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基于交通事故多發(fā)位置的區(qū)間平均縱坡控制指標研究

2021-10-14 10:23林宣財張旭豐吳善根
公路交通科技 2021年9期
關(guān)鍵詞:坡長縱坡高差

林宣財,張旭豐,王 佐,吳善根,李 濤

(中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司, 陜西 西安 710075)

0 引言

近40 a我國高速公路建設(shè)成就令世界矚目,到2012年,我國高速公路通車總里程達到9.62×104km,超過美國的9.2×104km,居世界第一。到2019年底,通車總里程為14.96×104km,形成了完善的全國高速公路網(wǎng)。但山區(qū)高速公路由于受到地形、工程造價限制,縱斷面常會采用連續(xù)下坡進行設(shè)計。根據(jù)調(diào)查,連續(xù)長大縱坡路段交通事故率明顯高于一般路段,《公路路線設(shè)計規(guī)范》(JTG D20—2017)(以下簡稱《路線規(guī)范》[1])指出,我國目前貨運主導型車輛仍為6軸鉸接列車,其功重比為5.2 kW/t,美國AASHTO[2]規(guī)范給出的貨運主導車型功重比8.3 kW/t,相比明顯偏低,也不符合以往研究中給定貨車主導車型和功重比[3-4],顯然這是連續(xù)長大縱坡路段交通事故多發(fā)的主要致因,但平均縱坡與交通事故也必然存在相關(guān)性。

國內(nèi)外對連續(xù)下坡交通安全性問題開展了較多研究,主要有針對連續(xù)下坡路段的交通事故進行統(tǒng)計分析[5-7],建立相關(guān)的制動轂溫度模型[8-10],并相應地提出改善措施,如避險車道[11-12]、交通管理[13-14]等。澳大利亞的Austroads[15]對貨車駕駛員進行問卷調(diào)查并查閱文獻,研究了連續(xù)下坡路段貨車失控的嚴重事故,給出了剎車升溫模型、輔助制動系統(tǒng)的原理與駕駛員培訓內(nèi)容,以確保貨車駕駛員與其他道路使用者的安全。法國研究人員[16]認為,在長大下坡中設(shè)置緩坡,將造成行車速度回升,使得長大下坡更加危險。王博[17]分析貨車在縱坡路段的運行特性,從理論上確定了主導車型加速上坡和減速沖坡的換擋速度,提出平均縱坡指標。曹杰[18]利用經(jīng)驗公式計算出不同海拔高度不限坡長的臨界坡度值,并從無輔助制動和發(fā)動機制動2種情況分析計算相應的緩坡坡長值。潘兵宏[19]收集了大量相關(guān)資料和文獻,通過路段試驗、場地試驗和理論分析,提出了山區(qū)高速公路平均縱坡和坡長限制的指標值。廖軍洪[20]用運營安全風險因子分析連續(xù)長大下坡路段不利安全因素,基于駕駛感受、車輛操作行為特征與線形指標關(guān)系,建立長大下坡路段平縱線形指標與駕駛負荷定量關(guān)系模型,優(yōu)化了連續(xù)長大下坡路段縱斷面指標。

在2017年版《路線規(guī)范》頒布前,我國規(guī)范對高速公路連續(xù)長大縱坡路段平均縱坡沒有規(guī)定。由于我國山區(qū)占比大,為克服高差,山區(qū)高速公路采用陡緩陡拉坡現(xiàn)象較為普遍,出現(xiàn)較多連續(xù)長大縱坡路段。2017年版《路線規(guī)范》對高速公路、一級公路連續(xù)長大陡坡路段的平均縱坡與連續(xù)坡長進行了規(guī)定,其中平均縱坡3.5%的連續(xù)坡長為9.3 km,平均縱坡3%的連續(xù)坡長為14.8 km,這些規(guī)定較嚴,但平均縱坡≥4%的連續(xù)坡長值規(guī)定相對較松。如果連續(xù)長大縱坡路段較長,即使全路段平均縱坡小于2.5%,在縱斷面設(shè)計時中間任意區(qū)間容易出現(xiàn)平均縱坡≥4%,連續(xù)坡長≥3 km的陡坡路段,并可能成為交通事故多發(fā)區(qū)域。陡坡路段平均縱坡越大,連續(xù)坡長越長,交通安全風險越大。本研究通過對已建高速公路平均縱坡控制情況和連續(xù)長大縱坡路段交通事故多發(fā)區(qū)域區(qū)間平均縱坡的調(diào)查分析,提出高速公路連續(xù)長大縱坡路段中相對高差小于300 m的任意區(qū)間平均縱坡控制指標,為連續(xù)長大縱坡路段安全性優(yōu)化設(shè)計提供參考依據(jù)。

