公路設(shè)計與安全

鞠學利

(承德交通勘察設(shè)計院有限公司)

1 前 言

作為一大安全隱患，公路交通問題一直影響著人們出行的安全。要解決好公路安全問題，提高公路交通的安全性，必須要從多方面入手，處理好人、車、路三方面的問題?，F(xiàn)階段，雖然由違章駕駛、違反交通規(guī)則、惡劣自然條件等原因造成的公路安全事故發(fā)生幾率居高不下，可是這并不是造成公路交通安全事故發(fā)生的全部原因，公路交通基礎(chǔ)設(shè)施不健全也是造成公路交通事故發(fā)生的一大原因之一。眾所周知，在路基平整、視線開闊清晰、公路安全標志物健全的公路上行車駕駛往往比在路基缺損、視線模糊、路標不健全的公路路段形成駕駛安全得多，這也從一個側(cè)面說明了公路規(guī)劃建設(shè)與設(shè)計對提高公路交通安全得重要性。為此，將主要對公路交通規(guī)劃建設(shè)階段對安全性因素的重視程度與交通公路安全水平提高之間的關(guān)系進行分析一研究，以降低公路交通安全事故的發(fā)生幾率，提高公路交通的安全性與可靠性。

2 道路因素解析

2.1 平面線形對交通安全的影響路線設(shè)計

道路中平、縱設(shè)計是關(guān)鍵。平面線形設(shè)計，需要滿足車輛行駛要求，并且在設(shè)計行駛速度下確保行車安全。設(shè)計速度是依據(jù)車輛動力性能，在不同等級公路、不同地形條件下規(guī)定的行駛速度。

(1)長直線接小半徑平面線形，易發(fā)生交通事故。

過長的直線段易使駕駛員因景觀單調(diào)而產(chǎn)生疲勞，導致注意力分散、反應遲緩，一旦遇見緊急情況，常因措手不及而發(fā)生交通事故。曾經(jīng)有人認為高速公路≥4 km 的直線，可以認為是長直線。目前路線設(shè)計規(guī)范僅是“直線長度不宜過長”。日本、德國規(guī)定長直線為20 倍設(shè)計速度，即72 s。此外，在同向曲線問插入短直線，駕駛員很容易將直線和兩端曲線看成是反向彎曲，由判斷失誤而導致誤操作。反向曲線之間的直線過短，不利于超高、加寬的設(shè)置，不能實現(xiàn)反向變化的連續(xù)平穩(wěn)過渡，對交通安全產(chǎn)生不利影響。在長直線上設(shè)置陡坡，下坡時車輛的行駛速度會遠大于計算行車速度，極易造成交通事故。因此在嚴格遵循《公路工程技術(shù)標準》規(guī)定的同時，還應根據(jù)實際情況，合理使用直線。

(2)關(guān)于圓曲線設(shè)計，一般依據(jù)設(shè)計速度和地形來選用。圓曲線最小半徑隨設(shè)計速度改變而改變，設(shè)計速度越大圓曲線最小半徑就越大。目前高速鐵路設(shè)計速度250 ～350 km/h，圓曲線最小半徑≥7 000 m。圓曲線半徑小，車輛行駛速度不能大，否則車輛產(chǎn)生的離心力大，易造成車輛側(cè)翻。

2 縱面線形對交通安全的影響

(1)長陡坡對車輛的影響。若陡坡過長，爬坡時會使汽車水箱出現(xiàn)沸騰、汽阻，導致行車緩慢無力，甚至發(fā)動機熄火;長陡坡下行時，由于需長時間減速、制動，也會造成制動器發(fā)熱或燒壞，從而導致交通事故。

(2)過長縱坡，易使駕駛員對坡度判斷失誤。如長而陡的下坡路段連接一段較平緩的下坡時，駕駛員會誤認為下一路段坡度為上坡，從而采取加速行駛的錯誤操作。另外，長陡坡造成加速度或減速度的積累，使車速過高或過低而誘發(fā)事故.因此，為有效保證車輛在縱坡行駛的的交通安全，對于連續(xù)坡長的平均坡度和坡長必須加以必要的限制和改造。

