山區高速公路長大縱坡路段安全設計要點探究

溫影影，汪才喜

（中國公路工程咨詢集團有限公司，武漢 430000）

1 引言

我國幅員廣袤，地域遼闊，其中，69%的面積為山區，隨著國家基礎設施建設進入穩定時期之后，高速公路及一些基礎設施的建設開始由平原區向山區延伸。但由于山區的地形、地貌、水文、地質以及氣候條件與平原區有較大的區別，同時我國對環境、生態等方面的高度重視，導致山區高速公路設計非常復雜。當路線需克服較大高差，地形、地質條件較為復雜時，為降低工程造價，減少對周邊自然環境的影響及破壞，極易出現連續長大縱坡路段，因而導致山區高速公路的交通安全狀況比平原區更加嚴峻。據統計，每年全國的重特大惡性交通事故大多發生在山區高速公路上，特別是長大縱坡路段上，且山區高速公路百次事故的死亡、受傷人數以及每次事故的經濟損失多年來都位居交通事故榜首。

分析發現，長大縱坡路段上出現交通事故的主要車型為貨車。其主要原因如下：

1）下坡路段上不斷的剎車制動易出現發動機燒壞、剎車失靈的現象，造成追尾、側滑等交通事故。

2）在上坡過程中大貨車與小客車的速度差較大，導致通行能力降低并出現超車追尾的事故。

3）連續的長大縱坡路段導致駕駛員精神高速集中，易造成疲勞駕駛而出現碰撞、沖出護欄等交通事故。

2 長大縱坡路段的界定

在地形地質條件復雜的山區，高速公路在設計過程中考慮到克服高差的難度，設計速度通常不會選用較高的速度。JTG D20—2017《公路公路線設計規范》（簡稱《規范》）對不同設計速度對應的最大縱坡與坡長已有規定，并要求高速公路連續長、陡下坡路段的平均坡度與平均坡長不宜超過表1規定，超過時應進行交通安全性評價，提出路段速度控制和通行管理方案，完善交通工程和安全設施，并論證增設貨車強制停車區[1]。

表1 連續長、陡下坡的平均坡度與連續坡長

JTG D20—2009《公路路線設計細則》中對山區高速公路連續長大下坡路段的界定如表2所示，且不宜超過表3中的一般值。同時對長大縱坡路段的平均縱坡也有規定：高速公路的連續長下坡路段，任意3km的平均縱坡不宜大于4%，相對高差大于300m時，平均縱坡不宜大于2.5%[2]。

表2 山區高速公路連續長大下坡路段界定標準

表3 平均縱坡度與路線長度建議值

3 降低西昌至寧南高速公路長大縱坡路段交通事故率的安全措施

3.1 西昌至寧南高速公路工程可行性研究情況

西昌至寧南高速公路位于四川省涼山州，起點位于西昌市大興鄉與G7611西昌至香格里拉高速公路相交，途經普格縣，終點位于寧南縣與G4216宜賓至攀枝花高速公路相交。該項目地處川滇塊體東緣的橫斷山系，地勢起伏大、高差懸殊、嶺谷相間、河谷幽深。項目區域內地震基本烈度分別為Ⅷ度和Ⅸ度。同時，所在區域斷裂、褶皺等地質構造發育，斷裂帶巖體破碎，滑坡、泥石流、崩塌（危巖體）、強震區和巖溶等不良地質現象在項目沿線廣泛分布。

西昌至寧南高速公路路線全長104.929km，橋隧比67.13%。路線起點（地面高程約1 500～1 800m）從邛海東南側穿越大箐梁子（最高峰約3 400m）至普格縣特爾果鄉（地面高程約2 100～2 300m），由普格縣特爾果鄉至普格縣縣城（地面高程約1 100～1 250m）沿則木河布線，河岸兩側均為山體，普格縣縣城至寧南縣縣城（地面高程約900～1 050m）沿黑水河布線，河岸兩側也均為山體。其中，起點（設計高程1 795m）至特爾果鄉（設計高程2 230m）約19km為爬坡路段，需克服高差435m；特爾果鄉至普格縣（設計高程1 200m）約40.2km為下坡路段，需克服高差1 030m。普格至寧南段約45.7km，高差相對較小，路線平縱面如圖1、圖2所示。

圖1 西昌至寧南高速公路平面示意圖

圖2 西昌至寧南高速公路K線縱斷面圖

受地形、地質、周邊建筑以及環境等條件限制，經展線優化后K線方案K29+800～K55+400平均縱坡2.85%（K32+550～K55+400平均縱坡3.04%），為長大縱坡路段。

