基于惠鹽高速公路改擴建的安全性評價實例應用分析

張永明

(佛山市建盈發展有限公司，廣東 佛山 528313)

1 項目概況

惠深高速公路又稱惠鹽高速公路，惠深高速公路惠州段起于惠州市的古塘坳，止于惠州市與深圳市交界的坑塘徑，經鎮隆、新圩、龍崗，南止于深圳市鹽田港，全長32.191 km。惠深高速公路工程于1991年3月正式開工建設，于1993年4月全線建成并投入使用。2009年提出改擴建需求，擬擴建先行進行改擴建評價路段樁號為K1+497.847～K16+267.040。

2 安全性評價目標及內容

2.1 安全性評價目標

根據惠深(惠鹽)高速公路擴建工程實際情況，較傳統的運營期交通安全評價相比，其安全評價范圍更廣、內容也加豐富。本文重點對惠深(惠鹽)高速公路擴建工程的陳江互通先行段實施運營協調性、安全性進行評價，通過調研惠深高速交通流特性、擁堵路段、事故多發路段，旨在從路的線形組合視角下，分析存在的安全隱患、擁堵黑點等問題區段，為改擴建設計提供線形指標的優化建議。

2.2 安全性評價內容

(1)對路線設計使用的技術數據指標符合性檢驗。開展對該路段采用的平、縱、橫指標與規范要求的技術指標的規范檢查。

(2)交安設施安全性分析。在既往出現的交通事故中，應對因中大型車引起的事故做深層次的調研分析，如視距、積水、逆向燈光等。

(3)運行車速協調性評價。根據對其實地調研情況及既往統計資料，采用高速公路安全性評價仿真系統對改擴建先行段進行評價，以提出改擴建工程的優化建議。

3 交通事故分析

3.1 基于公安、交管部門事故數據的分析

為更加客觀真實反映路段安全水平的變化趨勢，考慮道路的里程、交通量情況，以億車公里為單位對歷年記載事故進行了統計分析，見圖1。

圖1 年億車公里事故率和億車公里死亡率

3.2 基于路政事故數據的分析

通過對事故類型形態的分析，可為分析道路條件和安全設施的有效性提供依據，同時為提出安全改善方案提供支撐。先行段2009年按事故形態進行整理分析，見圖2。

圖2 先行段2009年按事故形態分析情況

4 一般規定及布置檢查

4.1 線形評價

(1)技術指標符合性檢驗

表1 先行擴建段主線指標

經核驗，主線指標中各線形指標均能滿足《公路路線設計規范》要求。

(2)交通流向分析

圖3 先行擴建段交通流向

伯公坳互通現狀為惠深(惠鹽)高速與G205交叉的菱形互通，其功能主要服務于周邊陳江鎮和鎮隆鎮。改建伯公坳互通預測遠景(2032年)總轉向交通量24 777 pcu/日，以陳江往返深圳和鎮隆往返惠州的交通量為主，其他方向的交通量較小。

4.2 運行速度協調性評價

(1)評價采用的指標及標準

①運行速度的連續性、協調性評價指標及標準

設計速度(v)是在良好內外部環境狀態下，以駕駛員平均駕駛水平，能保證行車安全的最大行駛速度。而運行速度(v85)指在實際行駛速度中的第85個百分位對應的速度。設計速度主要作為公路線性設計的依據，而運行速度主要作為檢測、評價路線質量安全的指標。現以設計速度和實際運行速度v-v85作為運行速度連續性評價的標準進行評價研究。

道路線形由直線、緩和曲線、圓曲線組成，以用相鄰線形路段運行速度差的比值RV進行協調性評價標準，按式(1)計算

(1)

式中：RV為相鄰兩個路段運行速度差的比值；vi為當前路段的運行速度；vi-1為前一路段的運行速度。當RV<0.1時，協調性較好；0.1≤RV≤0.2，協調性一般；RV>0.2時，協調性較差。

②平曲線協調性及舒適性評價指標及標準

平曲線協調性評價指標是檢驗路線線形連續性的重要指標，是以路段上每一個圓曲線半徑和該路段上所有圓曲線半徑的加權平均值的差值與此加權平均值的比值進行衡量，按式(2)計算

(2)

(3)

式中:R設計值為評價路段中單個圓曲線半徑設計值，m；Ri為評價路段中第i個圓曲線半徑，m；Li為評價路段中第i個圓曲線長度，m。

當0>KR>-0.2或0KR>-0.4或KR>0.4時，平曲線連續性為良，條件允許時可適當改善；KR<-0.4時，平曲線連續性差，在條件允許時，綜合考慮其它指標必須進行改善。