1 高速公路平均縱坡控制指標相關(guān)規(guī)定合理性分析

山區(qū)高速公路連續(xù)長大縱坡路段交通事故多發(fā)的誘因非常復雜,所以一直到2017年版《路線規(guī)范》對連續(xù)長大縱坡路段平均縱坡指標才有明確的規(guī)定。早期在《公路路線設(shè)計細則》(2009年總校稿)(以下簡稱《設(shè)計細則》)配套課題“山區(qū)高速公路平均縱坡研究”已有一些研究結(jié)論。該課題研究期間正是我國高速公路連續(xù)長大縱坡路段重大交通事故的高發(fā)期,所以平均縱坡指標取值偏于保守。課題研究從對山區(qū)高速公路連續(xù)長大縱坡交通事故特點、主要誘因進行調(diào)查分析,建立制動器外部溫升預測模型,提出有無發(fā)動機輔助制動方式下平均縱坡與連續(xù)坡長的關(guān)系。相關(guān)結(jié)論為:相對高差大于300 m時平均縱坡宜控制在2.5%,區(qū)間相對高差小于300 m時對任意連續(xù)坡長的平均縱坡提出指標控制要求,見表1,即組成平均縱坡雙控指標。

表1 山區(qū)高速公路平均縱坡與連續(xù)坡長

相對高差大于300 m時,平均縱坡相差0.1%~0.3%,對路線里程及工程造價的影響都很大,特別是相對高差大于500 m時。但平均縱坡相差0.1%~0.3%對交通安全的影響有多大,至今仍缺少確定的結(jié)論,所以平均縱坡宜控制2.5%的掌握有較大爭議。區(qū)間相對高差小于300 m時,對任意區(qū)間不同平均縱坡度的連續(xù)坡長提出要求,是基于當時連續(xù)長大縱坡重大交通事故多發(fā)的現(xiàn)狀考慮,當時調(diào)查發(fā)現(xiàn),平均縱坡3%連續(xù)坡長大于4 km,或平均縱坡4%連續(xù)坡長大于3 km,交通事故率開始明顯增加,目前調(diào)查結(jié)論還是如此,所以縱坡設(shè)計應接近于平均縱坡,有利于交通安全,所以提出表1的規(guī)定。該表對2%和2.5%的平均縱坡也限制連續(xù)坡長,較多專家認為沒有必要;對3.0%和3.5%的平均縱坡所限制的連續(xù)坡長認為明顯偏短。由于種種原因,《設(shè)計細則》沒有出版,所以2017年版《路線規(guī)范》頒布之前,山區(qū)高速公路連續(xù)長大縱坡設(shè)計基本上僅參考《設(shè)計細則》中相對高差大于300 m時平均縱坡宜控制在2.5%的規(guī)定掌握。

2017年版《路線規(guī)范》規(guī)定了對高速公路、一級公路連續(xù)長、陡下坡路段的平均坡度與連續(xù)坡長,詳見表2?!堵肪€規(guī)范》中平均縱坡小于2.5%的連續(xù)坡長不限,與《設(shè)計細則》中相對高差大于300 m時平均縱坡宜控制在2.5%的的規(guī)定相一致?!堵肪€規(guī)范》中其他各級平均縱坡度對應的連續(xù)坡長是基于相對高差小于500 m的研究結(jié)果,所以相對高差小于300 m時的相關(guān)規(guī)定要求較松,執(zhí)行規(guī)范時較容易滿足要求,但造成拉坡隨意性仍然較大。

