安全性評價在路線設計中的應用

胡華啟

(貴州省交通科學研究院有限公司，貴州 貴陽 550003)

安全性評價在路線設計中的應用

胡華啟

(貴州省交通科學研究院有限公司，貴州 貴陽 550003)

安全性評價指的是在發(fā)生安全事故以前或者是在工程規(guī)劃、設計等階段明確公路中潛在影響安全的各類因素，同時加以有效改正的評估技術(shù)。結(jié)合某公路實際情況，采取安全性評價技術(shù)，對其路線設計進行總體評價。

安全性評價；路線設計；應用

1 公路總體評價

1.1 公路設計符合性

為確保公路在正式通車以后的通行安全，現(xiàn)根據(jù)公路標準和規(guī)范的明確規(guī)定，針對項目的設計成果是否滿足相關技術(shù)指標的要求進行檢查。

某公路的設計時速為100 km/h，全長約50 km，從公路線形的角度進行分析：平曲線半徑的最小值為1 100 m，比規(guī)范要求的大410 m；同向曲線之間的最短間距為863 m，反向曲線之間的最短間距為224 m，均大于規(guī)范的相關要求(600 m和200 m)；直線段最大長度可達2 700 m，比規(guī)范要求的大700 m；公路縱坡最大值為3.4%，長度為490 m，比規(guī)范要求小0.6%。凸形豎向曲線半徑最小值為10 km，接近一般半徑值；凹形豎向曲線半徑最小值同樣為10 km，比一般半徑值大5.5 km，公路整體平縱組合相對順暢。

1.2 公路時速協(xié)調(diào)性

時速協(xié)調(diào)性的評價屬于公路線形設計統(tǒng)一性的重要指標之一，主要根據(jù)兩個相鄰單元之間存在的時速變化值實施評價分析。其中，相鄰單元指的是平面、橫縱斷面等指標均存在差異的保持相接位置關系的路段。針對時速而言，可根據(jù)相關評價指南予以計算和確定。通過計算，本路段時速協(xié)調(diào)性良好，基本滿足規(guī)范要求。

1.3 設計時速和運行時速之間的協(xié)調(diào)性評價

公路設計時速和運行時速之間的協(xié)調(diào)性評價主要是針對相同路段的兩個時速差值實施評價。其中，相同路段為平縱技術(shù)指標、橫斷面與設計時速均完全一致的路段。如果相同路段上的兩個時速差值在20 km/h以上，則需嚴格按照運行時速針對這一路段有關的技術(shù)指標實施安全性檢驗和計算。

本公路全段設計時速均為100 km/h，相比公路所在地區(qū)其他相同類別的公路運行時速，預計該公路小客車實際運行時速和設計時速之間存在20 km/h的差值，而火車實際運行時速和設計時速之間存在-15 km/h的差值。基于此，本公路需要按照120 km/h的時速對視距、超高及平曲線半徑進行檢驗。

2 公路路線評價

2.1 平面線形

(1)長直線段

現(xiàn)行規(guī)范盡管建議長直線段的實際長度需要嚴格控制在一定范圍之內(nèi)，一般為20倍設計時速，但該要求主要是指景觀相對單調(diào)的位置，在其他景色有著豐富變化的地段可適當提高。此外，在較為特殊的地理位置上也可以不考慮這一要求。本公路存在一條長度為2 700 m長直線，其長度比規(guī)范要求大700 m，但從該路段所處的地理位置角度講，基本不存在安全性問題。

(2)短直線段

當同向曲線插入長度小于6倍設計時速的直線段時，在視覺外觀上易產(chǎn)生反彎錯覺，導致組合線形的連續(xù)性相對較差，進而產(chǎn)生斷背曲線，誤導駕駛員。

當反向曲線插入長度小于2倍設計時速的直線段時，會直接影響到超高設置、加寬緩和段設置與車輛駕駛員正常操作。此外，還無法對反向的變化進行平穩(wěn)的過渡，進而造成一定通行安全隱患。

在截取的三個段落當中，按偏安全性考慮，通過計算可得：同向曲線之間的直線長度需要在6倍設計時速以上，即720 m；反向曲線之間所夾的直線段長度需要在2倍設計時速以上，即240 m。針對短直線段長度不足240 m的問題，可通過對曲線設計進行改變的方法來延長其長度，比如減小其中一條曲線的設計半徑，也可設置相應的時速限制標識。若按正常情況下的設計時速進行考慮，則原設計可以滿足安全性要求。

