雙向八車(chē)道高速公路施工區(qū)安全設(shè)施設(shè)置

摘要 為了提升雙向八車(chē)道高速公路施工區(qū)的安全性與通行效率，該文通過(guò)介紹八車(chē)道公路施工空間分布特性，包括空間分布特性與控制區(qū)劃分、控制區(qū)長(zhǎng)度設(shè)計(jì)等內(nèi)容，深入分析了施工區(qū)限速標(biāo)志及其他安全設(shè)施的合理設(shè)置方法，針對(duì)限速標(biāo)志，從縱向與橫向兩個(gè)維度探討了其分布設(shè)計(jì)原則。研究結(jié)果表明：科學(xué)合理的安全設(shè)施設(shè)置能夠顯著降低施工區(qū)事故風(fēng)險(xiǎn)，保障施工人員與過(guò)往車(chē)輛的安全，同時(shí)優(yōu)化道路資源利用，提高施工效率與道路通行能力。

關(guān)鍵詞 雙向八車(chē)道；高速公路；施工區(qū)；安全設(shè)施設(shè)置

中圖分類(lèi)號(hào) U491.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2025）04-0161-03

0 引言

雙向八車(chē)道高速公路不僅提升了交通通行能力，也對(duì)施工區(qū)安全設(shè)施的設(shè)置提出了更高要求。但此類(lèi)公路的通行特點(diǎn)決定了其施工區(qū)安全管控的復(fù)雜性，在此路段中，車(chē)輛運(yùn)行速度快、車(chē)流量大，使得其施工區(qū)成為交通事故的易發(fā)區(qū)域?，F(xiàn)有安全設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)多基于四車(chē)道高速公路，難以完全適應(yīng)八車(chē)道高速公路的特性，例如交通標(biāo)志的設(shè)置位置、數(shù)量及信息密度等，在八車(chē)道環(huán)境下可能需要重新評(píng)估和調(diào)整[1]。此外，施工區(qū)內(nèi)的標(biāo)線、護(hù)欄等安全設(shè)施也需要根據(jù)八車(chē)道高速公路的交通流特征和駕駛員行為特性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以確保其能夠發(fā)揮最大的安全防護(hù)作用[2]。

1 八車(chē)道公路施工空間分布特性

1.1 空間分布特性

通常情況下，雙向八車(chē)道高速公路施工分為三種情況，分別為單向一車(chē)道占用、單向二車(chē)道占用、單向三車(chē)道占用。

在單向一車(chē)道占用的情況下，施工主要影響的是被占用車(chē)道上的車(chē)輛通行。

當(dāng)施工占用單向兩個(gè)車(chē)道時(shí)，對(duì)交通流的影響顯著增加[3]。此時(shí)，施工區(qū)域會(huì)采取更為嚴(yán)格的交通管理措施。除了設(shè)置警示標(biāo)志、限速標(biāo)志和夜間照明設(shè)施外，還可能設(shè)置臨時(shí)安排交通引導(dǎo)員，以指導(dǎo)車(chē)輛有序通過(guò)施工區(qū)。

單向三車(chē)道占用是施工對(duì)交通流影響最大的情況[4]。此時(shí)，施工區(qū)域幾乎占據(jù)了整個(gè)單向車(chē)道的一半，對(duì)交通流的干擾極大。

具體情況如下圖1所示。

除上述內(nèi)容，在道路施工中也存在極少數(shù)情況占用半幅車(chē)道的現(xiàn)象，即占用四車(chē)道，此時(shí)可以將單向的四車(chē)道調(diào)整為雙向四車(chē)道，以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的順利通行[5]。

1.2 控制區(qū)劃分與控制區(qū)長(zhǎng)度設(shè)計(jì)

根據(jù)道路施工規(guī)劃，進(jìn)行道路中施工控制區(qū)的劃分，如下圖2所示。

從上述圖2中的內(nèi)容可以看出，控制區(qū)由s1～s6構(gòu)成，其中s1為警告區(qū)，對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度計(jì)算公式如下：

式中，s1——警告區(qū)長(zhǎng)度（m）；l1、l2、l3——對(duì)應(yīng)上述圖2中各個(gè)區(qū)域長(zhǎng)度（m）。

對(duì)上述公式進(jìn)行拓展，得到警告區(qū)的詳細(xì)計(jì)算公式

式中，v1——車(chē)輛行駛到該區(qū)域時(shí)的初始化速度

（m/s）；t——駕駛員反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)（s）；v2——駕駛員反應(yīng)后，車(chē)輛減速行駛的速度（m/s）；g——車(chē)輛重力加速

度（m/s2）；φ——道路摩擦阻力（N）；i——道路坡度（%）；q——道路最小流量（veh/h）；l——行駛車(chē)輛平均長(zhǎng)度（m）；n——車(chē)道數(shù)量（個(gè)）。

