(三明市公路局，三明365001)

山區(qū)普通公路運(yùn)營(yíng)階段增設(shè)避險(xiǎn)車道設(shè)計(jì)探討

■李健

(三明市公路局，三明365001)

本文以G534線(原S204線)K345+400清流縣黃柏洋避險(xiǎn)車道工程為例，對(duì)山嶺重丘地形山區(qū)普通公路事故多發(fā)危險(xiǎn)路段在運(yùn)營(yíng)階段增設(shè)避險(xiǎn)車道的位置及類型的選定、相關(guān)技術(shù)參數(shù)及材料選擇等進(jìn)行了探討，為同類工程的設(shè)計(jì)提供參考。

山區(qū)普通公路運(yùn)營(yíng)階段避險(xiǎn)車道設(shè)計(jì)探討

早期建設(shè)的山區(qū)普通公路受建設(shè)資金及山區(qū)地形等條件限制，局部路段存在縱坡坡度、連續(xù)坡長(zhǎng)、平均縱坡無(wú)法完全滿足規(guī)范要求及下坡路段平、縱組合不利于行車安全等問(wèn)題，加上部分車輛存在超載、超速嚴(yán)重等現(xiàn)象極易造成翻車、撞山、掉崖等道路交通安全事故。因此，為了降低交通事故發(fā)生率，后期運(yùn)營(yíng)階段在上述事故多發(fā)路段設(shè)置避險(xiǎn)車道顯得尤為重要。

本文以G534線(原S204線)清流縣黃柏洋避險(xiǎn)車道工程為例，介紹山嶺重丘地形山區(qū)普通公路事故多發(fā)危險(xiǎn)路段在運(yùn)營(yíng)階段增設(shè)避險(xiǎn)車道的設(shè)計(jì)案例。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目所在地理位置

清流縣黃柏洋路段位于G534線(原S204線)K342+ 790～K346+730處。黃柏洋路段地勢(shì)險(xiǎn)峻、坡陡路彎，載重貨車因剎車失控造成惡性交通事故頻繁發(fā)生，是重點(diǎn)整治的危險(xiǎn)路段。

1.2 設(shè)置避險(xiǎn)車道的必要性

據(jù)清流縣交警大隊(duì)統(tǒng)計(jì)，2005年至2011年清流縣黃柏洋路段發(fā)生傷亡道路交通事故23起，死亡18人，受傷25人，直接經(jīng)濟(jì)損失326萬(wàn)元。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)及對(duì)照該路原竣工等相關(guān)資料進(jìn)行復(fù)核得出：黃柏洋路段為山嶺重丘設(shè)計(jì)時(shí)速40km/h二級(jí)公路；路基寬8.5m；彎道有13處，小于一般最小半徑有4處，最小半徑為60m；連續(xù)下坡3.94km，最大縱坡為7.28%，平均坡率為5.40%；縱坡大于5.0%坡段有10處，共長(zhǎng)2.685km，占整路段68.15%。

根據(jù)調(diào)查黃柏洋路段地處礦區(qū)，交通組成以貨運(yùn)汽車為主，貨車占交通量的56%且基本存在超載現(xiàn)象，由于該路段屬連續(xù)長(zhǎng)陡坡、連續(xù)彎道路段，平縱線形均差；大、中型貨車超速、超載、長(zhǎng)下坡行駛，易使剎車片失靈，從而導(dǎo)致交通事故頻發(fā)。為減少事故發(fā)生，按《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]中“當(dāng)長(zhǎng)陡下坡，其平均縱坡大于或等于4%，縱坡連續(xù)長(zhǎng)度大于或等于3km，交通組成中的大、中型載重車占50%以上，且載重車缺少輔助制動(dòng)裝置的路段，在危及運(yùn)行安全處應(yīng)設(shè)置避險(xiǎn)車道”的規(guī)定，在該路段改建增設(shè)避險(xiǎn)車道。

2 避險(xiǎn)車道位置及類型的選定

2.1 避險(xiǎn)車道位置選定

避險(xiǎn)車道位置的確定有坡度嚴(yán)重率分級(jí)系統(tǒng)法、工程經(jīng)驗(yàn)法和事故發(fā)生頻率法。規(guī)劃或設(shè)計(jì)前期階段避險(xiǎn)車道位置的選定一般用工程經(jīng)驗(yàn)法,運(yùn)營(yíng)階段避險(xiǎn)車道位置的選定一般用事故頻率法。清流縣黃柏洋路段為運(yùn)營(yíng)道路，故采用事故頻率法選定避險(xiǎn)車道位置。

選擇避險(xiǎn)車道的位置必須綜合考慮以下諸多因素:一是有無(wú)條件設(shè)置避險(xiǎn)車道等自然地形條件；二是連續(xù)下坡，長(zhǎng)、陡坡的后半段一般是事故多發(fā)路段；三是道路線形、縱坡的坡度以及公路相鄰區(qū)域的視距等工程條件。