③豎曲線協調性評價指標及標準

單個豎曲線在整個路段縱面線形中的狀況，是以單豎曲線率與平均豎曲線率的比值KV進行評價。按式(4)計算

(4)

(5)

式中：VC為單個豎曲線率，為|L/A|；AVC為平均豎曲線率；Li為路段上第i個豎曲線長度；|Ai|為路段上第i個豎曲線上坡度代數差的絕對值；n為豎曲線個數。

當0>KV>-0.18或0KV>-0.36或KV>0.36時，豎曲線協調性為良，條件允許時可適當改善；當KV<-0.36時，豎曲線協調性為差，條件允許時，綜合其它指標必須進行調整。

④總體連續性評價指標及標準

公路線形的總體連續性評價是通過建立量化指標的理論模型，對路線線形進行連續性評價。量化指標越大，代表該路線的行車連續性越好、安全性、服務性能越高。其中指標計算如式(6)

c=6×e-0.1[S×(σ/3.6)]

(6)

式中：c為總體連續性指標，S為里程L內第85%位車速與平均車速所圍成的面積與公路里程的商，S=(∑Si)/L，σ為車速標準差；

當c>3時，總體連續性優，無須改善；1

(3)安全性評價系統簡介

高速公路安全性評價系統(HSEvas1.1)，以綜合公路的幾何線形指標、汽車的操控能以及駕駛員舒適性的基礎上，建立起來的一種在道路三維可塑模型下，更加真實反映實際行駛速度的預測速度，以此為基礎進行線形規范符合性檢查以及評價指標量化計算，最后對公路線形的設計質量和安全性給出量化的評價指標，以輔助設計的優化調整，從根源上提升“路”的本質安全。

(4)評價結果及分析

①運行速度連續性評價結果見表2。

表2 運行速度連續性和協調性評價表

由表2可知，該路段的運行速度較好，較設計速度高出10～24 km/h，評價結果良好，而RV值小于0.1，評估結果為優，該路段平曲線半徑較優于設計規范值，平縱線形組合較好，說明設計速度有足夠的提升空間。

②平曲線連續性及舒適性評價結果見表3。

表3 平曲線連續性及舒適性評價表

由表3可知，該路段平曲線協調性及舒適性結果較差，主要表現在較優路段與較差路段的半徑差值較大，此段大半徑平曲線占比較多，故平曲線加權平均值較大，而較小半徑會造成視覺突變，路段平曲線協調性較差。

而陳江互通區段兩個平曲線半徑較大，協調性較好，且橫向加速度α值均在較優范圍內，表明此段行車舒適性較好。

③豎曲線連續性評價結果見表4

表4 豎曲線連續性評價表

由表4可見，Kv值出現多個“差”的評估，說明在此路段中豎曲線連續性較差，變化較急，對行車安全將產生不利影響，有必要重新調整縱斷面設計，使Kv滿足要求。

④綜合評價

應用安全綜合評價模型對設計速度與運行速度差、總體連續性等進行綜合評價，結果見表5。

表5 評價區段各個指標的綜合評價表

從上表5的分項指標中可以看出豎曲線評價為差，應重點加以改進。圓曲線、設計速度與運行速度差兩的評價結果為“良”，其余綜合評價為“優”，因此，即總體線形連續性較好，評價為優。

4.3 安全性評價優化建議

根據HSEvas的評價運行結果分析，惠深(惠鹽)高速先行改擴建段總體運行車速協調性較好，也存在個別區間平曲線協調性和豎曲線連續性稍差，但總體平縱路線綜合評價較優。陳江互通段因平縱線形較好，但考慮到加減速車道交通較多，建議采用100 km/h的設計車速；豎曲線指標差的路段，建議從安全、工程經濟等角度綜合考慮，盡量改善。由于部分新舊路基拼寬易產生不均勻沉降、路面積水、車輛交織等不利影響，應予以解決剔除，提升道路的運行速度和使用安全性。

5 安全性評價應用展望

(1)項目按照安全性評價優化建議改擴建完成后，自項目2016年通車至2020年，通過近5年運營情況，經過對該路段安全水平的變化情況跟蹤觀測，觀測年度內億車公里的事故率和死亡率均有顯著下降。

(2)說明項目實施前其進行安全性評價分析對平縱線形的優化及道路安全運營有較好的輔助作用，為公路安全設計提供有效科學支撐。

(3)在建設交通強國鮮明的時代背景下，開展道路安全性評價，踐行“以人為本”的安全發展觀必將成為公路發展的趨勢。