基于運行安全的山區高速公路路線設計研究

趙韜

摘 要：山區高速公路較為復雜、危險，但其對于山區的經濟發展至關重要，因而在山區高速公路的路線設計時，首要考慮的問題即是安全性，論文將結合已有的研究經驗，分析運行速度、設計速度、運行路線設計等，并結合具體的案例進行分析，為相關的研究提供一定的參考。

關鍵詞：運行安全；山區；高速公路；路線設計

1 運行速度與設計速度

傳統的高速公路路線設計即為設計速度法，結合工程的規模和地形，在規范的指標內選定設計參數，用高指標來獲取最大的運行性能。設計的速度一旦選定，高速公路中的要素如縱波、超高、視距、豎曲線半徑等指標均與設計速度配合，以取得均衡。但是設計速度的方法不能保證線形標準的統一，實際的行使速度總是隨著駕駛員特性、車輛動力性能和公路線形等條件發生改變。而采用運行速度法進行路線設計較傳統的設計速度法更為安全，被各發達國家廣泛使用，如英國、法國、德國等，而我國一直在沿用設計速度法進行路線設計，具有一定的局限性。

運行速度是以車輛的實際行駛速度作為設計速度，考慮了絕大多數駕駛員的心理需求，有效的保證了路線相關的要素，如超高、縱波、視距和豎曲線半徑等，這些要素與設計速度相互配合，獲得一致、均衡的設計。高速公路上的平、縱技術指標的變化大的區段，運行速度的變化也非常大。實踐已知，當設計速度和運行速度相差20Km/h，發生交通事故的幾率就比較高。一般采用運行速度進行檢驗的情況：平、縱線形組合有異議的路段，受條件限制而采用平、縱指標極值（最大值或最小值）的路段，實際行駛速度與設計速度差別較大的路段。

從以往的研究得出，設計速度為60Km/h到80Km/h左右的路段，小客車的實際運行速度超出設計速度17Km/h左右；設計速度為100Km/h到120Km/h左右的路段，小客車的實際運行速度與設計速度相差不大，但是大貨車的實際運行速度要低于設計速度20Km/h左右。山區高速公路的路線設計必須考慮實際運行速度與設計速度的差別，嚴格限制長直線、大半徑平曲線、最小平曲線半徑的運用，從根本上解決運行速度的突變。此外，山區重載交通高速公路，應當分車道限速行駛、增設爬坡車道等，以改善運行速度。

2 基于運行安全的山區高速公路運行速度的路線設計

2.1 視距。視距是車輛運行中最為重要直接的元素，基于運行安全的車輛停車視距，要在設計速度基礎上所得的停車視距進行修正，現行公路的設計規范指出，對于設計速度為80Km/h和100Km/h的高速公路，貨車停車視距應當為125m和180m，但是某些路段滿足不了貨車停車視距的要求，因而采用該標準對貨車的停車視距進行檢驗十分必要。

2.2 超高。在現有的路線標準中規定，積雪冰凍地區按6%，一般地區按最大超高值8%計算曲線超高值。對于不同的設計速度，要從實際出發，結合車輛運行的速度確定合理的超高。如果高速公路運行的主要是大貨車，要研究其實際的運行速度，選擇合理的超高，避免車輛向曲線內側滑移而側翻；如果以小客車為主，其超高應加強1.5%左右。

2.3 平曲線半徑。平曲線半徑的選擇要確保行駛的舒適性和安全性，平曲線最小半徑的一般值和極限值的區別在于曲線行車的舒適性差異，限制極限最小平曲線半徑，盡量少采用與極限最小接近的值，以免運行速度出現很大的變化。此外，還要限制平曲線大半徑的運用，以限制小客車高速行駛的情況。

2.4 隧道線形。為了確保隧道內的安全行駛，要避免內部設置S形反向曲線，并且反向曲線的設置要盡量緩和，可以采用直線進行過渡。車輛在接近凹形豎曲線底部和凸形豎曲線頂部時，前方的視距會相應的減小，駛入隧道時要經過變坡點，存在安全風險。在隧道的線形設計中，為了防止駕駛員過早發現長大隧道口加速行駛，要避免洞口附近小半徑圓曲線和長大下坡的不利組合，路線設計時駕駛員發現洞口至行駛到洞口的時間一般控制在18s左右。此外，長大隧道出口平曲線半徑不能超過3Km，縱坡盡量小，隧道內縱坡控制在2.3%左右。

2.5 縱坡及連續縱坡。在設計縱斷面時，即使完全符合坡長限制、最大縱坡和緩和坡段的要求，仍然不能保證實際的使用質量。有許多山區高速公路由于平均縱坡大，在上坡時一直使用低速檔，容易造成車輛的水箱開鍋，下坡時剎車失靈容易出現安全事故，因而控制平均縱坡十分必要。當路線設計中不可避免的需要采用連續長大下坡時，要合理設置陡坡和緩和坡段，并安排避嫌車道，減少事故發生。

3 應用案例分析

以某地的山區高速公路路線設計為例，該路線的全長為69.4Km，采用雙向4車道設計標準，路基寬度為24.5m，設計速度為80Km/h，為典型的山區重載交通道路。論文基于運行安全的路線設計需要，從各影響因素進行簡要的分析：

3.1 超高：由于是典型的重載交通道路，重車行駛的比率較大，從上述的分析可以，重載車輛的運行速度要低于設計速度，如果僅僅是從小客車的舒適性考慮，提高超高值，將不利于大貨車的運行安全，因而超高按照設計速度取值，不進行超高加強設計。

3.2 連續縱坡：考慮到某段地勢陡峻，需要在陡壁上布線，會給施工帶來很大的困難，如構造物施工、設備鋪設等問題。針對該路段南岸方案縱坡較大的特點（最大縱坡4.0%，平均縱坡3.3%），存在隧道多、施工條件差、環境破壞嚴重等問題，可以采用北岸布線方案。北岸布線后，可以避免高填挖深帶來的地質病害，減少對環境的破壞，并且解決了連續縱坡的問題，最大縱坡為2.5%，平均縱坡為1.8%，確保了行車的安全性。

3.3 隧道線形：根據隧道布設的情況，對全隧道進出口路段的平、總線形組合進行檢驗，要求在隧道內外，運行速度行程范圍內的線形保持一致性，至少行車3s以上。采用80Km/h的行車速度對全線隧道進行檢測，發現6處隧道出口存在小偏角的問題（為7°），某處的隧道進口平曲線半徑僅有910m。優化后，隧道出口偏角控制在15°，進口平曲線半徑為1200m，滿足隧道設計的要求，可以保證安全行駛的需要。

3.4 視距：視距是高速公路檢查的一個重要元素，采用設計速度80Km/h，分別對大貨車、小客車進行停車視距的檢驗，經過計算之后，大貨車和小客車的視距都滿足設計要求，不需要對橫斷面進行加寬。

4 結語

隨著我國經濟的快速發展，高速公路的建設速度非常快，也取得了突出的成就。作為社會經濟發展的基礎工程，高速公路發揮的作用是顯而易見的，但是由于我國的地質地貌比較多樣，高速公路的建設非常復雜。山區高速公路的設計和施工一直是一個難點，由于工程的復雜性，實際建成通車后存在一定的安全風險，因而基于安全運行的路線設計具有現實意義。

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