表2 高速公路平均縱坡與連續(xù)坡長

2 已建高速公路平均縱坡控制依據(jù)及現(xiàn)狀調(diào)查分析

2.1 2008年以前建成通車的高速公路項目平均縱坡控制

1988年首條高速公路正式通車,到2008年底建成6.03×104km,我國總里程3.5×104km的“五縱七橫”國道主干線已基本貫通。其中在1998年前約10 a建成通車的高速公路里程僅8 733 km。1998年至2008年的第2個10 a,年均通車里程5 157 km,是我國高速公路建設(shè)飛速發(fā)展時期,使我國“五縱七橫”高速公路國道主骨架網(wǎng)比原規(guī)劃提前13 a完成。也正是此期間,高速公路從東部迅速發(fā)展到西部,從平原、丘陵地帶快速進入山區(qū)。山區(qū)地形地質(zhì)條件復雜,高速公路建設(shè)延伸進入山區(qū)后,因地形起伏大,必然需要采用規(guī)范規(guī)定的最大縱坡值及最大限制坡長拉坡。此時期建成通車的高速公路主要設(shè)計依據(jù)是1997年和2003年版《公路工程技術(shù)標準》(以下簡稱《標準》)、1994年版《公路路線設(shè)計規(guī)范》、1995年版《公路工程基本建設(shè)項目設(shè)計文件編制辦法》(以下簡稱《編制辦法》)。那時的標準和規(guī)范僅規(guī)定“二級、三級、四級公路越嶺路線連續(xù)上坡(或下坡)路段,相對高差為200~500 m時平均縱坡不應大于5.5%;相對高差大于500 m時平均縱坡不應大于5%,且任意連續(xù)3 km路段的平均縱坡不應大于5.5%”。由于我國山地、高原和丘陵占陸地面積約69%,盆地和平原僅占陸地面積31%,在缺乏規(guī)范相關(guān)規(guī)定的情況下,高速公路出現(xiàn)大量的連續(xù)長大縱坡段落。盡管2000年前后對北京八達嶺高速公路交通事故多發(fā)與剎車失靈頻發(fā)現(xiàn)象展開了研究,但在執(zhí)行1994年版《路線規(guī)范》過程中,設(shè)計者對連續(xù)長大縱坡缺乏完整的概念,為了克服高差和降低工程造價,仍然采用最大縱坡+短緩坡段連續(xù)拉坡;最大縱坡為5%時,任意連續(xù)3 km平均縱坡較容易超過4.25%,任意連續(xù)5 km 以上平均縱坡在3.5%左右的情況較多,但任意連續(xù)10 km平均縱坡超過4.0%的較少。表3僅統(tǒng)計了一些較為代表性的項目,全國類似項目非常多。

表3 連續(xù)長大縱坡路段調(diào)查表

2.2 2008年以后建成通車的高速公路項目平均縱坡控制

2008年至2019年新增總里程8.93×104km,年均通車里程8 118 km,是我國高速公路建設(shè)跨越式發(fā)展時期。此時期建成通車的高速公路主要設(shè)計依據(jù)是2003年版《標準》、2006年版《路線規(guī)范》、2007年版《編制辦法》。盡管當時在修訂標準與規(guī)范時已對連續(xù)長大縱坡路段開展了較多的研究,但研究結(jié)果難以支撐在標準與規(guī)范層面提出較為明確的設(shè)計指標或具體規(guī)定,2007年版《編制辦法》在公路總體設(shè)計圖表示例中提出要統(tǒng)計連續(xù)長大縱坡路段的平均縱坡度,以供路線方案綜合比選時參考。由于相對高差大于300 m時,平均縱坡對山區(qū)高速公路工程規(guī)模影響非常大,我國山區(qū)占比大,云貴川等西部省山區(qū)占比超過80%,相對高差大于 300 m 情況非常多,為了合理控制工程造價,各省對平均縱坡的掌握非常慎重。2008年之后,雖然全國交通事故發(fā)生總數(shù)及傷亡人數(shù)均趨于平穩(wěn),但高速公路因剎車失靈發(fā)生重大交通事故的現(xiàn)象仍然持續(xù)發(fā)生,迫使一些省參照《設(shè)計細則》規(guī)定執(zhí)行,即平均縱坡控制在2.5%左右,有些省控制在3%以內(nèi),極少數(shù)省沒有進行控制或通過論證后平均縱坡仍然采用大于3%的連續(xù)長大縱坡。

