某高速公路主線收費站安全影響分析及治理

范達偉 王 靜

根據(jù)統(tǒng)計本主線收費站，2011年7月份出口最高日車流量8 745輛，平均日車流量7 966輛，其中綠色通道車輛，日最高535輛，日平均339輛，日益增加的車流量，對本收費站的服務(wù)能力提出了更高的要求。

同時，日益增加的車流量也增加了交通事故發(fā)生的可能性。高速公路收費站交通事故是人、車輛、道路環(huán)境等多種因素聯(lián)合效應(yīng)的結(jié)果。大量收費站事故原因統(tǒng)計分析表明，駕駛員是事故發(fā)生的直接致因，事故中涉及駕駛員因素高達50%以上，其中操作不當(dāng)?shù)谋壤s為35%，而“操作不當(dāng)”包含了由于視距不良、路面滑溜、能見度差、收費廣場入口段線形銜接不合理等客觀原因所誘發(fā)的駕駛員的錯誤反應(yīng)，因而收費站設(shè)施的設(shè)置及設(shè)計參數(shù)與交通事故也存在相關(guān)關(guān)系。

1 現(xiàn)狀技術(shù)指標(biāo)分析

通過實地踏勘測量，并翻閱本收費站設(shè)計的原始資料，從平面線形、縱斷面線形、廣場變寬漸變率、收費站路面四個方面，做出了如下的指標(biāo)分析比對。

1． 1 平面線形

本收費站位于直線段上，平面線形良好。經(jīng)分析，平面線形滿足相關(guān)規(guī)范要求。

1． 2 縱斷面線形

本收費站所處位置主線縱坡值為i=2．8%，縱斷面豎曲線半徑R=17 000 m。相關(guān)設(shè)計規(guī)范要求:“收費站處的縱坡應(yīng)小于2%，當(dāng)受地形條件及其他特殊情況限制時，不得大于3%?！碑?dāng)收費站設(shè)置在主線上時，收費站的縱斷面豎曲線半徑，應(yīng)與互通式立體交叉的主線指標(biāo)一致，設(shè)計速度120 km/h互通式立體交叉，其豎曲線半徑(凸曲線)一般最小值為R=45 000 m，極限值為23 000 m。經(jīng)分析，本收費站主線縱坡值不滿足規(guī)范2%的要求，縱斷面豎曲線半徑也遠不滿足規(guī)范最小值45 000 m的要求。

1． 3 變寬漸變率

本收費站廣場變寬漸變率，經(jīng)測量計算為1/4．052 8。相關(guān)設(shè)計規(guī)范要求:“主線收費站廣場變寬漸變率，取值范圍為1/5～1/7”。經(jīng)分析，本收費站廣場變寬漸變率小于1/5～1/7，不滿足相關(guān)要求。

1． 4 收費站路面

本收費站由正常路基至收費廣場的路段，其路面結(jié)構(gòu)與收費廣場一致，也采用水泥混凝土路面，而通常的設(shè)施辦法是，該路段采用瀝青混凝土路面。使用瀝青混凝土路面的優(yōu)點是摩阻性能好，便于車輛剎車制動。經(jīng)分析，收費站由正常路基至收費廣場的路段，采用水泥混凝土路面摩阻性較瀝青混凝土差，不利于剎車制動。

2 收費站安全影響因素分析

2． 1 收費廣場漸變率

收費廣場出入口漸變段，應(yīng)引導(dǎo)車輛自然順暢地進入收費廣場，其漸變率要求變化平緩，便于車輛行駛，否則容易使駕駛員產(chǎn)生行車偏移感，導(dǎo)致操作不當(dāng)而危及行車安全。收費廣場漸變率(l)是出入口漸變段相對主線路段增加的道路寬度(b)與收費廣場漸變率長度(L)的比值，即l=b/L。按照有關(guān)實驗表明，車輛由直線行駛進入另一個車道的偏斜比在0．9 m/s左右時，駕駛員一般無行車偏移的感覺，亦無不舒服感。

