趙 強,盧 偉,孫 嬌
(1.國家林業(yè)和草原局昆明勘察設(shè)計院,云南 昆明 650031;2.云南建投第一水利水電建設(shè)有限公司,云南 昆明 650217)
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,居民汽車保有量持續(xù)增加(西藏私人汽車數(shù)量變化如圖1所示),高海拔山區(qū)低等級公路交通安全問題日益突出,為提高高海拔地區(qū)低等級公路的交通安全,本文從設(shè)計角度出發(fā),分析了高海拔山區(qū)地形特點、氣候特點和民族生產(chǎn)生活方式特點對低等級公路交通安全的影響機理,以常規(guī)低等級公路交安設(shè)施設(shè)計理念為基礎(chǔ),提出了高海拔山區(qū)低等級公路在地形、氣候和民族生產(chǎn)生活方式影響下所相對應(yīng)的交安設(shè)施,最后以西藏林芝市303線通果村至那曲地區(qū)那布村公路工程項目為例,重點針對地形、氣候和民族生產(chǎn)生活方面進行了應(yīng)用分析。
圖1 西藏私人汽車擁有量變化圖
現(xiàn)階段國內(nèi)學(xué)者對山區(qū)低等級公路安全設(shè)施的研究主要以農(nóng)村公路為主,且研究的地理區(qū)域主要集中在低海拔山區(qū),該區(qū)域內(nèi)交通安全設(shè)施設(shè)計的側(cè)重點主要集中在線性指標(biāo)較低的路段,所對應(yīng)的交安設(shè)施有護欄、減速標(biāo)線、限速標(biāo)牌等常規(guī)安全設(shè)施,針對高海拔山區(qū)特別是西藏山區(qū)低等級公路的交安設(shè)施設(shè)計研究較少。
山區(qū)主要指山地、高原地區(qū)以及丘陵地帶,重丘地區(qū)地形多為彎急、溝深、縱坡大且視線差,部分地形為臨崖、臨河。山區(qū)低等級公路路線段落存在平曲線半徑小、回頭曲線多、視距不良、連續(xù)下坡、縱坡跨度大等特征,在峽谷地帶還存在路側(cè)為懸崖或峭壁地形。國內(nèi)學(xué)者針對山區(qū)公路交安設(shè)施設(shè)計提出了自己的觀點,段夢貴等從交通參與者、道路線形、安全保障措施及氣候條件等因素出發(fā),分析了各因素對云南高原山區(qū)農(nóng)村公路交通安全影響的作用機理及嚴(yán)重程度,認為在高原山區(qū)農(nóng)村公路的交通安全設(shè)施選用與設(shè)置上,目前缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),存在交通安全設(shè)施設(shè)置混亂的局面;王志國認為公路安全設(shè)施設(shè)計問題主要有三點:指路標(biāo)志信息不全、護欄設(shè)計防護能力不足和標(biāo)線材料使用問題;王玉鵬則提出山區(qū)公路安全設(shè)施的設(shè)計主要集中在彎路(連續(xù)彎路)、長大下坡等路段的主動引導(dǎo)與被動防護,對特殊氣候情況的及時告知,對路側(cè)隱患的安全防護等方面;藺偉從道路幾何線性、路面、交安設(shè)施與周邊環(huán)境、駕駛員及車輛因素等方面對山區(qū)公路交通安全的影響進行了分析,并簡述了幾種常用安全評價方法及其適用性,最后以實際項目案例為驗證對象,對存在的交通安全隱患提出針對性的改造措施;管峰認為減速震蕩標(biāo)線和3D彩色立體標(biāo)線適合在穿越村鎮(zhèn)路段、事故多發(fā)路段使用,并可有效降低交通事故發(fā)生率;在山區(qū)農(nóng)村公路護欄設(shè)施研究方面,王小童建議適用我國農(nóng)村公路護欄的碰撞角度為25°,確定西部農(nóng)村公路護欄的碰撞能量為70 kJ。