在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行上游過(guò)渡段s2長(zhǎng)度的計(jì)算，計(jì)算公式為：

式中，s5——下游過(guò)渡段的設(shè)置長(zhǎng)度（m）；v4——車(chē)輛駛出施工作業(yè)區(qū)域進(jìn)入下游過(guò)渡段時(shí)的車(chē)速（m/s）；t0——車(chē)輛變道時(shí)間（s）。

此外，根據(jù)高速公路相關(guān)規(guī)定，終止區(qū)s6設(shè)置長(zhǎng)度應(yīng)滿(mǎn)足≥30 m的標(biāo)準(zhǔn)。

通過(guò)上述內(nèi)容，完成控制區(qū)劃分與控制區(qū)長(zhǎng)度設(shè)計(jì)。

2 施工區(qū)安全設(shè)施設(shè)置

2.1 高速公路施工區(qū)限速標(biāo)志設(shè)置

2.1.1 縱向分布設(shè)計(jì)

在高速公路施工區(qū)的安全設(shè)施設(shè)置中，限速標(biāo)志的縱向分布設(shè)計(jì)是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。限速標(biāo)志旨在確保車(chē)輛在進(jìn)入施工區(qū)域前，駕駛員能夠有足夠的時(shí)間進(jìn)行視覺(jué)識(shí)別、減速操作及行車(chē)調(diào)整，以保障施工區(qū)與通行車(chē)輛的安全?；隈{駛員對(duì)限速標(biāo)志的視覺(jué)認(rèn)知效率，限速標(biāo)志的布置需精心策劃[6]。

具體來(lái)說(shuō)，限速標(biāo)志應(yīng)被放置在警告區(qū)的起始部分之前，即所謂的“后置距離”處，這一設(shè)計(jì)考慮到了駕駛員從發(fā)現(xiàn)標(biāo)志到實(shí)際采取減速措施所需的反應(yīng)時(shí)間和距離。通過(guò)合理設(shè)置這一距離，可以確保駕駛員在充分理解限速要求后，平穩(wěn)過(guò)渡到減速狀態(tài)，避免急剎車(chē)等不安全行為。圖3所展示的限速標(biāo)志視認(rèn)性分析過(guò)程。

圖3中：①——限速察覺(jué)起始點(diǎn)，標(biāo)志著駕駛員開(kāi)始注意到限速信息的初步位置；②——視認(rèn)起始，限速標(biāo)志進(jìn)入駕駛員視野并開(kāi)始被識(shí)別的起點(diǎn)；③——反應(yīng)觸發(fā)點(diǎn)，即限速標(biāo)志內(nèi)容被完全讀取，駕駛員開(kāi)始作出反應(yīng)（如減速準(zhǔn)備）的地點(diǎn)，也是警告區(qū)的正式起點(diǎn)；④——?jiǎng)幼髌鹗?，駕駛員開(kāi)始執(zhí)行減速動(dòng)作的具體位置；⑤——標(biāo)志消失點(diǎn)，限速標(biāo)志從駕駛員視野中完全消失的位置；⑥——設(shè)置點(diǎn)，限速標(biāo)志被實(shí)際安裝或懸掛的地點(diǎn)；⑦——減速完成，駕駛員完成減速動(dòng)作，達(dá)到規(guī)定限速的地點(diǎn)。M——讀后距離（m），指從限速標(biāo)志內(nèi)容被完全讀取到標(biāo)志本身消失之間的水平距離；L1——視認(rèn)距離（m），駕駛員從初次注意到限速標(biāo)志到開(kāi)始讀取其內(nèi)容的距離；S認(rèn)讀——讀時(shí)行駛距離（m），駕駛員在讀取限速標(biāo)志內(nèi)容期間車(chē)輛行駛的距離；J——反應(yīng)距離（m），從駕駛員開(kāi)始反應(yīng)到實(shí)際采取行動(dòng)（如踩剎車(chē)）前車(chē)輛行駛的距離；L——行動(dòng)距離（m），從駕駛員開(kāi)始減速動(dòng)作到達(dá)到規(guī)定限速所行駛的距離；D1——消失后距離（m），限速標(biāo)志消失后，仍需考慮的安全緩沖距離；D2——前置過(guò)渡距離（m），指上游過(guò)渡區(qū)與警告區(qū)之間設(shè)置的預(yù)先警示距離，以平滑引導(dǎo)車(chē)輛進(jìn)入減速狀態(tài)。根據(jù)圖3分析得出，后置距

式中，——讀取限速標(biāo)志時(shí)間（s），通常取1 s。在部署限速標(biāo)志時(shí)，核心考量之一是要確保駕駛員擁有充裕的時(shí)間來(lái)完整讀取標(biāo)志上的信息內(nèi)容[7]。這要求標(biāo)志的設(shè)置需滿(mǎn)足一個(gè)基本條件：從駕駛員完成信息讀取的那一刻起，至標(biāo)志完全從駕駛員視野中消失之前，車(chē)輛所行駛的距離（即讀取信息結(jié)束到標(biāo)志的距離）必須大于限速標(biāo)志本身因車(chē)輛前進(jìn)而在駕駛員視野中自然消失所需的距離（即消失距離），即M≥D1。