經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計和回歸分析，得到收費廣場漸變率與交通事故數(shù)之間的相關(guān)模型:Y=1．423 1e8．0664x，其中，Y為對應(yīng)收費站廣場漸變率的交通事故預(yù)測數(shù);x為收費廣場漸變率。由模型可知，交通事故的發(fā)生頻率與收費廣場漸變率成正比。漸變段長度不足，漸變率過大，會造成車輛安全判斷視距不足，不能滿足進入收費廣場車輛減速和變更車道的安全要求，從而導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。

本收費站廣場變寬漸變率為1/4．052 8，是引發(fā)事故的主要原因之一。

2． 2 收費廣場入口段縱坡

高速公路收費站入口段縱坡設(shè)計若沒有充分考慮車輛進入收費廣場的行駛特點，出現(xiàn)長下坡的不利道路線形，就會影響駕駛員的正常操作，使車輛進入收費廣場減速不充分，縱向安全行車距離不足及行車方向不能及時調(diào)整到收費車道而發(fā)生交通事故。如沈大高速公路最南段的后鹽收費站，收費廣場入口段縱坡為2．4%，通車5年時間里，站內(nèi)由于制動失靈造成交通事故占事故總數(shù)的47．13%，出口發(fā)生事故占事故總數(shù)的87．36%。漢宜高速公路永安收費站，位于宜昌至武漢方向一處長下坡段中間，最大縱坡3%，車輛下坡行駛時受慣性作用，很容易引發(fā)事故。經(jīng)統(tǒng)計分析，收費站交通事故與其入口段縱坡之間是正相關(guān)的，即縱坡越大，收費站安全性就越低。本收費站主線縱坡值不滿足規(guī)范2%的要求，縱斷面豎曲線半徑也遠不滿足規(guī)范最小值45 000 m的要求，是引發(fā)事故的主要原因之一。

2． 3 收費站路面性能

根據(jù)汽車行駛動力學(xué)特點，汽車制動距離可表示如下:

其中，D為汽車制動距離;u為汽車制動開始時的速度;f為輪胎與路面的摩擦系數(shù);i為道路縱坡。

從上述公式可以看出，汽車制動距離受路面摩擦性能和道路縱坡相互作用的影響，當(dāng)路面摩擦系數(shù)較低時，汽車制動距離延長，行車安全性能下降，事故發(fā)生概率增大。本收費站由正常路基至收費廣場的路段，采用水泥混凝土路面摩阻性較瀝青混凝土差，不利于剎車制動。

3 治理措施方案

3． 1 方案一

通過對收費廣場漸變段進行加寬處理，建議以不侵入收費管理區(qū)為原則，盡量加大漸變率，使之滿足相關(guān)規(guī)范要求。經(jīng)測量及方案設(shè)計，漸變率可由約1/4加大至1/6，漸變段由240 m增大至340 m。

本方案實施方便，工程造價較低，對交通影響小，且治理效果明顯。

3． 2 方案二

對正常路基至收費廣場的路段，實施白改黑，可對收費站路面修建抗滑表層，增大路面摩阻力。改建后，路面摩阻抗滑性能大大提升，將有利于車輛，特別是大型載重車輛的剎車減速制動。

本方案可與方案一配合使用。

3． 3 方案三

對相關(guān)主線路段進行改造，降低縱坡值，并增大縱斷面豎曲線半徑。本方案工程規(guī)模巨大，影響范圍廣(約800 m)，對交通影響大，雖治理效果明顯，但工程造價過大，實施不便。

［1］ 張雨化．道路勘測設(shè)計［M］．北京:人民交通出版社，1994．

［2］ 劉伯瑩，姚祖康．公路設(shè)計工程師手冊［M］．北京:人民交通出版社，2002．

［3］ 交通運輸部．中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，公路路線設(shè)計規(guī)范［M］．北京:人民交通出版社，2006．