綜上分析可知我國現(xiàn)狀山區(qū)低等級公路交安設(shè)施的主要問題如下:
(1)管理養(yǎng)護不到位,這種現(xiàn)象在低海拔和高海拔地區(qū)均普遍存在,由于低等級公路的定位較低,在安全防護等設(shè)施受到破壞、缺失時不能及時的進行養(yǎng)護維護、更換,導(dǎo)致安全隱患越積越多;
(2)高海拔山區(qū)低等級公路交安設(shè)施按照內(nèi)陸山區(qū)特點思路進行設(shè)計,未考慮高原山區(qū)具有獨特的地理氣候,高原氣候條件較低海拔山區(qū)地形更為復(fù)雜多變,極端天氣出現(xiàn)的頻率遠遠高于低海拔山區(qū),交安設(shè)施設(shè)計往往會忽略極端天氣對交通安全的影響;
(3)由于設(shè)計初期投資有限,主要資金往往用在主體建設(shè)上,交安所占的比例很小,導(dǎo)致了交安設(shè)施設(shè)置不足,防護能力低,而山區(qū)低等級公路地形復(fù)雜、線形差、視距不足。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,公路建設(shè)資金日漸增多,交通安全理念得到認可,由此導(dǎo)致了初期以公路主體為主的設(shè)計理念與現(xiàn)在交安設(shè)計理念相矛盾的局面。
高海拔山區(qū)的地形較內(nèi)陸山地地形主要表現(xiàn)在海拔高、地形復(fù)雜多變、海拔跨度大等方面,本文所用的應(yīng)用分析項目位于林芝地區(qū),該項目起終點的海拔高差接近1 700 m,巨大的高差和驟減的氧氣濃度對駕駛員身體造成極大的影響。而那曲地區(qū)海拔基本維持在4 600 m左右,雖然地形較為平坦緩和,但是高海拔造成的氧氣濃度低、植被景色單一,往往也對駕駛員的身體產(chǎn)生影響。
高海拔山地地區(qū)氣溫較內(nèi)陸山地地區(qū)普遍較低,氣候條件更為多變惡劣,具體表現(xiàn)在冬季降雪量大、雪季持續(xù)時間長、路面結(jié)冰嚴(yán)重,最低氣溫較內(nèi)陸地區(qū)低10~20 ℃;其次隨著海拔的不斷增加,氣候變化越來越明顯,特別是在峽谷地帶,突變的氣候會給駕駛員帶來極大的身體、心理壓力,極易導(dǎo)致司機產(chǎn)生突發(fā)性身體不適,從而誘發(fā)交通安全事故。而低等級公路往往是連接高海拔山區(qū)村鎮(zhèn)的主要公路,甚至是唯一道路,有些村鎮(zhèn)由于歷史原因所處位置偏僻,地形復(fù)雜,氣候條件惡劣,造成了所連接的公路線位也面臨惡劣氣候的考驗。
高海拔山區(qū)由于獨特的地理氣候特點,形成了相對自由的放牧生活節(jié)奏和人們豪放自由奔放的性格,自由的放牧方式給交通帶來了不可控的隨機影響。在西藏山區(qū)低等級公路上隨處可見或停在路上、或慢行于路上的牦牛。由于低等級公路缺少全線的隔離設(shè)施,再加上放牧的生活需要,導(dǎo)致牦牛等動物可以隨意穿越公路,這往往會導(dǎo)致駕駛員采取緊急制動或猛打方向盤的危險行為,極易造成追尾和沖出路外的交通安全事故。其次由于民族生活方式和受教育程度的差異,西藏山區(qū)司機的駕駛安全理念相對薄弱,駕駛風(fēng)格相對隨意,任意變道、超車、停車等行為時有發(fā)生,這也是誘發(fā)交通安全事故的一個因素。
由于高海拔山區(qū)獨特的地形、氣候、民族生產(chǎn)生活特點,交安設(shè)施在設(shè)計時要充分考慮以上因素,現(xiàn)結(jié)合林芝市303線通果村至那曲地區(qū)那布村公路工程提出了針對性的措施。
