淺談避險車道與路線平面的關系

文/新疆交通規劃勘察設計研究院　陳建剛

隨著社會的發展，出行者已不僅僅滿足于路通、車通的基本需求，更加渴望早日走上“幸福小康路”、坐上“安全放心車”。另一方面，隨著路網的不斷完善和加密，山區道路的陡坡及長大縱坡等，成為設計中安全隱患重災區。作為長大下坡的安全措施之一，避險車道已越來越多被設計者采用。

避險車道設置偏重于縱面指標

遇到長大下坡，無論是設計人員還是道路管理人員，通常第一反應是增加避險車道，但在選擇設置位置時，考慮的因素偏重于縱面指標。根據收集的資料，避險車道位置選擇的主要依據相對單一。

對于改建道路來說，雖然改建前后運營條件有所好轉，但一般情況下，平面和縱面的基本線形不會有太大變化，避險車道的設置位置，仍然可以參考既有道路的運營情況確定。通過調查收集的長陡下坡路段車輛制動失效的事故資料，可以作為避險車道位置選擇的有力依據。

對于新建道路，通常是以車輛制動失效發生事故為基本條件，采用理論分析的方法確定避險車道位置。長大下坡路段重型車輛在行駛過程中會連續制動，往往會造成制動系統持續升溫，一般認為制動轂溫度升至260℃時，制動效能會大幅度降低，車輛失去制動能力。通過分析車輛制動轂升溫的情況，計算出下坡路段制動轂甚至安全界限值的位置，作為避險車道設置位置的參考。借鑒美國和澳大利亞、南非等國外研究成果，長大下坡路段國內避險車道設置位置通常如表1所示。

表1 避險車道設置位置及間距

表2 行駛距離與最小半徑關系計算一覽表

避險車道與平面指標關系分析

對于高等級公路，平面指標相對較高，避險車道設置位置選擇與平面關系不大。但作為公路等級為二級以下的道路，尤其是山嶺重丘區，路線指標偏低，多數彎道半徑偏小，無法通過速度比較高的車輛。避險車道的設置還需要結合縱坡，綜合分析平面。

長大下坡路段車輛制動失控后，自身重力主要受到下坡方向的分力和車輪滾動阻力的影響。具體如下：

自身重力在下坡方向的分力：

Fi=m×g×sinα≈m×g×i

其中：m——汽車質量；g——重力加速度；

α——坡道傾角；i——坡度；（在坡度很小的情況下，sinα ≈ i）

車輪滾動阻力： Ff= m×g×f

其中：f——滾動阻力系數；（水泥混凝土路面f=0.1，瀝青路面f=0.12，砂礫路面f=0.15）

根據牛頓第二運動定律F=Fi－Ff =m×a，可以得出下坡路段失控車輛的加速度：a= g×（i－f）

由此根據距離、起始速度、加速度、末速度的關系，計算出車輛完全失控，并行駛一段距離后的速度，同樣可以計算出此處需要的曲線最小半徑極限值（具體計算過程不再詳細敘述）。按照4%縱坡，初始速度40km/h，橫向力系數0.20，超高按照最大8%取實際設計值，計算行駛距離與最小半徑關系，結果如表2所示。

從表2中可以看出，隨著失控車輛行駛距離的增加，行駛速度越來越快，通過的曲線最小半徑也是越來越大。而對于山區道路，路線曲折，曲線半徑普遍偏小，避險車道設置需考慮平曲線的因素，應設置在失控車輛不能通過的小半徑平曲線前。

對于小半徑平曲線比較多的情況，可以根據曲線半徑計算安全通過的行駛速度，繪制曲線安全速度分布圖，結合縱坡、地形等其他因素選擇避險車道的位置。不具備條件時，建議通過增加緊急停車帶、增設標志等安全措施，提醒司機及時停車檢查車況，提高道路的安全性。

結語

實踐證明，在長大下坡路段設置避險車道，是降低失控車輛發生事故率比較有效的措施。但也存在一些避險車道很少有失控車輛駛入的情況，甚至從未被使用過，這說明對避險車道的設置考慮因素不足。根據以往承擔項目避險車道設置情況，對避險車道與平面指標的相關性提出了理論分析方法，供廣大設計及管理人員參考。