安全性評(píng)價(jià)在路線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

胡華啟

(貴州省交通科學(xué)研究院有限公司，貴州 貴陽 550003)

安全性評(píng)價(jià)在路線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

胡華啟

(貴州省交通科學(xué)研究院有限公司，貴州 貴陽 550003)

安全性評(píng)價(jià)指的是在發(fā)生安全事故以前或者是在工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)等階段明確公路中潛在影響安全的各類因素，同時(shí)加以有效改正的評(píng)估技術(shù)。結(jié)合某公路實(shí)際情況，采取安全性評(píng)價(jià)技術(shù)，對(duì)其路線設(shè)計(jì)進(jìn)行總體評(píng)價(jià)。

安全性評(píng)價(jià)；路線設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 公路總體評(píng)價(jià)

1.1 公路設(shè)計(jì)符合性

為確保公路在正式通車以后的通行安全，現(xiàn)根據(jù)公路標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的明確規(guī)定，針對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)成果是否滿足相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的要求進(jìn)行檢查。

某公路的設(shè)計(jì)時(shí)速為100 km/h，全長約50 km，從公路線形的角度進(jìn)行分析：平曲線半徑的最小值為1 100 m，比規(guī)范要求的大410 m；同向曲線之間的最短間距為863 m，反向曲線之間的最短間距為224 m，均大于規(guī)范的相關(guān)要求(600 m和200 m)；直線段最大長度可達(dá)2 700 m，比規(guī)范要求的大700 m；公路縱坡最大值為3.4%，長度為490 m，比規(guī)范要求小0.6%。凸形豎向曲線半徑最小值為10 km，接近一般半徑值；凹形豎向曲線半徑最小值同樣為10 km，比一般半徑值大5.5 km，公路整體平縱組合相對(duì)順暢。

1.2 公路時(shí)速協(xié)調(diào)性

時(shí)速協(xié)調(diào)性的評(píng)價(jià)屬于公路線形設(shè)計(jì)統(tǒng)一性的重要指標(biāo)之一，主要根據(jù)兩個(gè)相鄰單元之間存在的時(shí)速變化值實(shí)施評(píng)價(jià)分析。其中，相鄰單元指的是平面、橫縱斷面等指標(biāo)均存在差異的保持相接位置關(guān)系的路段。針對(duì)時(shí)速而言，可根據(jù)相關(guān)評(píng)價(jià)指南予以計(jì)算和確定。通過計(jì)算，本路段時(shí)速協(xié)調(diào)性良好，基本滿足規(guī)范要求。

1.3 設(shè)計(jì)時(shí)速和運(yùn)行時(shí)速之間的協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)

公路設(shè)計(jì)時(shí)速和運(yùn)行時(shí)速之間的協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)主要是針對(duì)相同路段的兩個(gè)時(shí)速差值實(shí)施評(píng)價(jià)。其中，相同路段為平縱技術(shù)指標(biāo)、橫斷面與設(shè)計(jì)時(shí)速均完全一致的路段。如果相同路段上的兩個(gè)時(shí)速差值在20 km/h以上，則需嚴(yán)格按照運(yùn)行時(shí)速針對(duì)這一路段有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)實(shí)施安全性檢驗(yàn)和計(jì)算。

本公路全段設(shè)計(jì)時(shí)速均為100 km/h，相比公路所在地區(qū)其他相同類別的公路運(yùn)行時(shí)速，預(yù)計(jì)該公路小客車實(shí)際運(yùn)行時(shí)速和設(shè)計(jì)時(shí)速之間存在20 km/h的差值，而火車實(shí)際運(yùn)行時(shí)速和設(shè)計(jì)時(shí)速之間存在-15 km/h的差值。基于此，本公路需要按照120 km/h的時(shí)速對(duì)視距、超高及平曲線半徑進(jìn)行檢驗(yàn)。

2 公路路線評(píng)價(jià)