該工程跨越林芝市和那曲地區(qū),是西藏自治區(qū)省道303線的一段,起點位于林芝市通果村,終點位于那曲地區(qū)那布村,設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為三級公路,項目起點海拔3 600 m,終點海拔4 900 m,中間翻越措多埡口一座,埡口處海拔為5 300 m,路線沿娘曲河逆流而上,典型的高原峽谷地形,該項目涵蓋了以上所述的全部影響因素:地形復(fù)雜、氣候多變、沿線村莊分布離散、放牧區(qū)域不集中等,針對該項目所具有的獨特的地理氣候及民族特征,在交安設(shè)施設(shè)計過程中提出了具有針對性的措施。
3.1 高海拔山區(qū)低等級公路交安設(shè)施設(shè)計應(yīng)用分析
首先針對復(fù)雜多變的山地地形,除按常規(guī)思路進行一些交通安全隱患點的防護設(shè)施設(shè)計以外,還要注意海拔高度的改變對司機的影響,及時在變化點起始位置處設(shè)立相應(yīng)的提示標(biāo)志,提醒司機前方海拔連續(xù)升高,注意自身身體狀況。其次在高海拔山區(qū)公路設(shè)計時,都只在埡口附近及海拔最高點設(shè)置海拔高度提示標(biāo)志,這樣往往達不到提前提示的作用,而人的身體狀態(tài)在埡口位置往往處在最低水平階段,極易出現(xiàn)缺氧、胸悶、頭暈等癥狀,由此導(dǎo)致司機應(yīng)對突發(fā)事件的反應(yīng)時間延遲。在該項目中,路線起終點海拔高差在1 700 m左右,路線縱段走勢為持續(xù)升坡,在K35+850處為埡口,海拔高度5 300 m,針對埡口處的風(fēng)險影響,在本項目的K15+000處設(shè)立提示標(biāo)志,該標(biāo)志由地點標(biāo)志和輔助標(biāo)志聯(lián)合組成,提醒司機前方20 km處為海拔5 300 m的措多埡口,設(shè)在此處可以提醒司機注意海拔變化,并結(jié)合自身狀況選擇前行或休整。
氣候變化提示在高等級公路中較為常見(如橋梁中的注意橫風(fēng)),針對高海拔山區(qū)變化無常的氣候特點,高海拔低等級公路也應(yīng)該增加相應(yīng)的信息提示標(biāo)志,在本項目中K30+000-EP段為海拔5 000 m以上區(qū)域,冬季雪害嚴(yán)重,且埡口附近有較強寒風(fēng)。結(jié)合實際情況在K30+000和項目終點分別設(shè)置注意雨(雪)天氣及限速相組合的警告標(biāo)志,提醒駕員注意氣候變化,減速慢行,安全行駛。
針對西藏山區(qū)牧民獨特的生產(chǎn)生活方式,不能禁止或者改變放牧的區(qū)域,只能通過增設(shè)交通設(shè)施來保障交通安全。如在夜晚行車時,低級公路上往往不設(shè)置路燈,視線較差,由于夜間車輛較少,車速會很快,甚至超速行駛,而牦牛的毛色普遍偏深,駕駛員在行車時很難提前注意到路面上的深色物體,如不采取相應(yīng)的措施,極易發(fā)生車畜相撞的交通事故。由于牦牛的停留地點具有隨機性,不可能準(zhǔn)確的設(shè)置相應(yīng)的提示標(biāo)志和強制減速設(shè)施,只能結(jié)合實地調(diào)查,在村莊附近設(shè)置,有條件的地形還可以設(shè)置通道,避免牲畜穿越公路,降低危險性。結(jié)合實際調(diào)查的內(nèi)容,本項目分別在K7+200和K15+000村莊前后200 m處設(shè)立村莊警告標(biāo)志和減速震蕩標(biāo)線來提醒司機減速慢行。
