山區公路避險車道設計探究

彭峰

（韶關市翔宏公路勘察設計有限公司，廣東韶關 512000）

1 引言

我國地域廣袤、幅員遼闊，其中，山區面積占全國面積的69%，與平原地區相比，無論是水文、地質還是地形都較為復雜，因此，進行山區公路工程建設時往往限制條件與影響因素較多。車輛在連續長大下坡路段行駛會因為長時間制動而出現“熱衰退”現象，嚴重情況下會導致車輛剎車失靈，進而造成嚴重后果。避險車道的設置能夠供速度失控車輛駛入，利用制動坡床的滾動阻力和坡度阻力迫使汽車減速停車，減輕事故影響。避險車道主要由引道、制動車道、服務車道及輔助設施組成。

2 工程設計實例簡介

2.1 項目概述

項目名稱為省道S258 線乳源縣鴨麻湖至大布段公路改建工程，起點為乳源縣鴨麻湖道班，樁號為K51+900，與國道G323線相接，經白埂、胡椒塘至終點大布，樁號為K72+615.727，全長20.716 km。

項目地處韶關市乳源縣大峽谷，地勢險峻，山高路陡，全路段最大高差超過520 m。大型貨車連續下坡容易出現剎車失靈，造成交通事故，為減少交通事故發生，本項目在K58+940處左側增設1 條避險車道。本文結合對本項目避險車道的分析，從山區公路引道與線形、縱坡與長度、寬度與厚度、減速設施入手，探究山區公路避險車道設計。

2.2 項目實例避險車道設計

2.2.1 避險車道設置

本項目在K58+940 處左側增設1 處避險車道，平面處于直線內，避險車道引道流出角度為5°；縱面處于K58+100～K61+000 段長下坡后段，長下坡長度為2 900 m，高差為174.1 m，平均縱坡為6.0%。

2.2.2 避險車道縱坡與長度設計避險車道全長150 m，起點樁號BK0+000 位于主線K58+940 左側。BK0+000～BK0+065 段為避險車道引道，長65 m，縱坡與主路一致為-6.923%；BK0+065～BK0+150 段為避險車道制動坡床，長85 m，縱坡為16%。避險車道縱面由主路逐漸過渡到制動坡床，縱面豎曲線半徑為250 m，路基橫坡由主路基橫坡2%逐漸過渡至水平。

2.2.3 避險車道路面設計

避險車道橫斷面路基寬度為9.75 m，由0.5 m 防撞墻+5 m 制動坡床+3.75 m 服務車道+0.5 m 防撞墻組成。避險車道BK0+065～BK0+150 段為避險車道制動坡床，采用砂礫石集料，BK0+065～BK0+095 段30 m 過渡段砂礫石深度由7.5 cm過渡至110 cm；BK0+095～BK0+150 段砂礫石深度采用110 cm，砂礫石底采用30 cm 厚水泥穩定碎石硬化。服務車道路面結構同主線路面結構。

2.2.4 避險車道制動坡床集料級配要求及厚度設計

避險車道制動坡床集料采用砂礫石，集料規格及級配要求見表1。

表1 避險車道制動坡床集料級配要求

2.2.5 避險車道交通安全設施

在K59+960 右設置“避險車道，前方1 km”預告標志牌；在K59+460 右設置“避險車道，前方500 m”預告標志牌；在K58+960 右設置“避險車道”標志牌。

在避險車道防撞墻上每隔15 m 設置輪廓標，輪廓標的反光漆顏色為紅色，以區別主線。在避險車道與舊路分開處設置大示警樁，起警示及引導作用[1]。

2.2.6 避險車道施救平臺及配套設施

在制動坡床右側設置服務車道，以便拖車和維護車輛使用，在服務道路旁設置救險錨栓。制動坡道的末端設置消能桶。

2.2.7 避險車道的運行及養護

避險車道需定期養護，在避險車道每次被使用、失控車輛被拖出避險車道制動坡床之后，宜盡快鋪平制動坡床，定期清除車輛沖壓產生的細小、尖銳碎集料。即使沒有車輛駛入避險車道，也宜定期翻松集料，每次至少深60 cm。

3 山區公路避險車道設計

3.1 明確設計位置

山區公路避險車道位置設計應滿足其識別視距，并且確保用地面積足夠。由于山區公路地形條件差，主路平縱指標較差，在選址過程中，受到平、縱、橫3 方面約束，結合與交通運輸部門的溝通情況，探究公路事故高發路段，以此為基礎判斷避險車道設計位置。避險車道設置于長大下坡下半段或者小半徑曲線相接處，因為連續下坡路段與小半徑曲線相接處多為事故多發點。此外，避險車道位置要避開集鎮、村寨等人口較為密集區域，也不能在右轉彎平曲線上設置避險車道。避險車道的識別視距參見表2。

表2 避險車道的識別視距

3.2 引道與線形

山區公路引道作為避險車道與公路主線的連接部位，需要滿足以下要求：（1）為剎車失控的駕駛人員提供足夠的反應空間與時間，以便駕駛人員能夠及時做出判斷，引導其駛入安全避險車道。（2）確保失控車輛前輪能夠同時駛入制動坡床，否則將會導致車輛2 只前輪受力不均，引起側翻事故。（3）引道終端要與公路主線保持一定距離，避免對主線上的行車安全造成干擾。在設計山區避險車道過程中，入口盡量位于平面指標較高路段，車輛駛入避險車道的角度不宜超過5°。因為山區道路轉彎路段較多，公路主線若處于左轉路段，引道要設置于主線切線方向。若位于右轉路段，引道要在小于10°的情況下從主線流出。

