山區(qū)高速公路主線安全性評價關(guān)鍵要點(diǎn)分析

戰(zhàn)琦琦 梅子俊

(1.重慶重交再生資源開發(fā)股份有限公司，重慶 400060； 2.上海市政工程設(shè)計研究總院(集團(tuán))有限公司，上海 200092)

山區(qū)高速公路主線安全性評價關(guān)鍵要點(diǎn)分析

戰(zhàn)琦琦1梅子俊2

(1.重慶重交再生資源開發(fā)股份有限公司，重慶 400060； 2.上海市政工程設(shè)計研究總院(集團(tuán))有限公司，上海 200092)

我國高速路運(yùn)營里程的持續(xù)增長，由此產(chǎn)生的高速交通安全事故日益增多，展開高速公路交通設(shè)施安全性評價，從而采取相應(yīng)的改善措施，對降低高速公路本身安全隱患具有十分重要的指導(dǎo)意義。以重慶某高速公路為例，從道路平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計、行車視距、結(jié)構(gòu)物安全、限速策略等方面進(jìn)行了分析評價，以期為類似工程項目起到一定指導(dǎo)作用。

高速公路，交通安全，評價，運(yùn)行速度

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，高速公路運(yùn)營里程不斷增長，高速公路上產(chǎn)生的交通安全事故也隨之增多，特別體現(xiàn)在山區(qū)高速公路方面。由此針對山區(qū)高速公路交通安全設(shè)施展開評價，繼而采取相應(yīng)的改善措施，對減少社會生命財產(chǎn)損失具有十分重要的意義。

文章主要以重慶某高速公路為例，依據(jù)行業(yè)規(guī)范JTG B05—2015公路項目安全性評價規(guī)范，同時借助國外現(xiàn)有的公路安全評價手冊，利用國內(nèi)外成熟的公路安全研究成果，對高速公路安全設(shè)施進(jìn)行系統(tǒng)的安全性評價。

1 項目概況

本高速公路全線按雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，起終點(diǎn)樁號為K100+050～K149+435.451，全長49.841 km，系新建公路工程，設(shè)計速度80 km/h，路基寬度為25.5 m，分離式路基寬2×12.75 m。增長系數(shù)為1.139，平均每千米交點(diǎn)個數(shù)0.662個，最大平曲線半徑3 200 m，最小平曲線半徑750 m，平曲線占路線長度的56.7%。最大縱坡4%/2處，最短坡長540 m，變坡點(diǎn)42個，平均0.843個/km，豎曲線占路線長度40.21。

本項目小汽車比例約40%，大貨車比例在20%以上，大型車比例較高，混行的交通會對安全產(chǎn)生不利影響，見表1。

表1 本項目車型比例構(gòu)成

2 交通安全評價

2.1運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性評價

運(yùn)行速度作為公路安全評價的一個重要指標(biāo)，主要利用預(yù)測運(yùn)行速度對項目的路線、路基路面、橋梁、隧道和交通工程及沿線設(shè)施進(jìn)行評價。運(yùn)行速度是指當(dāng)交通處于自由流狀態(tài)，且天氣良好時，在路段特征點(diǎn)上測定的第85個百分位車速。

運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性評價包括相鄰路段運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性評價和同一路段運(yùn)行速度與設(shè)計速度協(xié)調(diào)性評價兩個方面。文中評價指標(biāo)有|ΔV85|,|V85-V|兩個指標(biāo)，見表2，表3。

本項目采用設(shè)計速度80 km/h高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實際道路限速為80 km/h～100 km/h，其中小客車限速100 km/h，大貨車限速80 km/h。對于小客車的限速與規(guī)范規(guī)定的小客車期望速度110 km/h不一致，需要進(jìn)行評價，見圖1～圖4。

表2 相鄰路段運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性評價標(biāo)準(zhǔn)

表3 運(yùn)行速度與設(shè)計速度協(xié)調(diào)性評價標(biāo)準(zhǔn)

2.2路線協(xié)調(diào)性評價要點(diǎn)

2.2.1平面直線段評價

路線平面設(shè)計中需對同向圓曲線之間的直線、反向圓曲線之間的直線以及長直線等三種情況進(jìn)行評價。

1)同向圓曲線間直線長度。

按照J(rèn)TG D20—2006公路路線設(shè)計規(guī)范規(guī)定，設(shè)計速度不小于60 km/h時，兩同向圓曲線間以直線徑相連接，同向圓曲線間最小直線長度宜大于6V。本項目設(shè)計速度為80 km/h，短直線長度應(yīng)不小于480 m，經(jīng)核查這2處同向圓曲線間最小直線長度為532.475 m，滿足規(guī)范。

2)反向圓曲線間直線長度。

設(shè)計速度不小于60 km/h時，反向圓曲線間的最小直線長度以不小于設(shè)計速度(以km/h計)的2倍為宜。本項目設(shè)計速度為80 km/h，短直線長度宜不小于160 m，該路段反向曲線間最小直線長度為87.968 m，滿足規(guī)范規(guī)定。