2.1.2 橫向分布設(shè)計(jì)

針對(duì)八車(chē)道高速公路的寬橫斷面特性，限速標(biāo)志的橫向位置選擇對(duì)確保各車(chē)道上駕駛員的視認(rèn)性尤為重要，因?yàn)椴煌臋M向分布會(huì)直接影響駕駛員視線被遮擋的概率[8]。因此，在規(guī)劃限速標(biāo)志的放置時(shí)，需綜合考慮八車(chē)道道路的實(shí)際施工狀況及駕駛員視線受阻的可能性，以最大化地保障限速信息的有效傳達(dá)。

該研究聚焦于限速標(biāo)志橫向分布變化時(shí)，駕駛員視認(rèn)過(guò)程中遮擋概率的定量分析。通過(guò)模擬五種不同位置分布的場(chǎng)景，如圖4所示。

深入探討這些分布對(duì)駕駛員視認(rèn)遮擋概率的影響，旨在找到最佳的限速標(biāo)志橫向布局方案，以最小化遮擋現(xiàn)象，確保每一位駕駛員都能清晰、及時(shí)地獲取到限速信息，從而提升道路施工區(qū)的整體安全性。將1～5限制標(biāo)志橫向分布方案的駕駛員視認(rèn)遮擋概率分別設(shè)置為P1、P2、P3、P4、P5。在考慮八車(chē)道高速公路上限速標(biāo)志的斷面遮擋概率時(shí)，其關(guān)鍵影響因素之一是道路上大型車(chē)輛的到達(dá)分布。若無(wú)特定車(chē)道劃分，假設(shè)大型車(chē)輛在各車(chē)道上的到達(dá)概率均等，則五種不同位置設(shè)置的限速標(biāo)志其遮擋概率會(huì)呈現(xiàn)出一定的差異，通常表現(xiàn)為P3位置相對(duì)較低，而P1與P5可能因位于邊緣而較高，P2與P4則介于中間。在條件允許的情況下，優(yōu)先考慮將限速標(biāo)志設(shè)置于P3、P4、P5這類(lèi)視認(rèn)無(wú)遮擋的位置，以最大化交通信息的傳遞效率。此外，若不考慮經(jīng)濟(jì)成本和能源消耗問(wèn)題，為進(jìn)一步提升視認(rèn)效果，可考慮在道路的左右兩側(cè)同時(shí)設(shè)置限速標(biāo)志，從而無(wú)論車(chē)輛行駛于哪個(gè)方向或車(chē)道，駕駛員都能輕松獲取到限速信息。

3 安全設(shè)施設(shè)置后的應(yīng)用效果

將提出的安全設(shè)施設(shè)置應(yīng)用到具體工程項(xiàng)目，得到如下結(jié)果。

從上述表1所示的內(nèi)容可知，安全設(shè)施設(shè)置后的事故率、交通延誤時(shí)間顯著下降、駕駛員滿(mǎn)意度顯著提升。

4 結(jié)論

將提出的設(shè)置方法應(yīng)用到真實(shí)的工程項(xiàng)目中，對(duì)其進(jìn)行實(shí)踐，經(jīng)過(guò)階段性的工作，可以得到如下兩個(gè)方面的結(jié)論：

（1）雙向八車(chē)道高速公路施工區(qū)安全設(shè)施的設(shè)置，顯著提升了道路的安全性。通過(guò)增設(shè)警示標(biāo)志、減速帶等安全設(shè)施，有效提醒了駕駛員注意施工區(qū)域，降低了因疏忽大意導(dǎo)致的事故風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，合理的交通組織方案，如設(shè)置臨時(shí)變道區(qū)等，減少了施工區(qū)內(nèi)的交通沖突點(diǎn)，進(jìn)一步降低了事故發(fā)生的可能性。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，施工區(qū)安全設(shè)施設(shè)置后，事故發(fā)生率普遍下降了約20%～30%，為道路使用者提供了更加安全的行車(chē)環(huán)境。

（2）施工區(qū)安全設(shè)施的設(shè)置還優(yōu)化了交通流，提高了道路的通行效率。通過(guò)科學(xué)規(guī)劃施工區(qū)域，合理安排占用車(chē)道數(shù)量，以及設(shè)置清晰的標(biāo)線和引導(dǎo)標(biāo)志，使得車(chē)輛在施工區(qū)內(nèi)外能夠有序通行，減少了因施工造成的交通擁堵和延誤。

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收稿日期：2024-08-09

作者簡(jiǎn)介：葛鵬（1989—），男，本科，工程師，從事公路交通工程施工工作。