的研究可以為國內的研究提供借鑒，但國內對于改擴建工程施工期的保障研究還應基于本國公路的特點進行。目前，我國改擴建公路相應的保障措施，特別是作業區的交通保障措施嚴重滯后，已不能適應我國公路事業高速發展的需要。

霍東芳[7]運用交通工程學、行為學、概率論及數理統計等理論對高速公路改擴建工程施工期的交通特性和通行能力進行了分析，制定了高速公路改擴建工程施工期交通組織的方案；祝飛[8]分析高速公路改擴建期間導致交通事故的因素，結合改擴建期間的交通特性，從管理、安全設施、監控以及緊急救援等多個方面建立交通安全保障體系；李清富[9]分析了高速公路工程建設項目風險的特點和施工期風險評價，為施工期工程改善奠定基礎；鄭來[10]則主要從交流分流措施的角度來維護雙車道高速公路在施工期的安全；王建華[11]在綜合考慮可能影響低等級公路施工期交通因素的基礎上，采用主動與被動措施相結合，主動措施為主，被動措施為輔的方法來維護施工期低等級道路的交通安全。我國對高速公路作業區安全保障的研究較為豐富，在低等級改擴建公路方面，國內研究較少。

因此本文通過對云南省低等級公路改擴建工程施工期事故資料的分析和施工作業區實地調研，來獲得山區改擴建低等級公路施工期交通安全主要影響因素，并在此基礎上提出針對改擴建低等級公路特性的安全保障措施。

1 山區改擴建低等級公路施工期交通安全影響因素分析

1.1 道路因素

（1）施工作業區擠占車道。

公路施工作業的同時要開放交通，但施工作業占用的道路空間會使車道數減少或車道變窄，造成道路環境突然改變，如在此處發生意外，駕駛員躲避危險的空間不足，往往是措手不及，發生事故的可能性大大增加。同時施工作業區構成了道路空間范圍內的障礙物，增加了車輛撞固定物的危險，在急彎或者本就視距不足路段，會加劇車輛駛出路外的危險性。云南省低等級公路改擴建后技術標準為雙向雙車道，因此施工作業區只有一條道路可供通行，雙向車流匯聚在單車道上，容易發生碰撞事故。

處于山嶺地區的改擴建道路，車輛常行駛在長下坡或陡坡路段，車速較高。車速越高，躲避危險需要的制動距離越長，在發生事故時速度越大，事故的后果越嚴重。另外，在行駛過程中，速度較高使駕駛員視力降低，視野變窄，對距離及其它車輛的行駛速度判斷不準，因此在作業區僅剩下一條車道的情況下，發生交通事故的概率大大增加。

（2）路肩。

路肩既是路面的構造部分又是路面的橫向延伸，它不但穩定了路面各層次結構，而且兩側的橫坡度也可將路面雨水順利排出，使路面免受水的侵蝕，因此路肩直接關系到路況的穩定和交通運輸效益的提高。當公路進行改擴建時，原雙車道路基寬度8.5 m三級公路，行車道寬度3.5 m，土路肩0.75 m，采用加寬提速改擴建后為雙車道路基寬度12 m二級公路，行車道寬度3.5 m，硬路肩2.5 m。這樣就存在安全隱患：由于土路肩只有0.75 m，車輛一旦發生故障，只能停在行車道上，而不能停在其他地方；即使進行拓寬增加到2.5 m，也不能適應大型車輛停車的需要。

1.2 環境因素

（1）施工作業區環境復雜。

公路改擴建及維修項目，是在不中斷交通的條件下進行的，施工作業人員和機械設備出現在公路上，施工人員需要在公路上作業或者行走。施工人員的出現，造成了對交通的干擾，實際給行車駕駛員造成了一個突然變化的行車環境，如果沒有適當的安全防護措施和交通控制技術，讓駕駛員適應新的行車環境，就有發生意外交通事故的可能。總之，行車環境的突變、車輛的高速行駛及較高的失控比例，決定了改擴建及維修項目施工作業環境的復雜性。

