改擴建工程中有關安全的技術設計分析

文/鞍山市縱橫工程監理咨詢有限公司 盛士剛

當前公路工程改擴建的實施，一般采取“邊通行、邊施工”的方式完成。低等級公路提級時，在建設與運營安全保障方面存在巨大挑戰，其主要技術特點可以歸納為以下兩大方面：

“邊通行、邊施工”對通行安全與效率的影響

對于采取“邊通行、邊施工”的方式來完成的擴幅改建工程，施工階段既有改建道路的工程車輛，又有社會車輛，交通沖突點較多，交通組織較為復雜，給交通順暢、安全通行帶來隱患。

從已開展的改建工程看，主要存在兩種問題：一是車道壓縮，造成路段通行能力不足，可能會造成長時間或分時段的交通擁堵；二是車道變窄、變少，引發駕駛員不安全行駛行為增多，造成通行交通及通行交通闖入作業區的事故發生概率增大。

要解決以上問題，需要加強公路養護施工作業區的交通組織和安全管理。但在目前，我國在公路施工作業區的交通組織和安全技術研究上，尚未形成完善的針對不同等級公路的技術體系。2009年頒布的交通運輸部行業標準《公路養護安全作業規程》（JTG H10-2009），雖然定義了養護施工區的關鍵參數，但這些定義主要以理論推導為基礎，并單純從保障交通安全的角度得出，對道路通行效率的考慮較少，且沒有針對各等級公路特點開展專門的研究和規定。

因此，針對改擴建工程交通特點，開展施工過程交通組織及安全保障技術研究，對保障車輛順利通過施工作業路段，避免發生交通擁堵，并保障施工養護作業人員的安全，有著重要的研究價值和社會、經濟效益。

改擴建公路運營期安全保障面臨挑戰

一級公路交通安全問題突出

我國一級公路的交通安全水平明顯低于其他等級公路。表1給出了2014年我國各等級公路交通事故情況。從表1可以看出，一級公路的事故率分別是高速公路、二級公路、三級公路和四級公路的1.37倍、2.05倍、4.88倍和78倍；另外，一級公路的死亡率、受傷率也明顯高于其他等級公路。因此，相對其他等級公路而言，一級公路是最危險的公路。

表1 2014年各種道路類型事故情況

以往研究表明，一級公路作為僅次于高速公路的高等級公路，其線形設計指標普遍較高，主線運行速度也普遍較快，平交口多，不完全封閉導致的接入頻繁、橫向干擾嚴重等特征，是導致上述問題的主要原因。

一級公路安全保障的更高要求

一級公路與鄉鎮的接入點多采用平面交叉的方式。平面交叉口是各流向車輛和行人集中交匯、通過和轉換方向的節點。不同交通流向、不同交通方式之間的相互干擾，不但會使交叉口處的通行能力降低，同時也很容易發生交通事故。對于改建后的一級公路而言，由于主線設計速度較高，車輛運行速度快，如果不嚴格控制出入口、不合理渠化交叉口，必將引發更嚴重的交通事故。

接入口管理方面，由于公路設計缺乏操作細則，設計人員無法準確地把握接入口控制標準，造成公路接入口控制不嚴格，加之公路路域的城鎮化進程較快，公路兩側開發強度增大，區域經濟的活躍促使城市功能強化。政府和居民在“路通財旺”的指導思想下，使公路兩側的土地連片開發，橫交道路和路邊產業迅速發展，公路兩側的生產、生活、服務設施聚集，對公路接入口的需求迅速增加。這導致公路主線的通行能力和服務水平下降較快，交通運行效率降低。部分接入口的接入位置不合理、視距嚴重不良等現象較多，容易誘發交通事故。

鑒于一級公路的運行特性，升級改造后必然面臨如何有效提高交通安全水平和運行效率的問題。因此，迫切需要在公路設計和建設過程中，預先開展一級公路安全設計，提出合理的出入控制標準和科學的交叉口渠化管理方法，從而提高其開通后的安全運營水平。

新老路差異沉降技術是工程中的重點和難點

工程實踐證明，如果老路拓寬引起的路基差異沉降處理不好，將對公路的使用壽命與使用品質產生直接的影響，甚至出現路面開裂等早期損壞。這些病害造成路面平整度不良、局部積水、路面摩阻系數下降等問題，如果不能在建設階段采取措施預防或在運營階段及時處置，將導致行車安全隱患。

重載運輸特點考驗路面的耐久性

調查表明，車轍已經成為我國80%瀝青路面大中修的原因。按照道路工程工期安排，一般是上半年路基施工、下半年基層和面層施工，瀝青混合料面層會有一部分是在秋冬低溫季節施工。所謂低溫施工，是與現行施工規范中對瀝青混合料鋪筑時氣溫要求大于10℃相對而言，一般是指氣溫低于10℃條件下開展的瀝青混合料施工。此時，瀝青混合料與周圍環境的溫差很大，混合料的熱量散失很快；低溫季節常常風速也比較大，從而加快了瀝青混合料溫度的下降。

目前，熱拌瀝青混合料在低溫季節施工時，一般都會采用提高瀝青混合料的拌和溫度的方式來保證路面質量。但實際施工過程中，不但消耗大量燃料、成倍產生瀝青煙等有害氣體，而且常常使瀝青在施工時就嚴重老化，對最終瀝青路面的路用性能產生不利影響。

綠色交通發展要求更高

公路改擴建施工過程中會產生大量的廢舊材料。廢舊瀝青路面的再生利用在發達國家已是普及技術，我國許多省市區或多或少地使用了瀝青路面再生技術。但并沒有成為道路工程主流技術。目前工程規模應用非常有限，且存在冷再生路用性能需要提升、廠拌熱再生廢料利用率低、廢舊材料應用較少等問題。

圍繞《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006年-2020年）》提出的“在重點行業和重點城市建立循環經濟的技術發展模式，為建設資源節約型和環境友好型社會提供科技支撐”總體目標，針對交通基礎設施固體廢棄物綜合利用以及“減量化、資源化、生態化”需求，全面提升道路工程的固體廢棄物資源化能力和效率，從道路工程自身廢棄物的循環利用、節能降耗兩個方面入手，對廢舊瀝青材料資源化綜合利用技術集成示范，有助于推動交通運輸行業資源循環利用和產業結構升級，乃至經濟社會可持續發展。另外，改建工程的施工帶來的噪聲會嚴重影響沿線人民的生產生活，因此有必要開展能夠降低施工噪聲影響的施工技術研究。