3)長直線的檢驗。

直線的長度不宜過長，否則會造成視覺上的疲勞感，一般直線長度不宜超過20V。本項目中設(shè)計速度為80 km/h，直線長度不宜大于1 600 m。項目存在2處直線長度為4 580.931 m和2 293.597 m的情況，因此這兩段長直線不滿足規(guī)范要求，需要在路旁增設(shè)景觀造型設(shè)計，變換路景，消除駕駛?cè)藛T在視覺上的疲勞感，消除交通“隱患”。

2.2.2平面曲線段評價

路線平面設(shè)計中需對圓曲線半徑、相鄰圓曲線半徑、緩和曲線協(xié)調(diào)性等情況進(jìn)行評價。

1)圓曲線半徑。

設(shè)計速度為80 km/h時，最小圓曲線半徑一般值為400 m，最小值250 m，不設(shè)超高最小圓曲線半徑值為2 500 m。本路段最小圓曲線半徑為710 m，因此滿足規(guī)范要求。

2)相鄰圓曲線半徑協(xié)調(diào)性。

JTG D20—2006公路路線設(shè)計規(guī)范規(guī)定，S型曲線兩相鄰圓曲線半徑之比不宜大于2.0(R1/R2≤2，R1為大圓曲線半徑，R2為小圓曲線半徑)，卵型曲線兩相鄰圓曲線半徑之比宜介于0.2～0.8之間。

3)緩和曲線。

按照設(shè)計速度80 km/h，除半徑不小于2 500 m不需超高不設(shè)置緩和曲線以外，其余所有圓曲線均應(yīng)設(shè)置緩和曲線，至于超高路段的緩和曲線其長度除應(yīng)滿足超高漸變最小長度的要求外，還應(yīng)考慮速度增加時橫向加速度變化率的變化導(dǎo)致緩和曲線相應(yīng)的增長。

2.2.3縱斷面設(shè)計評價要點(diǎn)

路線縱面設(shè)計中需對坡度、豎曲線半徑等進(jìn)行評價。

1)縱斷面坡度。

設(shè)計采用的縱坡值不宜小于0.3%。在超高過渡路段，合成坡度不應(yīng)設(shè)計為0%。當(dāng)合成坡度小于0.5%時，應(yīng)采取綜合排水措施，保證路面排水暢通。

同時，設(shè)計速度為80 km/h時，縱坡最大值為5%；設(shè)計速度為100 km/h時，縱坡最大值為4%，但受地形條件或其他特殊情況限制時，最大縱坡可增加1%。

本項目為山嶺重丘區(qū)高速公路，地形條件受限，高差較大，因此設(shè)計增大了縱坡極限是可取的。經(jīng)現(xiàn)場駕駛體驗，實際運(yùn)行速度在80 km/h～100 km/h之間，縱坡既滿足設(shè)計速度為80 km/h的規(guī)范要求，也滿足運(yùn)行速度100 km/h的規(guī)范要求。

2)豎曲線半徑。

設(shè)計速度80 km/h時，凸形豎曲線最小半徑一般值為4 500 m(3 000極限值)，凹形豎曲線最小半徑一般值為3 000 m(2 000極限值)。設(shè)計速度為100 km/h時，凸形豎曲線最小半徑為10 000 m(6 500極限值)，凹形豎曲線最小半徑為4 500 m(3 000 m極限值)。

本項目曲線凸形豎曲線最小半徑為10 000 m，凹形豎曲線最小半徑為10 000 m，滿足設(shè)計速度80 km/h規(guī)范要求，同時也滿足100 km/h運(yùn)行速度下的規(guī)范要求。

2.3運(yùn)行視距評價

高速公路應(yīng)評價停車視距，設(shè)計速度對應(yīng)的視距應(yīng)不小于采用運(yùn)行速度計算的小客車停車視距。小客車的停車視距采用運(yùn)行速度計算，如下：

SC=V85t/3.6+(V85/3.6)2/2gf。

其中,SC為小客車停車視距，m；V85為運(yùn)行速度計算值，km/h，(為保持與設(shè)計速度視距的計算模型一致，當(dāng)V85=120 km/h～80 km/h時，取85%的V85數(shù)值；V85=80 km/h～40 km/h時，取90%的V85數(shù)值代入公式計算)；t為反應(yīng)時間，取2.5 s(判斷1.5 s，運(yùn)行1 s)；g為重力加速度，取9.8 m/s；f為縱向摩阻系數(shù)，依運(yùn)行速度和路面狀況而定。

根據(jù)停車視距，可以根據(jù)設(shè)計半徑，按照公路路線設(shè)計規(guī)范提供的橫凈距公式計算出路側(cè)橫凈距。橫凈距如果滿足要求，則視距滿足要求。

橫凈距指行車軌跡線與視距曲線之間的距離，橫凈距公式為：

h=R{1-cos(28.65S/R)}。

其中,h為所需橫凈距，m；R為內(nèi)車道中線處的曲線半徑，m；S為小客車或貨車的相應(yīng)停車視距，m。

通過計算得知，評價路段視距能夠滿足小客車行車視距要求。

2.4結(jié)構(gòu)物評價

2.4.1立交工程評價

立交安全除與立交自身設(shè)計參數(shù)有關(guān)外，還與立交形式、立交間距、主線指標(biāo)等其他設(shè)計參數(shù)有關(guān)。