（2）夜間作業頻率高。

公路的改擴建與維修項目，由于是在不中斷交通的條件下進行的，時間緊、任務重，有些項目不得不安排在夜間進行，作業區安全防護措施的布設就顯得尤為重要。由于外界信息大部分是通過司機的眼睛傳輸到腦中樞的，具備良好的必要視覺條件是獲得視覺信息的基本條件，良好的視覺條件有賴于照明設施。如果分流、合流處路錐、導向、禁令和警告標志等看不清楚，或區域規劃考慮的欠周全，都會給夜間出行的司機增加不同程度的危險性。

2 山區改擴建低等級公路施工期常規安全保障措施

本文在總結高等級公路安全保障的基礎上，根據上文分析的山區改擴建低等級公路施工期安全特征，總結出3條針對性的常規安全保障措施。

2.1 完善設置交通標志、標線

改擴建作業區交通標志起提示駕駛員和管理交通的作用，一般包括道路施工安全標志、警告標志、禁令標志和指示標志等。山區改擴建低等級公路道路兩側通常距離較窄，多為山體或懸崖，施工時多會占據半幅道路，因此改擴建作業區應注意設置道路變窄標志警告標志。同時由于山區低等級公路改擴建工作區無分隔設施，還應注意設置禁止超車標志，500 m設一組，一組2個，并在作業區下游過渡區結束后 200 m處設置禁止超車解除標志，重復設置2個。

在公路改擴建作業區應根據駕駛員的交通行為來設置交通標線，作業區分為警告區、上游過渡區、工作區、下游過渡區及終止區等五部分[11]，各部分根據車輛交通行為科學設置交通標線。需要注意的是，改擴建作業區標線雖然為臨時標線，但仍要保證其耐久性，必須保持與路面之間的緊密結合，在施工時期內不會因為車輛的來往通行而剝落。

2.2 完善護欄設置

山區改擴建低等級公路道路高路堤路段或沿崖路段應特別注意護欄的設置。由于改擴建后一般要在舊路面上加鋪結構層，導致護欄高度不再滿足《高速公路交通安全設施設計及施工技術規范》的要求，可采用趙曉雷[12]的護欄增高法對護欄進行完善。

2.3 其它常規安全設施設置

其它常規安全設施主要包括主動發光太陽能安全設施（圖1）及大型可變情報板（圖2）。在改擴建工程中，設置發光太陽能設施可以通過LED的發光和頻閃提高識認性，尤其是在夜間十分醒目，可以給駕駛員很強的視覺刺激，太陽能標志是使用最多的太陽能安全設施，其主要設置在車道的分、合流處，在夜間無照明的條件下，駕駛員只有在較近處才能分清分、合流處，稍有不慎，車輛就會撞到工作區施工器械上，造成交通事故。在車道的分、合流處設置黃閃燈標志，通過標志的主動發光來引起司機的注意，使駕駛員在較遠處就能夠清楚的得到分、合流的控制信息。

可變信息情報板是改擴建公路監控系統中不可缺少的外部設備，它在監控中心的統一控制下向道路使用者傳遞前方路段的交通信息，使駕駛員在車輛行駛中及時了解各種交通狀況，以便安全行駛，如前方正在施工等信息。此外，管理部門還可以通過可變信息標志發布各種控制命令，如改擴建工程的位置、里程和限制速度等，以調解車輛行駛狀態，避免事故發生。

3 寬容性理念在施工期安全保障中的應用

寬容性理念是寬容道路的使用者，當他犯錯時，有足夠的空間和時間，讓他為所犯的錯誤付出最小的代價，而這個時間和空間是由道路設計者提供的[13]。寬容性理念體現了以人為本的思想，從保障人的安全和人本身的生理、心理特點出發，最大限度的保護人車安全。因此，在施工期安全保障中，不僅要有常規的安全措施，更要有從“人本”出發的寬容性設計。本文對寬容性理念在施工期安全保障中的應用研究主要從主動引導、降低事故傷害和適度防護三個層次進行。