2.1 平面線形

(1)長直線段

現(xiàn)行規(guī)范盡管建議長直線段的實(shí)際長度需要嚴(yán)格控制在一定范圍之內(nèi)，一般為20倍設(shè)計(jì)時(shí)速，但該要求主要是指景觀相對(duì)單調(diào)的位置，在其他景色有著豐富變化的地段可適當(dāng)提高。此外，在較為特殊的地理位置上也可以不考慮這一要求。本公路存在一條長度為2 700 m長直線，其長度比規(guī)范要求大700 m，但從該路段所處的地理位置角度講，基本不存在安全性問題。

(2)短直線段

當(dāng)同向曲線插入長度小于6倍設(shè)計(jì)時(shí)速的直線段時(shí)，在視覺外觀上易產(chǎn)生反彎錯(cuò)覺，導(dǎo)致組合線形的連續(xù)性相對(duì)較差，進(jìn)而產(chǎn)生斷背曲線，誤導(dǎo)駕駛員。

當(dāng)反向曲線插入長度小于2倍設(shè)計(jì)時(shí)速的直線段時(shí)，會(huì)直接影響到超高設(shè)置、加寬緩和段設(shè)置與車輛駕駛員正常操作。此外，還無法對(duì)反向的變化進(jìn)行平穩(wěn)的過渡，進(jìn)而造成一定通行安全隱患。

在截取的三個(gè)段落當(dāng)中，按偏安全性考慮，通過計(jì)算可得：同向曲線之間的直線長度需要在6倍設(shè)計(jì)時(shí)速以上，即720 m；反向曲線之間所夾的直線段長度需要在2倍設(shè)計(jì)時(shí)速以上，即240 m。針對(duì)短直線段長度不足240 m的問題，可通過對(duì)曲線設(shè)計(jì)進(jìn)行改變的方法來延長其長度，比如減小其中一條曲線的設(shè)計(jì)半徑，也可設(shè)置相應(yīng)的時(shí)速限制標(biāo)識(shí)。若按正常情況下的設(shè)計(jì)時(shí)速進(jìn)行考慮，則原設(shè)計(jì)可以滿足安全性要求。

(3)平曲線半徑

根據(jù)現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于設(shè)計(jì)行車時(shí)速確定為100 km/h的平曲線，其極限半徑為400 m，而當(dāng)時(shí)速變?yōu)?20 km/h時(shí)，其極限半徑將增至1 000 m。本公路路線平曲線半徑最小值滿足這一標(biāo)準(zhǔn)的要求。然而，在對(duì)超高進(jìn)行計(jì)算的過程中，需要考慮到運(yùn)行時(shí)速超出100 km/h的情況，所以在對(duì)具體的超高指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮。

(4)緩和曲線

現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范要求緩和曲線長度最小值不能小于3 s行程，本公路緩和曲線長度最小值為200 m，經(jīng)計(jì)算和對(duì)比，這一數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出規(guī)范要求，因此緩和曲線實(shí)際長度可以滿足規(guī)范提出的要求，不存在安全性問題。

(5)小轉(zhuǎn)角

轉(zhuǎn)角不大于7°的曲線即小轉(zhuǎn)角曲線，為滿足安全需要，小轉(zhuǎn)角曲線需要設(shè)置較大的半徑，以此滿足對(duì)長度方面的要求，達(dá)到避免產(chǎn)生錯(cuò)覺等問題的目的。通常情況下，要求在小轉(zhuǎn)角的位置上設(shè)置長平曲線，當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)速取100 km/h時(shí)，平曲線長度不能小于1 200/θ；而當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)速取120 km/h時(shí)，平曲線長度不能小于1 400/θ。根據(jù)測量和計(jì)算可知，本公路兩處小轉(zhuǎn)角曲線實(shí)際長度均在上述要求的最小值以上，所以滿足規(guī)范要求。

(6)平曲線長度

當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)速取100 km/h時(shí)，平曲線長度最小值通常是500 m；而當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)速取120 km/h時(shí)，其平曲線長度最小值通常是600 m，此時(shí)小轉(zhuǎn)角曲線長度最小值一般為1 400/θ。通過檢驗(yàn)可知，本公路平曲線實(shí)際長度可滿足當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)速取120 km/h時(shí)的長度要求。