根據(jù)《路線規(guī)范》對最大縱坡、坡長限制的規(guī)定,如果采用極限指標拉坡,如設(shè)計速度為80 km/h時,采用最大縱坡4%及最小緩坡長度時最大平均縱坡達3.82%,最大縱坡為5%時最大平均縱坡達4.55%,最大縱坡為6%時最大平均縱坡達5.14%。顯然,現(xiàn)行《路線規(guī)范》中平均縱坡2.5%時連續(xù)坡長不限、平均縱坡3.0%時連續(xù)坡長14.8 km與平均縱坡3.5%時連續(xù)坡長9.3 km的規(guī)定,在長大縱坡路段中相對高差小于300 m的任意區(qū)間平均縱坡沒有控制。已建高速公路連續(xù)長大縱坡路段平均縱坡控制指標的現(xiàn)狀調(diào)查分析表明,拉坡隨意性仍然較大,連續(xù)長大縱坡路段局部區(qū)間較容易出現(xiàn)平均縱坡大于4%、連續(xù)坡長大于3.0 km的陡坡段落,可能成為交通事故多發(fā)位置。區(qū)間平均縱坡越大,連續(xù)坡長越長,交通事故多發(fā)的安全風險也越大。

2.3 高速公路連續(xù)長大縱坡路段交通現(xiàn)狀調(diào)查分析

(1)根據(jù)調(diào)研,既有高速公路不同的連續(xù)長大縱坡路段交通事故率差異較大。平均縱坡較大,連續(xù)坡長較長,交通事故率一般較高,但也有一些路段交通事故率總體較低。有些路段平均縱坡較小,但連續(xù)坡長較長,所以交通事故率也較高。

(2)由于高速公路連續(xù)長大縱坡路段交通事故多發(fā)的誘因眾多,偶發(fā)機理非常復雜,到目前為止,盡管國內(nèi)外相關(guān)研究成果較多,但至今尚未得出適用于全國不同地區(qū)的“不同的平均縱坡度所對應的安全坡長”的研究結(jié)論。

(3)交通事故多發(fā)主因是超載、超速和人為因素造成的;加強車輛與交通管控能有效降低已建高速公路交通事故率。已建高速公路不符合現(xiàn)行《路線規(guī)范》規(guī)定的連續(xù)長大縱坡路段非常多,通過交通管控等綜合措施的應用,我國從2010年之后,交通事故率得到了有效控制,已基本遏制重大交通事故的發(fā)生。

3 高速公路連續(xù)長大縱坡路段交通事故多發(fā)位置的調(diào)查研究

通過對事故多發(fā)段位置的調(diào)查,發(fā)現(xiàn)連續(xù)長大縱坡長度在15 km內(nèi),交通事故多發(fā)位置一般在靠近坡底位置。大于15 km,特別是大于30 km以上,事故多發(fā)位置一般在中間的較大縱坡路段,典型案例見表4。

表4 交通事故多發(fā)路段多發(fā)位置及平均縱坡指標

(1)京珠高速公路某段案例

該高速公路通車當天就發(fā)生交通事故,之后的短短3 a,長109 km路段死亡500多人,且大貨車失控追尾占80%。交通事故集中在3個點,占70%,事故最多路段不在北行最長的路段,也不在南行的最后一段,而在南行K49~K52路段,即在第1段13 km的連續(xù)下坡坡低附近,因為該段區(qū)間平均縱坡最大。通過對標志標線、減速帶、加水站等的設(shè)置或改造,交通事故明顯減少,采取綜合交通安全保障措施效果顯著。但治標不治本,因剎車失靈發(fā)生重大事故的風險仍然存在。

(2)京昆高速公路某段案例

高速公路全長約85 km,全線地形條件復雜、工程規(guī)模大,橋隧占82%,其中橋梁占65%,隧道占17%,建設(shè)投資大。本段設(shè)計速度60 km/h,路基寬度20.0 m,最小平面半徑175 m,最大縱坡5%,其中K76+500~K33+000路線長約43.5 km,平均縱坡2.55%。但交通事故多發(fā)路段在樁號K58+600~K49+080的9 520 m范圍,見圖1。該段區(qū)間平均縱坡最大為3.81%,其中大于4.0%縱坡8段,總長5 693 m,占比約60%,最大縱坡5%/750 m。