我國高海拔山區(qū)降雪量大、混凝土護欄將道路封閉,不利于除雪,且降雪極易堆積在混凝土護欄旁,影響排水,使得路面積水結(jié)冰,造成路面摩阻系數(shù)減小,車輛易打滑,車輛一旦失控,將造成嚴(yán)重的交通事故,林芝—拉薩高速(林拉高速)在穿越米拉山前后段時氣候變化劇烈,冬季積雪異常嚴(yán)重。當(dāng)積雪融化成雪水再經(jīng)降溫結(jié)冰時,路面摩擦力變小,司機在急剎車的操作中很可能出現(xiàn)打滑、側(cè)翻等交通事故,因此常積雪路段應(yīng)該設(shè)置波形梁護欄代替同等級的混凝土護欄。另外在易積雪的低填方及挖方路段可設(shè)設(shè)置積雪標(biāo)桿來引導(dǎo)車輛安全行駛,公路積雪標(biāo)桿的功能是在積雪覆蓋路面情況下,為駕駛員標(biāo)識出公路幾何線形。本項目中的K30+000-EP段為雪季積雪嚴(yán)重路段,此路段中路線連續(xù)升坡展線,中間跨越海拔5 300 m埡口,考慮到積雪情況,路側(cè)危險路段設(shè)置波形梁護欄進行防護,挖方段設(shè)積雪標(biāo)桿來引導(dǎo)車輛安全行駛,如圖2所示,對積雪標(biāo)桿進行黃色和黑色反光漆間隔涂刷,以引導(dǎo)司機在公路范圍內(nèi)駕駛。
圖2 積雪標(biāo)桿示意圖
由于藏區(qū)公路的服務(wù)對象主要是當(dāng)?shù)夭刈迦嗣?,因此在設(shè)計信息文字提示標(biāo)志時要藏語和漢語兼顧,本項目所設(shè)的指路標(biāo)志、地點標(biāo)志、指示標(biāo)志等均采用藏漢雙語設(shè)計,本項目中間經(jīng)過吉納村,通過設(shè)置吉納村的藏漢雙語標(biāo)志來傳遞地點信息,同時服務(wù)本地的藏族同胞和路過的漢族司機。
高海拔地區(qū)極端惡劣天氣頻繁發(fā)生,往往會出現(xiàn)能見度驟降的視線受阻情況,而車輛行駛需要一定的通視距離,反光膜和輪廓標(biāo)設(shè)置就顯得尤為重要。二級及二級以下公路的視距不良路段、設(shè)計速度大于或等于60 km/h的路段、車道數(shù)或行車道寬度有變化的路段及連續(xù)急彎陡坡路段宜設(shè)置輪廓標(biāo),其他路段視需要可設(shè)置輪廓標(biāo),而視線誘導(dǎo)設(shè)施在實際低等級公路設(shè)計中沒有強制要求,應(yīng)用較少。本項目設(shè)計過程中在危險路段、視距不良路段均設(shè)置視線誘導(dǎo)設(shè)施,具體采用將反光膜及輪廓標(biāo)附著在護欄上的方式,如圖3所示,在夜晚和天氣惡劣的情況下到達防護與視線誘導(dǎo)的雙重功能。
圖3 附著式輪廓標(biāo)示意圖
重點從地形、氣候、民族生產(chǎn)生活方式等三個方面對高海拔山區(qū)低等級公路交通安全的影響因素進行分析,并針對以上三點提出了具體對應(yīng)的交安防護措施。以西藏林芝某三級公路設(shè)計項目進行應(yīng)用分析,在項目的交安設(shè)施設(shè)計中具體采用的防護措施有:提前設(shè)置埡口提示標(biāo)志,設(shè)置氣候變化和限速結(jié)合的警告標(biāo)志,在積雪路設(shè)置積雪標(biāo)桿,在過村鎮(zhèn)路段設(shè)置雙語指示標(biāo)志和減速震蕩標(biāo)線,將輪廓標(biāo)附著在波形梁護欄等。由于該項目現(xiàn)處于設(shè)計階段,安全設(shè)施的應(yīng)用效果需等到運營階段才能體現(xiàn),下一步該項目通車運營后會結(jié)合實際應(yīng)用效果進行總結(jié)分析,查找不足,為后續(xù)相似的項目提供思路和參考。