3.1 主動引導

主動引導是指通過采取安裝交通安全設施和改善道路行車環境等措施實現駕駛員與道路的良性交互，使駕駛員能夠根據行車環境所傳達的信息自覺地改變操作行為和行駛方向，在駕駛員與行車環境所發生的信息交互過程中，行車環境起到了“主動”引導的作用，防止車輛駛離車道沖出路外，有效地降低了車輛駛出路外的可能性[14]。

山區改擴建低等級公路多為二級及以下等級公路，視距不良路段及連續急彎陡坡路段較多，因此主動引導措施是從視線誘導，速度控制，路肩設置等方面多管齊下。

（1）視線誘導。

山區改擴建低等級公路本身路幅較小，在施工期時作業區擠占車道又不可避免，這樣就使得通行車輛可利用的道路寬度進一步減小，在急彎和視距不良路段會產生較大隱患。因此視距不良路段及連續急彎陡坡路段皆宜設置輪廓標、線形誘導標或凸面反光鏡（圖3）。

輪廓標反射體的顏色分為白色和黃色，按行車方向，配置白色反射體的輪廓標應安裝于公路右側，配置黃色反射體的輪廓標應安裝于公路左側，輪廓標一般設置在公路的土路肩上或附著在路側護欄上，由于夜間作業頻率較高，且像云南省山區多有霧天出現，宜設置反光性能高的輪廓標。線形誘導標一般設置在小半徑曲線路段、匝道、急彎路段或通視較差，對行車安全不利的曲線外側，且至少在150 m遠處就能看見，其設置間距保證駕駛員至少能看到三塊線形誘導標或能辨明前方進入彎道運行。

（2）路肩設置。

對于山區公路，在項目資金有限的條件下路肩硬化比路肩加寬更為經濟、快捷，尤其是在低等級山區公路等路面寬度較小的公路路段，能起到提高通行能力、提高行車安全性的目，而且盡量縮短施工周期，對于減少交通事故有著很大的幫助。

大雨或霧天時，可能導致路面標線辨識不清，以云南省為例，云南省屬于多霧地區且85%的雨量集中在5～10月間的雨季，在雨季，視認性較差或有限的條件下，路肩震動帶能幫助司機保持在正確的行駛車道上。美國聯邦公路局的多項研究估計，路肩震動帶可使沖出路外事故減少20%～50%[2]。

（3）速度控制設置。

山區低等級改擴建公路有較多的急彎陡坡、連續長大陡坡路段上以及穿越城鎮、村莊的路段，如果這些路段速度控制不當，會產生嚴重的碰撞或碾壓事故，根據云南省2007年至2011年事故調查資料顯示，碰撞和碾壓事故分別占到所有事故類型的57.45%和14.89%，可見速度控制的重要性。速度控制主要依靠減速丘、減速標線和視覺心理減速措施。

減速丘和減速標線較為常見。減速丘主要利用自身對行車的阻礙，強制大、中型重載車輛的駕駛員在長下坡路段行駛時使用低速檔位，采用發動機輔助制動來減輕行車制動器的負荷強度，從而降低車輛失控的可能性，主要應用在急彎陡坡、連續長大陡坡路段上以及公路穿越城鎮、村莊的施工期路段；減速標線是用于提醒駕駛員前方應減速慢行的標線，一般設置在施工區處于長下坡路段下坡方向車道、小半徑曲線段外側車道、上坡凸型豎曲線前方視距不足路段上坡方向車道處，由于減速帶橫條高度影響行駛安全，必須謹慎考慮橫條設置高度。錯覺標線是一種減少交通隱患的新型標線，通過改善視覺效果，達到降低車速的目的。當司機行駛在有這種標線的路段時，從心理上感覺道路越走越窄，從視覺上感到前方將是一條狹窄的道路，由于這種強烈的視覺沖擊，司機會不由自主地剎車減速，此裝置可應用在施工作業區的前方，引導駕駛員減速行駛。