圖1 京昆高速公路某段連續(xù)長大縱坡縱斷面縮圖

4 基于交通事故多發(fā)位置的任意區(qū)間平均縱坡控制指標研究

4.1 區(qū)間平均縱坡與交通事故相關(guān)性的研究

(1)根據(jù)相關(guān)研究[18],交通事故多發(fā)生在區(qū)間平均縱坡大于3%的路段,約占69.12%。當平均坡度為3.0%~3.5%時,第1個事故多發(fā)段距離坡頂?shù)木嚯x為6~10 km。平均坡度越小,事故多發(fā)段距離坡頂?shù)睦锍滔鄬υ介L,即使平均縱坡相對較小,隨著坡長的增長,也有事故集中發(fā)生點,且多發(fā)生在單坡4%以上的路段。當平均縱坡大于4.0%以上,盡管連續(xù)坡長較短,也極易發(fā)生交通事故。

(2)根據(jù)潘兵宏[19]的研究,平均縱坡與交通事故的關(guān)系如圖2所示,曲線A的縱坡拐點位于2%~3%之間,接近2.5%,坡長約7.5 km。曲線B的縱坡拐點位于1%~2%之間,接近1.3%。從圖2可知,當高速公路平均縱坡大于3%以上時,事故率迅速上升,且坡度越,事故車輛所行駛的距離越短。當高速公路平均縱坡小于2%以下時,車輛發(fā)生事故的概率越來越小。連續(xù)長大縱坡路段交通事故多發(fā)位置的研究結(jié)論與該研究成果基本一致。

圖2 平均坡度與交通事故的相關(guān)性

(3)圖3為德國交通事故率與縱坡的關(guān)系曲線。可以看出,當縱坡小于2%時,上、下坡事故率基本相同,且事故率較低;當縱坡在2%~3%時,下坡事故率開始大于上坡;當縱坡大于3%時,上坡事故率上升緩慢,而下坡事故率明顯上升,隨著縱坡的增大,事故率迅速增加。

圖3 德國高速公路縱坡與事故率的關(guān)系

4.2 不同平均縱坡度與安全坡長的相關(guān)研究

(1)陳富堅等[21]以貨車制動器制動效能下降的臨界安全溫度作為約束條件,建立了貨車下坡過程制動器溫升模型的功能函數(shù),提出了縱坡可靠性計算模型的求解方法,并通過工程案例驗證了可靠性設(shè)計方法的合理性?;诳煽啃栽O(shè)計方法,目標可靠度設(shè)定為0. 999 8,即可靠度指標為3.5,計算得出高速公路連續(xù)下坡路段不同平均縱坡度所對應的最大安全坡長,見表5。載質(zhì)量均值μm=18 t,標準差σm=11.4 t,車速分布均值μm隨著平均縱坡的增大而減小,標準差σm變化范圍為7.62~5.67 km/h。不同平均縱坡度所對應的連續(xù)坡長均較現(xiàn)行《路線規(guī)范》規(guī)定值小。

表5 高速公路不同平均坡度對應的最大安全坡長

(2)楊宏志等[22]通過采用 DHS-130XL 紅外觀測儀測量車輛制動轂溫度, 建立了貨車制動轂溫度預測模型,以制動轂溫度200,220,260 ℃所對應的連續(xù)坡長分別作為安全坡長、一般最大安全坡長、極限最大安全坡長。以30 t貨車為標準車型,下坡路段的運行速度取60 km/h, 不同平均縱坡所對應的坡長(括號內(nèi)數(shù)字為推薦坡長)見表6,極限最大安全坡長除了平均縱坡為3.5%外,其余均較現(xiàn)行《路線規(guī)范》規(guī)定值大,但一般最大安全坡長與安全坡長的推薦值均小于現(xiàn)行《路線規(guī)范》規(guī)定值。