舉例:京昆高速公路石太北線冀晉界段長約18 km 下山路段，原推薦路線長18 km，平均縱坡2.13%，高差383.4 m。比較線長15.1 km，平均縱坡2.53%。為了滿足連續(xù)長陡下坡路段兩端延長線的平均縱坡應小于2%的要求，展線后路線長20.6 km，平均縱坡1.96%，造價增加4.1 億元。

長大下坡引出避險車道概念，北京八達嶺高速公路是我國首先修建避險車道的高速公路。北京八達嶺高速公路上行路段，連續(xù)急彎陡坡，多次發(fā)生超載車輛翻車事故，造成車毀人亡的悲劇，被人們稱之為“死亡之谷”。

3 橋梁設(shè)計與安全

中小橋結(jié)構(gòu):16 m 以下的上部結(jié)構(gòu)，板梁截面尺寸偏小，活荷載比重較大，超重活載作用下，結(jié)構(gòu)受力易突破設(shè)計安全度，而產(chǎn)生單板受力或板梁斷裂。

建議:有重大超載車輛通過時中小橋梁結(jié)構(gòu)尺寸及配筋增加10% ～15%，或采用整體現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。

特殊結(jié)構(gòu)的橋梁，自重荷載所占受力比重較大，能達到85% ～95%左右，所以車輛荷載加大，對結(jié)構(gòu)受力影響較小，一般不會出現(xiàn)安全問題。

小橋盡量整體現(xiàn)澆的道理:活載的橫向分布系數(shù)能與實際發(fā)生的分布系數(shù)相一致。不會產(chǎn)生單板受力問題。橋面橫向剛度較大，有利于承受較大的荷載?？箵隙群谩?/p>

2 橋梁基礎(chǔ)設(shè)計與安全

橋梁基礎(chǔ)設(shè)計與安全獨柱墩盡量少用。

2.1 高墩(≥15 m)的設(shè)計

要經(jīng)過受力計算，選用合適的高墩截面尺寸，保證特殊情況下橋梁下部基礎(chǔ)的安全，包括地震等特殊情況。

2.2 擴大基礎(chǔ)的設(shè)計

擴大基礎(chǔ)的頂面，應在局部沖刷線以下1.5 m。如果基巖面較淺，可考慮在弱風化基巖內(nèi)埋置錨固鋼筋，在澆筑擴大基礎(chǔ)。

2.3 樁柱基礎(chǔ)

由于種種原因，不能確保沖刷線的準確無誤，設(shè)計中往往采用樁柱基礎(chǔ)。經(jīng)驗值:墩柱配筋12% ～15%，樁配筋

10% ～12%。

2.4 橋梁水文計算與安全

一般情況下，依靠水利部門的行洪評價所提供的流量、水位、沖刷即可。往往地方道路不做行洪評價，則需要根據(jù)流量計算公式計算設(shè)計流量，確保橋孔長度、橋面標高。依據(jù)沖刷確定基礎(chǔ)深度。

需要注意的幾點。

(1)橋面標高的確定要留有一定的余量，確保行洪安全。

(2)橋長確定后，橋孔布置應考慮行洪時上游漂流物，對孔徑的要求。漂流物較長的一般是樹木，因此，橋孔要適當加大。

(3)橋基礎(chǔ)一定要計入局部沖刷(教科書中橋臺是不計局部沖刷的)，樁基礎(chǔ)還要考慮水浮力作用。

(4)為了橋梁的安全，盡可能橋要高，孔徑要大，基礎(chǔ)要牢靠。

［1］路線設(shè)計細則(總校稿)(JTG/T D20—200X)［S］.中華人民共和國交通運輸部發(fā)布.

［2］霍明.山區(qū)高速公路勘察設(shè)計指南.人民交通出版社.

［3］新理念公路設(shè)計指南交通部公路司.人民交通出版社.