興城至建昌高速公路提速升級項目交通安全設施的設計分析

宋星池

（遼寧省交通規劃設計院有限責任公司，遼寧 沈陽 110166）

0 引言

高速公路限速設置不僅要考慮公路項目的功能定位、技術條件、地形條件、交通條件等因素，還要從公路使用者的角度出發，兼顧交通安全與運行效率的關系。限速設置的合理與否直接影響到道路通行效率及人民的生命安全。

興城至建昌高速公路建設于2011年，建設期由于道路線形等問題，將限速定為80 km/h。但是，該高速車流量較小、路況較佳，近年來沿線駕駛者對高速公路提速的需求愈發強烈。通過對該段高速交通量及交通組成、路基及隧道的平縱指標進行調研分析，采取加強視線誘導、提升護欄等級、設置控速和警告設施等交通安全措施，改善本路段的行車條件，降低事故發生的概率［1］，同時提高限速值。

1 項目概況

興城至建昌高速公路，路線起點為遼寧興城市元臺子鄉，終點為遼寧建昌縣石佛鄉，起終點樁號為K0+000.000～K83+000.000，原設計采用雙向四車道高速公路標準，設計速度為80 km/h，路基寬度為24.5 m，橋涵設計荷載采用公路-I級，路線全長約83 km。通車以來由于線形指標較好，交通量較少，交通流自由度較高，車輛運行速度受限小，但80 km/h的限速嚴重限制了通行效率的提升。為此，將高速公路范圍內限制速度進行提高，由80 km/h提升為 100 km/h。

2 調研分析及安全性評價

2.1 交通量及交通組成

2.1.1 交通量

2020年各區段日均交通量統計結果如圖1所示。由圖1可見，建昌站和興城北站兩座主線收費站交通量最大，其中興城北站最高；但交通量相對較少，交通流處于自由流狀態，不會對車輛運行速度造成直接影響。

圖1 各區段2020年日均交通量分布情況 （單位：輛/d）

2.1.2 交通組成分析

對通車以來節假日與工作日交通組成情況進行統計。1型小客車占比最高，達到73.5%，其次為5型拖掛車，比例為17.1%，其他車型比例均低于5%。影響交通流運行的大中型貨車比例為19.7%。由于整體交通量較低，因此交通組成對限速調整不構成直接影響。

2.1.3 貨車載重分析

本項目節假日和日常工作日交通流均能保持在一級服務水平自由流狀態，通行能力容量較高，交通適應性充足。本項目交通組成以小客車為主，日常小客車比例為73.5%，大中型貨車比例為19.7%。高速公路通行貨車均滿足限載要求。因此，交通運行特性方面對限速調整不構成直接影響。

2.1.4 交通量及交通組成結論

根據實際駕駛感受，除個別路段小客車受隧道影響，行駛速度下降外，其余路段小客車速度均較高，基本不受交通流中其他車輛的干擾，全線駕駛舒適性與線形協調性均較好。沒有區間限速抓拍設施的局部路段小客車行駛速度較高，普遍達到100 km/h以上，能夠反映出實際的駕駛期望。由斷面運行速度分析可知，雙向小客車整體85%位自由流速度達到101.2 km/h。駕駛人期望運行速度高于設計速度一個檔次，駕駛人提高限速值的意愿較為強烈。

分析2018—2020年發生的交通事故情況可知，交通事故發生率基本呈現輕微上升趨勢。事故時間分布相對離散，發生交通事故的車型小客車事故占絕大多數，撞護欄等固定物事故所占比例最高。全線雙向交通事故均較少，3年內每2 km發生事故最多為3起。事故未顯現聚集性。

2.2 技術指標核查

2.2.1 平面指標

2.2.1.1 圓曲線半徑

按照《公路路線設計規范》中的相關規定，圓曲線最小半徑見表1。

表1 圓曲線最小半徑

經核查，本次限速論證路段建興高速最小圓曲線半徑為650 m，該路段圓曲線半徑的規范符合檢驗（如圖2所示）。

圖2 建興高速圓曲線半徑的規范符合檢驗 （單位：m）

方框處的路段僅滿足設計標準100 km/h對應的圓曲線半徑極限值的要求，故在該路段設置縱向減速標線、線形誘導標標志，同時車道分界線改為實線，禁止超車。其他路段圓曲線半徑均滿足核查設計標準100 km/h對應的一般值要求。根據交通事故空間分布特征，上述1處半徑較小路段事故并不集中，圓曲線半徑較小并不是導致事故發生的主要原因，在確定特殊限速路段時需通過技術指標及事故發生的特征進行綜合判斷。