表6 高速公路不同平均坡度對應的安全坡長

(3)蘇波等[23]利用高速公路實地制動鼓測溫試驗的數(shù)據(jù), 對美國 GSRS中的制動鼓溫度預測模型進行修正,以此模型為基礎(chǔ),當車輛總重為60 t的車輛以 60 km/h的速度在長大下坡路段連續(xù)下坡時,計算得出連續(xù)坡長的限制長度,見表7。該研究結(jié)論也較現(xiàn)行《路線規(guī)范》規(guī)定值小。

表7 不同平均縱坡下的坡長限制

(4)法國高速公路ICTAAL要求,下坡路段坡度大于3%,水平高差大于130 m,建議設(shè)置慢車專用道,即平均縱坡大于3%,連續(xù)坡長大于4 333 m,需要設(shè)置慢車專用道。該指標較《設(shè)計細則》和《路線規(guī)范》規(guī)定更嚴格,《設(shè)計細則》僅規(guī)定平均縱坡3%路段長度不宜大于4 km,沒有要求設(shè)置慢車道。

4.3 避險車道設(shè)置位置及間距的研究

《公路避險車道設(shè)計細則》(征求意見稿)對設(shè)置避險車道的平均縱坡和坡長進行了規(guī)定,見表8,連續(xù)坡長大于表中的長度,且交通組成的貨車構(gòu)成比例達到 20%~30%時,宜結(jié)合交通安全性評價結(jié)論考慮設(shè)置避險車道。同時對設(shè)置避險車道的設(shè)置位置及間距進行了規(guī)定,見表9。設(shè)置避險車道的要求較現(xiàn)行《路線規(guī)范》規(guī)定值小。

表8 設(shè)置避險車道的平均縱坡和連續(xù)坡長

表9 設(shè)置避險車道的位置和間距

4.4 縱坡設(shè)計采用單一縱坡安全性的研究

廖軍洪[21]根據(jù)四川、廣東、云南等省長大下坡的調(diào)研,選取坡長分別為 7. 5,10,15,20,25,30,50 km的7個典型長大下坡作為研究對象,基于長大下坡貨車制動器溫升特性,采用單一坡度和設(shè)置緩坡2種展線形式對制動器溫度影響的對比分析結(jié)果,提出長大下坡縱坡設(shè)計建議:(1)從降低貨車下坡過程中制動器溫度角度考慮,應盡可能采用單一縱坡坡度設(shè)計;(2)當長大下坡相鄰坡段采用不同縱坡坡度時,坡差不宜過大,以減小對制動器溫度的影響;(3)車輛總質(zhì)量對貨車制動器溫度影響明顯。

4.5 高速公路連續(xù)長大縱坡路段任意區(qū)間平均縱坡控制指標的確定

4.5.1 任意區(qū)間平均縱坡控制指標確定依據(jù)

通過對高速公路連續(xù)長大縱坡路段交通事故多發(fā)位置的調(diào)研和對既有研究成果總結(jié)梳理后,確定任意區(qū)間平均縱坡控制指標的主要依據(jù)如下:

(1)根據(jù)區(qū)間平均縱坡與交通事故相關(guān)性研究[19-20],平均縱坡在3.0%~3.5%時,連續(xù)坡長宜控制在6~10 km。

(2)研究表明,縱坡設(shè)計采用單一縱坡有利于交通安全[21],為了控制縱坡設(shè)計接近全路段的平均縱坡度,應控制平均縱坡≥4%的路段連續(xù)坡長不宜≥3 km。采用最大縱坡及最大坡長與最大緩坡及最小長度組合設(shè)計時,連續(xù)拉坡宜控制在2次內(nèi)。

(3)根據(jù)制動鼓溫升模型的相關(guān)研究[22-24],從降低連續(xù)長大縱坡路段安全風險考慮,有必要針對相對高差小于300 m的任意區(qū)間平均縱坡所對應的連續(xù)坡長進行限制。