1)匝道線形指標(biāo)。

JTG/T—2014公路立體交叉設(shè)計細(xì)則規(guī)定的匝道線形主要技術(shù)指標(biāo)如表4所示。

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，互通A匝道最小平曲線半徑值為40 m，小于設(shè)計速度下極限半徑值50 m，需對此匝道設(shè)置減速標(biāo)線并優(yōu)化限速方案。

2)匝道入口視距。

JTG/T—2014公路立體交叉設(shè)計細(xì)則規(guī)定，互通式立交區(qū)域應(yīng)具有良好的通視條件。在入口匯流鼻前，匝道與主線間應(yīng)具有通視三角區(qū)，使駕駛員能看清主線上的交通情況。合流進(jìn)口所需的視距如圖5所示。

表4 立交匝道主要技術(shù)指標(biāo)要求

2.4.2隧道工程評價

1)洞口路面防滑。

為提高道路路面附著力，增強(qiáng)摩擦力，避免路基段與隧道段之間不同路面存在防滑的問題，建議通過設(shè)置彩色防滑路面予以改善，見圖6。

2)隧道洞口銜接過渡。

路基部分的路面寬度與隧道內(nèi)路面寬度不同，為此對隧道洞口檢修道端頭和洞外護(hù)欄的銜接過渡進(jìn)行了針對性設(shè)計，采用設(shè)置拋物線過渡段進(jìn)行處理。同時需要在過渡段施劃設(shè)了斜向斑馬線并設(shè)置防撞桶，見圖7。

3)隧道照明效果及洞口炫光。

車輛進(jìn)出洞口，亮度具有漸變過程，存在有“黑洞”和“白洞”現(xiàn)象，洞內(nèi)亮度和均勻度需滿足隧道行車要求，見圖8。

2.5限速方案評價

根據(jù)實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，主線普通路段采用分車型限速，小客車限速100 km/h，小客車除外限速80 km/h；全線隧道路段單一限速80 km/h；互通匝道按設(shè)計速度進(jìn)行限速。

根據(jù)全線V85速度計算結(jié)果可知，本路段限速方案合理可行。

3 結(jié)語

隨著我國高速路網(wǎng)日臻完善，高速運(yùn)營里程不斷增長，由此產(chǎn)生的高速交通安全事故也在不斷攀升。諸多研究成果表明，道路本身交通特性對交通安全事故存在十分緊密的聯(lián)系。文章依據(jù)行業(yè)規(guī)范JTG B05—2015公路項目安全性評價規(guī)范，同時借助國外現(xiàn)有的公路安全評價手冊，利用國內(nèi)外成熟的公路安全研究成果，以重慶某山區(qū)高速公路為例，從道路平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計、行車視距、結(jié)構(gòu)物安全、限速策略等方面，對高速公路安全設(shè)施進(jìn)行系統(tǒng)的安全性評價，以期為其他類似工程項目起到一定指導(dǎo)作用。

[1] JTG B05—2015,公路項目安全性評價規(guī)范[S].

[2] 鄭安文,牛倬民,郭健忠.高速公路道路因素與道路交通安全分析[J].武漢科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2002(2)：62-63.

[3] 何家祥,馬 璐,鄧衛(wèi)東.高速公路隧道交通安全問題及對策分析[J].公路交通技術(shù),2006(3)：70-71.

[4] 劉 清,曹 斌.高速公路交通安全評價指標(biāo)體系的建立[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報,2005(6)：83-84.

[5] 李 嘉,方 霞.高速公路出入口設(shè)計與安全性研究[J].中南公路工程,2003(2)：92-93.

[6] 廖朝華.基于運(yùn)營安全的山區(qū)高速公路路線設(shè)計新理念[J].公路,2004(4)：37-38.

Analysisonkeypointsofsafetyevaluationofmainlineofmountainousexpressway

ZhanQiqi1MeiZijun2

(1.ChongqingZonjoReclaimedResourcesDevelopmentCo.,Ltd,Chongqing400060,China; 2.ShanghaiMunicipalEngineeringDesignResearchInstitute(Group)Co.,Ltd,Shanghai200092,China)

The growth of highway operating mileage in our country is increasing, and the safety of high-speed traffic accidents is increasing. It is very important to carry out the corresponding improvement measures to improve the safety hazard of expressway itself. Taking a highway in Chongqing as an example, this paper analyzes and evaluates the aspects of road design, longitudinal section design, traffic distance, structural safety and speed limit strategy, so as to play a guiding role for similar projects.

expressway, traffic safety, evaluation, speed

1009-6825(2017)32-0119-03

2017-09-04

戰(zhàn)琦琦(1985- )，男，碩士，工程師； 梅子俊(1986- )，男，碩士，工程師

U412.3

A