馬 勇

新疆兵團勘測設(shè)計院(集團)有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830002

隨著交通網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，公路工程作為拉動區(qū)域交流的關(guān)鍵項目，其建設(shè)步伐也在日益加快。其中，山區(qū)公路由于山區(qū)地勢起伏大、水文地質(zhì)條件復(fù)雜、交通安全設(shè)施不完善等原因，導(dǎo)致安全事故頻發(fā)，甚至可能造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失和人員傷亡。鑒于此，應(yīng)當(dāng)建設(shè)山區(qū)公路避險車道來緩解交通擁堵或二次事故[1]。

1 山區(qū)公路避險車道類型及常見問題

1.1 避險車道類型

公路避險車道一般劃分為上坡式、平坡式、下坡式、砂堆式等[2]。其中，下坡式避險車道的效果較差，而上坡式避險車道能夠有效降低車輛行駛速度，確保車輛行駛安全性和經(jīng)濟性，在山區(qū)公路中得到了廣泛應(yīng)用。上坡式避險車道具體形式如圖1所示。

圖1 上坡式避險車道

1.2 避險車道設(shè)計存在的問題

（1）設(shè)置位置不合理。避險車道位置的選擇是影響公路上車輛行駛安全性的基礎(chǔ)條件。山區(qū)公路直線較短，以圓曲線和緩和曲線為主。如果山區(qū)公路避險車道設(shè)置在小半徑曲線上或之后，一旦車輛失控，行車速度迅速提高，駕駛?cè)藛T難以及時駛?cè)氡茈U車道，從而對路側(cè)護欄或終點防撞墻產(chǎn)生猛烈的沖擊碰撞，導(dǎo)致交通事故發(fā)生。

（2）制動車道減速效果差。如果山區(qū)公路制動車道端部沒有設(shè)計減速消能設(shè)施，車輛駛到制動車道末仍保持一定的速度，可能發(fā)生車輛沖出避險車道或撞至山體現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅駕駛?cè)思俺丝偷娜松戆踩?/p>

（3）與主線夾角或引道設(shè)計不合理。當(dāng)山區(qū)公路的避險車道和主線之間的交角大于某一臨界值時，難以確保制動失靈的車輛駛?cè)氡茈U車道，此時可通過設(shè)計引道來連接主線與避險車道，為駕駛?cè)颂峁┳銐蚍磻?yīng)時間，從而引導(dǎo)主線上的失控車輛成功駛?cè)氡茈U車道。但是，道路工程師對山區(qū)公路避險車道的引道重視程度不足，部分公路項目甚至不設(shè)計引道，造成了較大的安全隱患。

（4）制動車道材料選擇不合理。性能良好的材料能夠為車輛減速提供較大的滾動阻力，有效降低避險車道長度和縱坡。目前，山區(qū)公路避險車道材料存在兩個問題：①材料粒徑大，導(dǎo)致所鋪筑的制動車道滾動阻力系數(shù)小，車輪陷入深度不足，應(yīng)盡可能地選擇粒徑級配良好的圓形或橢圓形顆粒；②不同性能或級配的材料在制動車道混合填筑，導(dǎo)致路面摩阻力橫向分布不均勻，大幅提高了車輛發(fā)生側(cè)翻事故的可能性。

2 山區(qū)公路避險車道設(shè)計方法

山區(qū)公路的避險車道應(yīng)當(dāng)綜合考慮坡長、坡度、平曲線半徑、平均日交通量、重載車輛百分比、與居民點距離、與收費站距離等因素[3]。

2.1 避險車道位置設(shè)計

山區(qū)公路交通事故較頻繁，避險車道位置設(shè)計的關(guān)鍵是找出車輛容易產(chǎn)生失靈、失控現(xiàn)象的位置，為車輛提供安全場所。避險車道的位置確定可采用工程實踐法、交通事故頻率法、車輛制動器性能分析法等。

（1）工程實踐法。工程實踐法指的是設(shè)計人員參考類似項目的設(shè)計經(jīng)驗選擇避險車道的位置，一般可將其布置在連續(xù)長大下坡的下半部分。工程實踐法主要用于新建公路避險車道設(shè)計，受設(shè)計人員的主觀意識影響較大，對于同一路段，不同設(shè)計人員對車輛行駛安全性的認(rèn)識可能存在較大差異。

（2）交通事故頻率法。交通事故頻率法用于山區(qū)公路避險車道設(shè)計的基礎(chǔ)資料是往年交通事故數(shù)據(jù)，在設(shè)計之前找出交通事故發(fā)生概率較大的位置。相對于工程經(jīng)驗法而言，該方法屬于定量分析，設(shè)計成果更加準(zhǔn)確。