4.5.2 任意區(qū)間平均縱坡控制指標

綜合以上研究,結(jié)合我國現(xiàn)行《路線規(guī)范》對最大縱坡與坡長限制及設(shè)置緩坡等規(guī)定,為了使連續(xù)長大縱坡路段區(qū)間縱坡設(shè)計控制更接近于平均縱坡,避免可能出現(xiàn)交通事故多發(fā)位置,提升交通安全性,減少特重大交通事故發(fā)生,本研究對連續(xù)長大縱坡路段中相對高差在300 m內(nèi)的中間區(qū)間路段,提出任意區(qū)間的平均縱坡控制指標,見表10,表中的推薦值可作為連續(xù)長大縱坡路段安全性優(yōu)化設(shè)計的參考依據(jù)。相對高差大于300 m時,可參照采用;地形條件受限制且對工程造價影響較大時,宜按現(xiàn)行《路線規(guī)范》規(guī)定值執(zhí)行,但應加強安全保障措施的設(shè)置。

表10 連續(xù)長大縱坡路段任意區(qū)間平均縱坡控制指標

4.5.3 任意區(qū)間平均縱坡控制指標可行性測算

根據(jù)《路線規(guī)范》中規(guī)定設(shè)計速度80 km/h時最大縱坡為5%,受地形條件限制時,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證,最大縱坡可增加1%。如果采用最大縱坡及最大坡長與最大緩坡及最小長度的組合拉坡,連續(xù)拉坡2次克服高差小于90 m,連續(xù)坡長小于2.5 km;連續(xù)拉坡3次克服高差小于130 m,連續(xù)坡長小于3.6 km;連續(xù)拉坡6次克服高差小于265 m,連續(xù)坡長小于7.5 km;平均縱坡3.62%~5.14%,見表11。從連續(xù)長大縱坡路段縱坡設(shè)計控制應接近于平均縱坡考慮,平均縱坡≥4%的連續(xù)坡長限制以“陡+緩”連續(xù)拉坡2次控制為宜。如果連續(xù)拉坡不超過3次,平均縱坡3.0%的連續(xù)坡長9 km、平均縱坡3.5%的連續(xù)坡長6 km的要求較容易做到,對工程規(guī)模影響較小。如某高速公路,最長路段的連續(xù)下坡坡長51 km,平均縱坡2.97%,最大縱坡4%,經(jīng)對連續(xù)長大縱坡路段的全段縱斷面設(shè)計核查,平均縱坡大于3%的任意區(qū)間平均縱坡控制指標滿足推薦值要求。

表11 區(qū)間平均縱坡控制測算表

5 結(jié)論

(1)2008年前建成的山區(qū)高速公路,由于缺少平均縱坡控制指標的規(guī)定,為了克服高差和降低工程造價,設(shè)計采用最大縱坡+短緩坡段連續(xù)拉坡,最大縱坡為5%時,任意連續(xù)3 km平均縱坡容易超過4.25%,任意連續(xù)5 km以上平均縱坡在3.5%左右的情況較多??v坡設(shè)計隨意性大,對連續(xù)長大縱坡路段交通安全影響較大。

(2)根據(jù)高速公路平均縱坡與交通事故關(guān)系及連續(xù)長大縱坡路段交通事故多發(fā)位置的調(diào)研,當高速公路平均縱坡大于3%以上時,事故率迅速上升,且坡度越大,事故車輛所行駛的距離越短。

(3)《路線規(guī)范》對各級平均縱坡對應的連續(xù)坡長進行了規(guī)定,但如果連續(xù)長大縱坡路段較長,在缺少對區(qū)間相對高差小于300 m的任意區(qū)間平均縱坡控制指標時,已建高速公路連續(xù)長大縱坡路段平均縱坡控制指標的現(xiàn)狀調(diào)查分析表明,拉坡隨意性仍然較大,連續(xù)長大縱坡路段中間的區(qū)間路段較容易出現(xiàn)較長的陡坡段落,可能成為交通事故多發(fā)位置,區(qū)間平均縱坡越陡,連續(xù)坡長越長,交通事故多發(fā)的安全風險就越大。

(4)本研究僅補充研究了高速公路連續(xù)長大縱坡路段中相對高差在300 m內(nèi)任意區(qū)間的平均縱坡控制指標,而高速公路連續(xù)長大縱坡路段設(shè)計影響因素眾多,提升連續(xù)長大縱坡路段的安全性問題還需結(jié)合安全保障技術(shù)等多方面因素綜合考慮。

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