(3)平曲線半徑

根據(jù)現(xiàn)行技術(shù)標準，對于設計行車時速確定為100 km/h的平曲線，其極限半徑為400 m，而當時速變?yōu)?20 km/h時，其極限半徑將增至1 000 m。本公路路線平曲線半徑最小值滿足這一標準的要求。然而，在對超高進行計算的過程中，需要考慮到運行時速超出100 km/h的情況，所以在對具體的超高指標進行設計時應重點考慮。

(4)緩和曲線

現(xiàn)行設計規(guī)范要求緩和曲線長度最小值不能小于3 s行程，本公路緩和曲線長度最小值為200 m，經(jīng)計算和對比，這一數(shù)值遠遠超出規(guī)范要求，因此緩和曲線實際長度可以滿足規(guī)范提出的要求，不存在安全性問題。

(5)小轉(zhuǎn)角

轉(zhuǎn)角不大于7°的曲線即小轉(zhuǎn)角曲線，為滿足安全需要，小轉(zhuǎn)角曲線需要設置較大的半徑，以此滿足對長度方面的要求，達到避免產(chǎn)生錯覺等問題的目的。通常情況下，要求在小轉(zhuǎn)角的位置上設置長平曲線，當設計時速取100 km/h時，平曲線長度不能小于1 200/θ；而當設計時速取120 km/h時，平曲線長度不能小于1 400/θ。根據(jù)測量和計算可知，本公路兩處小轉(zhuǎn)角曲線實際長度均在上述要求的最小值以上，所以滿足規(guī)范要求。

(6)平曲線長度

當設計時速取100 km/h時，平曲線長度最小值通常是500 m；而當設計時速取120 km/h時，其平曲線長度最小值通常是600 m，此時小轉(zhuǎn)角曲線長度最小值一般為1 400/θ。通過檢驗可知，本公路平曲線實際長度可滿足當設計時速取120 km/h時的長度要求。

2.2 縱斷面

(1)坡長和坡度

公路縱斷面的縱坡會對中型、大型火車實際通行安全造成直接影響，貨車上坡過程中因速度有所降低，易與后方快速行駛的車輛發(fā)生追尾；而且，速度的降低還會相應道路通行水平與服務能力。本路線縱坡最大值為3.4%，從上坡角度方面分析，與設計時速為100 km/h相比，這一縱坡較為合理。

當中型、大型車輛下坡時，車輛制動器因長期處在工作狀況導致溫度快速上升，制動的動力隨即降低。相關數(shù)據(jù)表明，如果車輛剎車片實際溫度達到260 ℃后，其制動力大幅降低，機能提供最大35%的制動力。由此可見，坡長與坡度相對較大的路段需要重點考慮貨車制動。

(2)豎曲線半徑

當設計時速取100 km/h時，視覺上需要的豎向曲線半徑最小值依次為：凸形豎向曲線16 km，凹形豎向曲線10 km。本公路的豎向曲線盡管在半徑方面可以滿足相關要求，但在部分條件下依然需要增大半徑，以此更好滿足在視覺方面的實際需要。

2.3 橫斷面

(1)路基寬度

本公路全線的路基寬度相等，僅為26 m，行車道寬度為2×2×3.75 m，中央分隔帶的寬度為2.0 m，兩側(cè)路緣寬度均為0.75 m，兩側(cè)硬路肩寬度均為3.0 m，兩側(cè)土路肩寬度均為0.75 m。當平曲線的實際半徑在1 400 m以內(nèi)時，針對中央分隔帶視距不足的路段，可適當增大其寬度，以此滿足視距要求。

(2)避險車道

公路設計過程中，如果大型車輛占比超出30%交通量，為確保車輛下坡通行安全，需要按照要求設置一個避險車道。但由于本公路沒有設置避險車道的必要，即大型車輛占比小于30%交通量，所以不進行討論。

2.4 線形組合

通過以上分析可知，針對單一受限的技術(shù)指標檢驗成果，都可滿足規(guī)范要求，但需要考慮兩種及以上技術(shù)指標同時作用在平縱面上的情況，這樣有可能會產(chǎn)生一定隱患，應按照運行時速對超高進行合理的設計。

3 結(jié)束語

通過對運行時速的采用，針對該公路的路線安全進行評價，評價結(jié)果顯示每個指標都可以滿足規(guī)范要求，這樣可以確保公路路線設計與工程總體設計有效避免安全問題和隱患，從而實現(xiàn)安全第一與行者為本等價值觀。

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2017-04-28

胡華啟，男，貴州桐梓人，工程師，研究方向：道路勘察設計。

U412

：C

：1008-3383(2017)07-0043-02