3.2 降低事故傷害

如果引導手段不能完全避免路側事故，當車沖出路外時，道路設計時應該盡可能提供路側凈區，使事故車輛“軟著陸”。

（1）邊坡。

施工期路塹邊坡應防止設置碎落臺，為滾落的巖石提供安全凈區。如圖4所示。

（2）路側危險物標識。

施工期道路路側時常會出現暫時無法移除的危險物，如各種施工裝置，這時可采取在危險物上涂刷反光漆或粘貼反光膜的方法標識其輪廓，或在危險物前方設置警示標志，起到及時提醒駕駛員危險物存在的作用。

（3）避險車道。

施工期道路路面寬度變窄，雙向行駛車輛在作業區附近會車時往往需要共用一條車道，如果作業區設置在長下坡路段附近，車輛制動措施容易失效產生嚴重的交通事故，因此宜在長大下坡的施工路段設置緊急避險車道，如圖5所示。

避險車道宜設置在長陡下坡右側的視距良好路段。根據相關研究成果，緊急避險車道最好設在長大下坡第二個1/3處的末端，即在下坡中部和尾部的中間部分，相對應的即在施工作業區前的1/3處。在避險車道設計同時，設置與避險車道對應的標志、服務設施，可更有效地預防并減少失控車輛事故的發生，如電話報警系統和相應的標志標線。

3.3 適度防護

路側凈區雖然可以有效降低事故，但是在不具備設置凈區條件的路段，通過科學合理的設置護欄、防撞設施等，實現最小的傷害，最大的保護。

（1）設置安全護欄。

山區高路堤沿崖路段設置安全護欄可最大程度的減輕事故的傷害。需要主要的是：護欄本身也是一種障礙物，應首先采用寬容設計理念對路側安全凈區內的障礙物進行妥善處理；公路路側安全凈區的寬度得不到滿足時，失控車輛越出路外產生的事故嚴重度高于碰撞護欄的嚴重度時，應按護欄設置原則進行安全處理；不同形式、不同剛度的護欄之間均應進行過渡處理，以保持護欄強度的連續性，防止事故車輛在護欄不連續的地方傳過，通過過渡段的設置保證了護欄整體剛度的逐漸過渡，避免了大剛度護欄成為路側障礙物。另外，施工期路段護欄可能出現斷頭現象，應注意對護欄斷頭處的處理，防止護欄的斷頭處切入車艙[15]。

由于山嶺地區的特點，改擴建低等級公路施工區常常會臨近隧道，路基與隧道的橫向寬度和布置是不一致的，隧道寬度較路基寬度要窄。在隧道與洞外連接道路之間，設置有一定長度的過渡段，使車輛能夠順利駛入隧道。該連接線的路基寬度一般仍按公路標準設計，通過護欄實現過渡，車輛如果沖出護欄將撞上山體，后果十分嚴重，因此，此處護欄應考慮增加消能設施，逐漸緩沖減速，從而降低事故的嚴重程度。

（2）緩沖消能設施。

施工期道路作業區環境復雜，車輛在急彎轉彎或會車時躲避不及可能會撞倒施工裝置上，因此應在迎交通流方向設置緩沖消能設施，如防撞桶，以起警示和緩沖的作用。防撞桶材料一般為玻璃鋼，在防撞桶上粘貼紅、白相間的高強級反光膜，桶內裝 2/3桶高的細砂以增加防撞桶的重量，并以鋼帶或其它形式聯結成一體，如圖5所示。

4 結語

本文通過對山區改擴建低等級公路施工期道路特征和環境特征的分析，獲得了相關的交通安全影響因素，并在吸收高等級公路施工期保障措施的基礎上，針對低等級公路的安全影響因素，歸納出了適合山區改擴建低等級道路的常規安全保障措施；同時創造性的將寬容性理念引入施工期安全保障中，從主動引導，降低事故傷害和適度防護的角度去系統的保障低等級公路施工期的安全。

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