2.2.1.2 橫向力系數

本項目限速論證路段建興高速的圓曲線橫向力系數均能滿足核查設計標準100 km/h對應的要求，正常路面狀況下，風險較低。

2.2.1.3 縱斷面指標

縱坡與坡長：《公路路線設計規范》 中規定，設計速度為80 km/h時，縱坡最大值為5%/700 m、6%/500 m。核查速度為100 km/h時，縱坡最大值為4%/800 m、5%/600 m。經核查，本項目最大縱坡為 4.5%/660 m、0.56%/1 500 m，均滿足核查速度100 km/h時極限值要求。本項目最小縱坡為0.3%，經核查，合成縱坡均大于0.5%，路面水以橫向排除為主，滿足規范要求。

豎曲線半徑和長度：根據《公路工程技術標準》中的規定，核查設計標準為100 km/h時，凸形豎曲線最小半徑一般值取 10 000 m，極限值取 6 500 m，凹形豎曲線最小半徑一般值取 4 500 m，極限值取 3 000 m。

經核查，建興高速最小凸形豎曲線半徑為8 500 m，最小凹形豎曲線半徑為5 800 m。凸形豎曲線半徑存在2處低于核查設計標準100 km/h規定的一般值要求，但均滿足極限值的要求。凹形豎曲線半徑均滿足核查設計標準100 km/h規定的一般值要求。

連續縱坡：經核查，建興高速縱坡均不構成連續長陡下坡。

橫斷面指標：橫斷面指標均滿足核查速度100 km/h要求。

視距指標：建興高速路基寬度為24.5 m，挖方路段右側提供的橫凈距為9.975 m。核查設計標準100 km/h對應的大貨車停車視距為195 m（按照最大縱坡4%進行核查），所需最小平曲線半徑為551 m，該段最小平曲線半徑為650 m，滿足大貨車對應的路側視距要求。

2.2.2 路基路面

現場踏勘與實地駕駛可見，本項目部分路側凈區內設置了標志等設施，立柱、部分上跨橋橋墩等未進行防護隔離和粘貼立面標記，設計中增加防護設施，并提高其夜間視認性。

2.2.3 隧道

本項目高速公路共設置5座隧道，隧道洞口內外3 s行程長度范圍的平縱面線形應保持一致。按照80 km/h設計速度核查，3 s行程長度應不小于66.7 m；按照100 km/h速度核查，3 s行程長度應不小于83.3 m。本項目幾座隧道平面指標均滿足線形一致性要求，但洞口處凸曲線半徑偏小，低于視覺要求值，故未提速，維持限速80 km/h。

部分隧道聯絡道隔離設施局部為打開狀態。全線各隧道聯絡道迎車面護欄端頭、右側隧道管理站入口處迎車面護欄端頭均未進行處理，存在車輛碰撞插入車體的風險。針對上述危險點，改造過程中恢復隧道聯絡道隔離設施為關閉狀態，并在迎車端增設防撞端部結構，起到消隱消能的作用。

3 調研分析結論

本項目節假日和日常工作日交通流均能保持在一級服務水平自由流狀態，通行能力較好，交通適應性充足，貨車均滿足限載要求。因此，交通運行特性方面對限速調整不構成直接影響。

根據實際駕駛感受，除個別路段小客車受隧道影響，行駛速度下降外，其余路段小客車速度均較高，基本不受交通流中其他車輛的干擾，速度波動與線形指標關系不大，屬于正常駕駛行為。可見，全線駕駛舒適性與線形協調性均較好。

本項目在路線、路基路面、隧道、互通式立交與服務區、交通安全設施等方面的指標，基本滿足設計速度80 km/h和核查標準100 km/h要求，故基本滿足運行安全的要求。考慮到司乘人員在80 km/h的運行速度下舒適度有所下降［2］，故提高限速值具備較高的可行性。