2.2 縱斷面

(1)坡長和坡度

公路縱斷面的縱坡會(huì)對(duì)中型、大型火車實(shí)際通行安全造成直接影響，貨車上坡過程中因速度有所降低，易與后方快速行駛的車輛發(fā)生追尾；而且，速度的降低還會(huì)相應(yīng)道路通行水平與服務(wù)能力。本路線縱坡最大值為3.4%，從上坡角度方面分析，與設(shè)計(jì)時(shí)速為100 km/h相比，這一縱坡較為合理。

當(dāng)中型、大型車輛下坡時(shí)，車輛制動(dòng)器因長期處在工作狀況導(dǎo)致溫度快速上升，制動(dòng)的動(dòng)力隨即降低。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，如果車輛剎車片實(shí)際溫度達(dá)到260 ℃后，其制動(dòng)力大幅降低，機(jī)能提供最大35%的制動(dòng)力。由此可見，坡長與坡度相對(duì)較大的路段需要重點(diǎn)考慮貨車制動(dòng)。

(2)豎曲線半徑

當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)速取100 km/h時(shí)，視覺上需要的豎向曲線半徑最小值依次為：凸形豎向曲線16 km，凹形豎向曲線10 km。本公路的豎向曲線盡管在半徑方面可以滿足相關(guān)要求，但在部分條件下依然需要增大半徑，以此更好滿足在視覺方面的實(shí)際需要。

2.3 橫斷面

(1)路基寬度

本公路全線的路基寬度相等，僅為26 m，行車道寬度為2×2×3.75 m，中央分隔帶的寬度為2.0 m，兩側(cè)路緣寬度均為0.75 m，兩側(cè)硬路肩寬度均為3.0 m，兩側(cè)土路肩寬度均為0.75 m。當(dāng)平曲線的實(shí)際半徑在1 400 m以內(nèi)時(shí)，針對(duì)中央分隔帶視距不足的路段，可適當(dāng)增大其寬度，以此滿足視距要求。

(2)避險(xiǎn)車道

公路設(shè)計(jì)過程中，如果大型車輛占比超出30%交通量，為確保車輛下坡通行安全，需要按照要求設(shè)置一個(gè)避險(xiǎn)車道。但由于本公路沒有設(shè)置避險(xiǎn)車道的必要，即大型車輛占比小于30%交通量，所以不進(jìn)行討論。

2.4 線形組合

通過以上分析可知，針對(duì)單一受限的技術(shù)指標(biāo)檢驗(yàn)成果，都可滿足規(guī)范要求，但需要考慮兩種及以上技術(shù)指標(biāo)同時(shí)作用在平縱面上的情況，這樣有可能會(huì)產(chǎn)生一定隱患，應(yīng)按照運(yùn)行時(shí)速對(duì)超高進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。

3 結(jié)束語

通過對(duì)運(yùn)行時(shí)速的采用，針對(duì)該公路的路線安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果顯示每個(gè)指標(biāo)都可以滿足規(guī)范要求，這樣可以確保公路路線設(shè)計(jì)與工程總體設(shè)計(jì)有效避免安全問題和隱患，從而實(shí)現(xiàn)安全第一與行者為本等價(jià)值觀。

[1] 蒲浩，詹振炎，宋占峰. 約束Delaunay三角化在路線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及其生成算法研究[J]. 中國公路學(xué)報(bào)，2014，(2):25-30.

[2] 丁偉，何丕元，朱凌. 公路安全性評(píng)價(jià)技術(shù)在石城至吉安高速公路中的應(yīng)用[J]. 公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2015，(2):21-22.

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2017-04-28

胡華啟，男，貴州桐梓人，工程師，研究方向：道路勘察設(shè)計(jì)。

U412

：C

：1008-3383(2017)07-0043-02