3.2 設計過程中針對長大縱坡路段的考慮

3.2.1 進行多方案分析比較，盡量避免出現長大縱坡路段的情況

本項目針對長大縱坡路段提出3個比選方案與之進行綜合分析，分別是D線、E線、F線。經分析，E線方案與則木河活斷裂走向平行，且多次交匯，受則木河活動斷裂影響，沿線地質條件交叉，多處發育滑坡、垮塌，不適于道路建設，舍棄E線方案；D線DK28+900～DK68+721.466段平均縱坡為2.34%，完全消除了長大縱坡路段；F線FK29+800～FK52+610段平均縱坡為2.8%、FK29+800～FK57+460段平均縱坡為2.62%，即存在長大縱坡路段；D、F線對應的K線也存在長大縱坡路段。針對D、F線以及對應的K線分別從地形地質條件、運營速度安全性、與沿線鄉鎮的協調性、對沿線礦產資源的影響、工程規模及投資、橋梁墩高與抗震等，結合地方政府意見綜合比較后推薦出合適的方案。

3.2.2 從運行速度與設計速度的協調性控制路線設計指標，避免出現長大縱坡路段

根據《規范》要求“采用運行速度檢驗時，相鄰路段運行速度之差應小于20km/h，同一路段設計速度與運行速度之差宜小于20km/h”。本項目利用緯地運行速度測算分析系統對運行中提出的方案進行了分析，通過導入線形幾何設計指標及其他相關參數，測算得到小客車與大貨車在擬定的路線方案中運行速度，通過分析車輛運行速度與設計速度的差值調整路線方案中平縱面線形指標，避免出現長大縱坡路段的情況，并將運行速度與設計速度的差值控制在合理范圍內，提高車輛運行的安全性。

3.2.3 無法避免長大縱坡路段的情況需設置強制停車區等道路附屬安全補救設施

在連續下坡路段設置強制停車區、避險車道、爬坡車道以及路側的防撞護欄，是保證載重汽車制動性能穩定、防止車輛失控、緩解超車碰撞等事故的重要措施。本項目針對連續長坡的下坡路段，根據調查的交通組成情況，結合緯地運行速度測算分析系統測算的設計速度與運行速度的一致性、運行速度的協調性評價結果，針對長大縱坡路段在合適的位置設置有避險車道、爬坡車道、強制停車區以及防撞護欄等。

3.2.4 完善交通標志、標線等設施

交通標志、標線是傳遞交通信息，進行交通管理的一種特殊語言。山區高速公路上由于駕駛員不熟悉路況或缺乏山區高速的行駛經驗，極易導致交通事故的發生。設置完善的交通標志引導駕駛員，可以讓駕駛員提前了解前方道路線形和道路狀況的變化，預判需采取的正確措施以確保行駛安全。本項目結合連續下坡預告標志，將設置“前方連續下坡”“禁止空擋滑行”“事故多發路段”等警告標志；在連續下坡起點、中間合適的位置、連續下坡終點設置“連續下坡開始”“連續下坡××km”、“保持車距”、“連續下坡剩余××km”、“連續下坡結束”等標志；對連續長下坡路段加強速度控制，結合緯地運行速度測算分析系統的測算結果，設置“限速××”，并在合適的位置設置限速標線、減速標線、可變情報板，及時提醒過往車輛前方道路情況。

3.3 其他降低山區高速公路交通事故率的措施

3.3.1 增強交通宣傳力度，嚴禁超載、超限、超速等違規、違法行為

從山區道路交通事故車型分布規律可知，大型貨車發生的事故比例最高，而造成大貨車事故的人為原因主要是違規、違法超載、超限、超速等。對于超載、超限、超速等違規、違法行為，不僅需要加強管理、加大打擊力度，還要加強交通安全宣傳，提高駕駛員的安全駕駛意識。可以通過發放宣傳資料、路側電子顯示屏播放交通事故、沿線張貼交通安全宣傳標語等形式，宣傳酒后駕駛、超載、超限、超速、疲勞駕駛等嚴重交通違規、違法行為給社會和家庭帶來的嚴重后果，提醒和教育駕駛員遵守法律法規，自覺抵制不文明、不安全交通行為。

3.3.2 完善高速公路交通事故救援體系

高速公路上由于汽車行駛速度快，沖擊力強，一旦發生事故往往后果非常嚴重，直接危害到人民的生命財產安全[3]。因此，完善高速公路的交通事故緊急救援尤為重要。完善的交通事故救援不僅需要制定發生事故后應采取的緊急措施和應急方案，還需要加強高速公路的交通管理，以便于事故后救援團隊能迅速抵達，救援方案能有效執行。

4 結語

通過對西昌至寧南高速公路長大縱坡的路線方案研究，從設計上提出多方案比選并利用運行速度分析軟件調整路線設計參數，盡量避免出現長大縱坡路段的情況。若長大縱坡不可避免，那就需要采取必要的安全補救措施，以實現長大縱坡路段的安全運營。