K345+400處距坡頂2.61km，距坡底1.33km，處于黃柏洋長(zhǎng)、陡坡路段的后半段。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查觀測(cè)車輛經(jīng)過(guò)該處平均車速為80km/h，為中、大型載重貨車安全與失控的臨界車速，且該處位于陡坡加小半徑彎道路段，在離心力作用下，車輛極易沖出行車道，交通事故頻率最高。經(jīng)過(guò)多次勘查，確定避險(xiǎn)車道設(shè)置K345+400彎道處，車輛如發(fā)現(xiàn)失控可直接沖進(jìn)避險(xiǎn)車道內(nèi)避險(xiǎn)，能最大限度發(fā)揮避險(xiǎn)車道作用，并結(jié)合右側(cè)山谷及對(duì)面小山包設(shè)置避險(xiǎn)車道填挖方等工程量較小，建成后視線良好，施救方便。

2.2 避險(xiǎn)車道類型的選定

避險(xiǎn)車道的類型有沙堆型、重力型和制動(dòng)床型。制動(dòng)床型又分為下坡型、水平型和上坡型三種。由于上坡型避險(xiǎn)車道可以利用車輛行駛阻力和坡度阻力的共同作用來(lái)使車輛的速度降低,所以路床的長(zhǎng)度可以相對(duì)的減小?？紤]氣候、地形、造價(jià)、養(yǎng)護(hù)維修等因素,確定本項(xiàng)目采用上坡型制動(dòng)床避險(xiǎn)車道。

3 避險(xiǎn)車道基本參數(shù)

3.1 避險(xiǎn)車道與主線交角

根據(jù)交通運(yùn)輸部發(fā)布《公路安全生命防護(hù)工程實(shí)施技術(shù)指南》(試行)[2]中避險(xiǎn)車道與主線交角小于5°以內(nèi)為宜，最大不宜超過(guò)10°的要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)平面線形及實(shí)際地形，確定避險(xiǎn)車道在K345+400彎道處以切線方式從主線切出。

3.2 避險(xiǎn)車道引道及制動(dòng)床長(zhǎng)度

《公路路線設(shè)計(jì)細(xì)則(總校稿)》在“避險(xiǎn)車道長(zhǎng)度表”中將避險(xiǎn)車道入口速度取90～120 km／h之間，結(jié)合交警部門對(duì)黃柏洋路段歷年事故車輛速度統(tǒng)計(jì)調(diào)查，本項(xiàng)目避險(xiǎn)車道入口設(shè)計(jì)速度取100km／h。根據(jù)交通工程學(xué)，駕駛員從看見(jiàn)避險(xiǎn)車道到做出判斷并采取行動(dòng)的時(shí)間至少需要3s，再根據(jù)這一反應(yīng)時(shí)間和不同駛?cè)胨俣扔?jì)算出引道的最小需求長(zhǎng)度[3]，由此計(jì)算得出引道的最小需求長(zhǎng)度為83m。為了使制動(dòng)坡床與道路主線存在一定的偏移量，避免制動(dòng)坡床砂礫飛濺回主線，影響主線交通，并保證失控車輛能夠安全、平順的駛?cè)氡茈U(xiǎn)車道，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形將引道長(zhǎng)度加長(zhǎng)至140m，即為BK0+000～BK0+140段。

根據(jù)避險(xiǎn)車道制動(dòng)床長(zhǎng)度經(jīng)驗(yàn)公式(1)。

式中，L——避險(xiǎn)車道制動(dòng)床長(zhǎng)度(m)；

V——車輛駛?cè)氡茈U(xiǎn)車道制動(dòng)床時(shí)的速度(km/h)；

R——避險(xiǎn)車道制動(dòng)床集料滾動(dòng)阻力系數(shù)；

G——避險(xiǎn)車道制動(dòng)床坡度百分?jǐn)?shù)的代數(shù)值。

取V=100km/h(觀測(cè)到的以往失控車輛最大速度)，R=0.25(制動(dòng)床集料采用豆礫石)，G=0.10，計(jì)算得出避險(xiǎn)車道制動(dòng)床最小長(zhǎng)度為112m。為保證失控車輛的安全性并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形將避險(xiǎn)車道制動(dòng)床加長(zhǎng)至120m，即為BK0+140～BK0+260段。避險(xiǎn)車道平面布置示意圖如圖1所示。

3.3 避險(xiǎn)車道引道及制動(dòng)床縱坡

避險(xiǎn)車道引道前段縱坡和道路主線相同，通過(guò)設(shè)置變坡點(diǎn)及豎曲線逐漸過(guò)渡到避險(xiǎn)車道制動(dòng)床縱坡。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形及所能提供的避險(xiǎn)車道制動(dòng)床長(zhǎng)度確定黃柏洋避險(xiǎn)車道制動(dòng)床的縱坡為10%。避險(xiǎn)車道縱斷面示意如圖2所示。

圖1 避險(xiǎn)車道平面布置示意圖(單位：cm)