存在的問題：在小半徑、連續下坡曲線段誘導警示與誘導不足，部分路側凈區內立柱與橋墩防護不足、高填方和路側房屋等路段路側護欄防護等級偏低，隧道聯絡道及配電房迎車面護欄端部防護不足，互通立交出入口組織與誘導、主線收費站速度分級管控、高速公路終點預告需改造，部分路橋護欄過渡段摩擦梁缺失。

本次改造針對上述問題進行安全設施設計。

4 交通安全設施設計

4.1 交通標志設計

主線分兩段進行限速，K0+000～K6+400區間限速80 km/h，K6+400～K83+000 區間限速 100 km/h。隧道路段限速80 km/h、連續下坡路段貨車限速80 km/h。

主線上限速標志：①在興城至建昌方向，K6+400位置設置限速標志為100 km/h，在建昌至興城方向，K6+400位置設置限速標志為80 km/h，采用單柱式結構形式。②將高速公路主線上K6+400～K83+000區間的限速80 km/h標志進行版面更換，將其更改為100 km/h。

隧道限速標志：隧道前的限速標志按照遼寧省的設計原則，不進行調整，保持限速80 km/h不變。隧道后增加解除限速（80 km/h）標志，采用單柱式結構形式。

水源保護區限速標志：將水源保護區前的限速80 km/h標志進行版面更換，將其更改為100 km/h。

連續下坡路段限速標志：在連續下坡路段起點處適當位置，設置連續預告標志、連續下坡坡長余長標志、連續下坡結束標志等，起點適當位置設置貨車限速80 km/h標志。適當位置設置大型車靠右行駛標志。

互通立交出口路段限速標志：互通立交出口，在減速車道起點處開始連續設置兩級限速標志，限速值分別為限速70 km/h和限速40 km/h標志。

建昌收費站和元臺子收費站限速標志：按照限速標志設計原則，在距離收費站前適當位置，設置逐級限速標志，限速值分別為 80 km/h、60 km/h 和 40 km/h。

4.2 交通標線設計

交通標線針對提速后，對互通、服務區及危險點進行渠化來滿足要求［3］。①擬在K51+800～K51+300（設計樁號為K31+200～K31+700）路段設置縱向減速標線，同時將車道分界線調整為實線，禁止車輛超車。②建興高速最小平曲線半徑為650 m，在100 km/h運行速度下半徑小于1 070 m的左轉路段易造成中央分隔帶視距不足，擬在視距不足段的內側車道增設縱向減速標線。③隧道緊急停車帶段車道間采用虛線長度偏短，考慮到停車為緊急情況下的行為，不應受標線限制，擬全線隧道緊急停車帶采用白色實線分隔。④為避免緊急變道導致事故，擬在各互通出口處減速車道段主線車道間采用白實線；為避免向內側連續變道導致事故，在入口處加速車道段主線車道間采用白實線。⑤為增強隧道洞口處的路面抗滑值，隧道入口前一定范圍內擬設置間斷式防滑標線，隧道出、入口處擬補充設置滿鋪式彩色防滑標線。

4.3 護欄設計

護欄設計要求：①路側邊溝無蓋板情況，設置不低于A級的波形梁鋼護欄。②車輛不能安全越過且保護不足的交通標志、攝像機、聲屏障、上跨橋梁的橋墩或橋臺等，設置不低于SB級的波形梁鋼護欄。③路側填方高度接近或大于10 m的路段，設置不低于SA級的波形梁鋼護欄。④現場外展端頭不足、立柱根數不足的路段，補充設置AT1-2型外展端部結構。⑤安全凈區內存在居民區且保護不足的路段，設置不低于SA級的波形梁鋼護欄。

4.4 消能設施設計

隧道聯絡道及右側隧道管理站入口處迎車端改造為可潰縮的TS級防撞端頭。

5 結論

通過對事故多發路段事故原因、形態進行綜合分析，從加強視線誘導、提升危險點護欄等級、設置控速和警告設施等措施改善路段的行車條件，降低事故發生概率。