（3）車輛制動器性能分析法。車輛在連續(xù)下坡路段會連續(xù)剎車，導(dǎo)致行車制動器的溫度不斷升高。車輛制動器性能分析法即利用車輛制動器的溫度來擬定避險車道設(shè)置。相關(guān)調(diào)查成果表明，行車制動器溫度＞200℃后，制動效果會產(chǎn)生明顯降低；行車制動器溫度達到260℃后，制動效果基本完全喪失。此時，可通過預(yù)測模型來確定避險車道距離坡頂?shù)拈L度L，即避險車道位置。計算公式如下[4]：

式中：T為車輛制動器的溫度，℃；i為避險車道的坡度，°；v為行車速度，km/h。

2.2 避險車道幾何參數(shù)設(shè)計

（1）避險車道線形。避險車道線形需與其連接的主線線形相互協(xié)調(diào)，保證車輛安全駛?cè)氡茈U車道。避險車道的線形首先應(yīng)能保證駕駛?cè)说囊曇?，?yīng)以直線為主，盡量不在圓曲線路段設(shè)計避險車道。原因是車輛行駛在曲線路段會產(chǎn)生較大的離心力，可能導(dǎo)致發(fā)生車輛側(cè)翻事故。

（2）避險車道長度。避險車道長度計算應(yīng)綜合考慮車輛極限速度、車道材料、車道坡度、受力情況等參數(shù)。由《公路安全保障工程實施技術(shù)指南》可知，山區(qū)公路避險車道S計算公式如下：

式中：μ為車輛輪胎和避險車道的摩擦因數(shù)，與車道材料類型密切相關(guān)。

μ取值時可參考避險車道摩擦因數(shù)推薦值，如表1所示。

表1 避險車道摩擦因數(shù)推薦值

（3）避險車道橫斷面。山區(qū)公路避險車道橫斷面要素有制動車道、救援車道、安全帶及防撞設(shè)施等，如圖2所示。

圖2 避險車道橫斷面要素（單位：m）

制動車道：制動車道寬度應(yīng)最少能停放一輛車，寬度≥4.5m；如果制動車道設(shè)置為停放車輛≥2，避險車道寬度宜為 8～ 12m。

救援車道：救援車道是為了確保救援車輛的正常通行，以快速修復(fù)失控車輛，避免其他車輛駛進避險車道導(dǎo)致二次事故。救援車道通常設(shè)計為單車道，寬度≥3.5m。

安全帶：安全帶寬度等于制動車道左側(cè)邊緣與防撞設(shè)施的距離，這是為了避險車輛駛?cè)氡茈U車道后，在各種外力作用下產(chǎn)生偏移或側(cè)滑而撞擊路側(cè)安全設(shè)施，甚至沖突避險車道，安全帶寬度≥1m。

防撞設(shè)施：主要設(shè)置在避險車道兩側(cè)或終點，起到誘導(dǎo)視線或防撞作用。用于避險車道兩側(cè)的防撞設(shè)施可選擇波形梁護欄或混凝土護欄，防撞等級不低于SB級；用于避險車道終點的防撞設(shè)施可采用混凝土防撞墻。

3 山區(qū)公路避險車道安全性評價

山區(qū)公路避險車道安全性評價的關(guān)鍵是選取合適的評價指標(biāo)和評價方法。由上文可知，影響避險車道安全性的因素較多，沒有必要全部作為評價指標(biāo)考慮進來，應(yīng)分清主次，否則會大幅增加評價工作量和評價成本。

評價方法可采用價值分析法。該方法計算簡單，適用性強，先根據(jù)指標(biāo)的重要性程度來賦予單項指標(biāo)相應(yīng)的權(quán)重，再加權(quán)計算出公路避險車道的總價值。其中，單項評價指標(biāo)權(quán)重可邀請相關(guān)領(lǐng)域的專家進行打分得到，具體可根據(jù)式（3）計算：

式中：V為避險車道總價值；w1為避險車道單項評價指標(biāo)價值；v1為避險車道單項評價指標(biāo)權(quán)重。

4 結(jié)論

通過分析山區(qū)公路避險車道類型、設(shè)計要點及安全性評價方法，主要得出以下結(jié)論：

（1）山區(qū)公路避險車道包括上坡式、平坡式、下坡式、砂堆式等，其中避險效果最好的是上坡式，下坡式相對較差；

（2）公路避險車道的位置確定可采用工程實踐法、交通事故頻率法或車輛制動器性能分析法；

（3）山區(qū)公路避險車道線形應(yīng)與主線相協(xié)調(diào)，且設(shè)計其長度和寬度時應(yīng)綜合考慮車輛極限速度、車道坡度、受力情況、車道功能等因素；

（4）山區(qū)公路避險車道安全性評價可采用價值分析法。