圖2 避險(xiǎn)車道縱斷面示意圖（單位：cm）

3.4 避險(xiǎn)車道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(1)橫斷面布置

根據(jù)《公路安全生命防護(hù)工程實(shí)施技術(shù)指南》(試行)中制動(dòng)車道的寬度應(yīng)足夠容納一輛車的要求，確定本項(xiàng)目避險(xiǎn)車道制動(dòng)車道寬度為4.5m，服務(wù)車道寬度為3.5m，兩側(cè)各預(yù)留0.75m寬設(shè)置防撞護(hù)欄，總寬度為9.5m。

(2)結(jié)構(gòu)類型及厚度

避險(xiǎn)車道引道及服務(wù)車道結(jié)構(gòu)類型及厚度如下：底基層采用15cm厚級(jí)配碎石，基層采用15cm厚5%水泥穩(wěn)定碎石，面層采用24cm厚混凝土路面。

避險(xiǎn)車道制動(dòng)車道結(jié)構(gòu)類型及厚度如下：BK0+140～BK0+260段底基層采用15cm厚級(jí)配碎石；基層采用15cm厚5%水泥穩(wěn)定碎石基層，3cm厚瀝青表面處治(用于提高基層頂面平整度，增強(qiáng)防水性)；制動(dòng)坡床集料采用7.5～100cm厚豆礫石(其中BK0+140～BK0+170段由最小厚度逐步過(guò)渡到完整厚度，BK0+254～BK0+260段因設(shè)置末端消能設(shè)施而不鋪設(shè))。

避險(xiǎn)車道結(jié)構(gòu)示意如圖3所示。

3.5 制動(dòng)坡床集料厚度及級(jí)配要求

根據(jù)《公路安全生命防護(hù)工程實(shí)施技術(shù)指南》(試行)中制動(dòng)坡床集料最小厚度不應(yīng)小于1m的要求，因此集料厚度選用1m。豆礫石具有較高滾動(dòng)阻力，且不易被壓實(shí)，是最常使用的避險(xiǎn)車道制動(dòng)坡床材料，因此確定黃柏洋避險(xiǎn)車道制動(dòng)床集料采用豆礫石，集料級(jí)配要求見(jiàn)表1。

表1 避險(xiǎn)車道制動(dòng)床集料級(jí)配要求

圖3 避險(xiǎn)車道結(jié)構(gòu)示意圖(單位：cm)

3.6 其他設(shè)施

(1)排水設(shè)施：為避免制動(dòng)坡床凍結(jié)和制動(dòng)坡床集料的污染，在制動(dòng)段基層頂及縱向最低點(diǎn)設(shè)置橫向排水管(溝)，挖方段設(shè)置縱向排水明溝及盲溝。

(2)末端消能設(shè)施：為避免失控車輛沖出避險(xiǎn)車道，在末端設(shè)置廢棄輪胎和砂堆等消能設(shè)施。

(3)施救配套設(shè)施：在服務(wù)車道外側(cè)沿制動(dòng)坡床以30m間距設(shè)置救險(xiǎn)錨栓。

(4)交通安全設(shè)施：在避險(xiǎn)車道兩側(cè)及末端設(shè)置鋼筋混凝土防撞護(hù)欄，兩側(cè)防撞護(hù)欄上以間距15m設(shè)置紅色反光輪廓標(biāo)。分別在距避險(xiǎn)車道前方1km、500m、200m、100m、50m處設(shè)置“避險(xiǎn)車道前方XXXm”預(yù)告標(biāo)志牌，并在K345+400處設(shè)置“避險(xiǎn)車道↓”標(biāo)志牌。在避險(xiǎn)車道引道入口處設(shè)置“禁止停車”及“失控車輛專用”標(biāo)志牌。在避險(xiǎn)車道入口交通分流端部設(shè)置防撞桶，起警示、引導(dǎo)及碰撞消能作用。

圖4 避險(xiǎn)車道建前原貌

圖5 避險(xiǎn)車道建成現(xiàn)狀

4 工程效果

自2012年避險(xiǎn)車道建成以來(lái),G534線(原S204線)清流縣黃柏洋路段據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)進(jìn)入避險(xiǎn)車道車輛有140余輛并未發(fā)生人員傷亡交通安全事故，有效地保障了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，工程效果顯著。

由于山區(qū)普通公路受地形條件限制,連續(xù)長(zhǎng)大下坡等危險(xiǎn)路段易發(fā)生交通安全事故的問(wèn)題依然存在,避險(xiǎn)車道的應(yīng)用也將會(huì)越來(lái)越廣泛,希望本案例可為同類工程的設(shè)計(jì)提供參考。

[1]JTGD20—2006，公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社. 2006.

[2]公路安全生命防護(hù)工程實(shí)施技術(shù)指南[S].北京：人民交通出版社股份有限公司.2015.

[3]劉唐志，郭鑫，徐陽(yáng)，劉明.高速公路避險(xiǎn)車道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化研究—以仁赤高速為例[J].公路工程，2014,39(3)：96.