失控車輛駛入制動床后轉向困難，因此，較難適應彎曲線形，避險車道平面線形應采用直線。

3.3 縱坡及長度

避險車道設計的重要因素，縱坡直接決定了避險車道的應用效果，首先，需要根據山區公路地形條件明確避險車道位置后確定縱坡及長度。縱坡小則需要較長的制動坡床，由于山區道路地形條件復雜，往往出現長度無法滿足避險車道設計要求的現象。若縱坡過大，則制動坡床長度設置較短，容易導致駕駛人員產生無法安全停車的錯覺。因此，避險車道的長度需要以縱坡、失控車輛駛入速度、制動坡床材料等為基礎進行計算[2]。單一縱坡長度計算公式為：

式中，L 為避險車道制動坡床的最小計算長度，m，制動坡床的設置長度宜在最小計算長度的基礎上增加10 m；v 為失控車輛駛入避險車道的速度，km/h，高速公路、一級公路宜按100～120 km/h 計算，二級及以下等級公路宜按60～100 km/h計算；R 為避險車道制動坡床材料的滾動阻力系數，見表3；α為避險車道制動坡床縱坡。

表3 常見的避險車道制動坡床材料滾動阻力系數

避險車道制動坡床由不同坡度構成，則將失控車輛前一個坡道末端速度作為當前坡度初速度進行計算，以此類推，直到失控車輛速度消減為零，計算出制動坡道的長度。計算公式為：

式中，Vi為失控車輛當前坡道末端速度，km/h；Vi-1為失控車輛當前坡道起點速度，km/h；Li為制動車道的長度，km。

3.4 寬度與厚度

避險車道由制動車道與服務車道構成，服務車道設置于制動車道右側，寬度一般不小于3.5 m。制動車道考慮汽車制動失效時駕駛員心理高度緊張，其寬度應適當增大，有條件時可考慮多輛車輛駛入，同時，需要考慮山區用地困難等因素，山區公路制動車道寬度宜為4～6 m。

制動坡床材料宜采用具有較高滾動阻力系數、陷落度較好、不易板結和被雨水沖刷的卵、礫石材料。在鋪筑制動車床時，鋪筑厚度是保障制動坡床功能得以充分發揮的基礎，制動坡床集料的厚度不宜小于1.0 m，制動坡床入口處集料厚度宜為7.5 cm，應在30～60 m 范圍內過渡至正常段厚度。

3.5 減速設施

除了坡床材料這一減速設施之外，可在制動坡道末端設置強制減速設施。常見的強制減速設施有消能桶、集料堆以及廢舊輪胎等。消能桶中的材料以及集料堆材料要與制動坡床材料保持一致，避免污染制動坡床，導致坡床阻力系數降低。

3.6 配套交通與安全設施

3.6.1 道路標線

在避險車道引道路面施畫“失控車輛專用”路面標記及導向箭頭，在服務車道上應標明，以區分避險車道。所有字體都要嚴格按照GB 5768—2017《道路交通標準和標線》的要求進行設計，不得擅自更改字體格式及大小。

3.6.2 道路標志

在坡頂宜提供連續長大下坡路段的坡度、坡長、平面線形和避險車道位置等的信息提示。在避險車道前1 km、500 m 處設置預告標志，在避險車道引道入口處設置避險車道標志。為了保障失控車輛及駕駛人員能夠及時得到救助，還需要在服務車道上設置救援信息，以便駕駛人員能夠及時報警通知，減少等待救援時間。

3.6.3 救險錨栓

在服務道路旁設置救險錨栓，各救險錨栓間距離不能大于90 m，通常情況下每隔50 m 設置1 處。首個救險錨栓設置部位為制動坡床入口前的30 m 處，以便后期救險人員將失控車輛拖出時固定拖車[3]。

3.6.4 照明

如有條件，可提供照明，并且可布設一定的監控設備及信號指示燈。為了保障失控車輛駕駛人員能夠準確判斷避險車道入口位置，及時將失控車輛開入避險車道，也可方便后期救援人員施救。

4 山區公路避險車道的安全性評價

完成山區公路避險車道設計后，需要對其安全性進行評價，評價結果的準確性在一定程度上受到評價指標與評價方法影響。由上文所述內容可知，影響避險車道安全性的因素眾多，在評價過程中需要適當取舍，分清主次，否則將會導致評價工作量及成本有所增加。本文對于山區公路避險車道安全性的評價選擇價值分析法，根據不同指標的重要性程度賦予對應的權重，再加權計算公路避險車道總價值。有關單項評價指標權重可以根據相關領域專家進行打分，具體根據式（3）進行計算：

式中，V 為避險車道總價值；wi為避險車道單項評價指標價值；vi為避險車道單項評價指標權重。

5 結語

避險車道作為山區公路的重要組成部分，對于包含保障交通安全及駕駛人員生命財產安全有著極為重要的作用。在設計避險車道過程中，需要從山區公路工程需求出發，結合當地施工條件、水文地質、氣候條件等，明確避險車道引道、坡道長度、寬度、坡度、厚度等，保障失控車輛能夠安全減速直到停止，減少車輛失控帶來的不良影響。