山區(qū)普通公路運(yùn)營階段增設(shè)避險車道設(shè)計探討

(三明市公路局，三明365001)

山區(qū)普通公路運(yùn)營階段增設(shè)避險車道設(shè)計探討

■李健

(三明市公路局，三明365001)

本文以G534線(原S204線)K345+400清流縣黃柏洋避險車道工程為例，對山嶺重丘地形山區(qū)普通公路事故多發(fā)危險路段在運(yùn)營階段增設(shè)避險車道的位置及類型的選定、相關(guān)技術(shù)參數(shù)及材料選擇等進(jìn)行了探討，為同類工程的設(shè)計提供參考。

山區(qū)普通公路運(yùn)營階段避險車道設(shè)計探討

早期建設(shè)的山區(qū)普通公路受建設(shè)資金及山區(qū)地形等條件限制，局部路段存在縱坡坡度、連續(xù)坡長、平均縱坡無法完全滿足規(guī)范要求及下坡路段平、縱組合不利于行車安全等問題，加上部分車輛存在超載、超速嚴(yán)重等現(xiàn)象極易造成翻車、撞山、掉崖等道路交通安全事故。因此，為了降低交通事故發(fā)生率，后期運(yùn)營階段在上述事故多發(fā)路段設(shè)置避險車道顯得尤為重要。

本文以G534線(原S204線)清流縣黃柏洋避險車道工程為例，介紹山嶺重丘地形山區(qū)普通公路事故多發(fā)危險路段在運(yùn)營階段增設(shè)避險車道的設(shè)計案例。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目所在地理位置

清流縣黃柏洋路段位于G534線(原S204線)K342+ 790～K346+730處。黃柏洋路段地勢險峻、坡陡路彎，載重貨車因剎車失控造成惡性交通事故頻繁發(fā)生，是重點(diǎn)整治的危險路段。

1.2 設(shè)置避險車道的必要性

據(jù)清流縣交警大隊統(tǒng)計，2005年至2011年清流縣黃柏洋路段發(fā)生傷亡道路交通事故23起，死亡18人，受傷25人，直接經(jīng)濟(jì)損失326萬元。

根據(jù)現(xiàn)場勘測及對照該路原竣工等相關(guān)資料進(jìn)行復(fù)核得出：黃柏洋路段為山嶺重丘設(shè)計時速40km/h二級公路；路基寬8.5m；彎道有13處，小于一般最小半徑有4處，最小半徑為60m；連續(xù)下坡3.94km，最大縱坡為7.28%，平均坡率為5.40%；縱坡大于5.0%坡段有10處，共長2.685km，占整路段68.15%。

根據(jù)調(diào)查黃柏洋路段地處礦區(qū)，交通組成以貨運(yùn)汽車為主，貨車占交通量的56%且基本存在超載現(xiàn)象，由于該路段屬連續(xù)長陡坡、連續(xù)彎道路段，平縱線形均差；大、中型貨車超速、超載、長下坡行駛，易使剎車片失靈，從而導(dǎo)致交通事故頻發(fā)。為減少事故發(fā)生，按《公路路線設(shè)計規(guī)范》[1]中“當(dāng)長陡下坡，其平均縱坡大于或等于4%，縱坡連續(xù)長度大于或等于3km，交通組成中的大、中型載重車占50%以上，且載重車缺少輔助制動裝置的路段，在危及運(yùn)行安全處應(yīng)設(shè)置避險車道”的規(guī)定，在該路段改建增設(shè)避險車道。

2 避險車道位置及類型的選定

2.1 避險車道位置選定

避險車道位置的確定有坡度嚴(yán)重率分級系統(tǒng)法、工程經(jīng)驗(yàn)法和事故發(fā)生頻率法。規(guī)劃或設(shè)計前期階段避險車道位置的選定一般用工程經(jīng)驗(yàn)法,運(yùn)營階段避險車道位置的選定一般用事故頻率法。清流縣黃柏洋路段為運(yùn)營道路，故采用事故頻率法選定避險車道位置。

選擇避險車道的位置必須綜合考慮以下諸多因素:一是有無條件設(shè)置避險車道等自然地形條件；二是連續(xù)下坡，長、陡坡的后半段一般是事故多發(fā)路段；三是道路線形、縱坡的坡度以及公路相鄰區(qū)域的視距等工程條件。

K345+400處距坡頂2.61km，距坡底1.33km，處于黃柏洋長、陡坡路段的后半段。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查觀測車輛經(jīng)過該處平均車速為80km/h，為中、大型載重貨車安全與失控的臨界車速，且該處位于陡坡加小半徑彎道路段，在離心力作用下，車輛極易沖出行車道，交通事故頻率最高。經(jīng)過多次勘查，確定避險車道設(shè)置K345+400彎道處，車輛如發(fā)現(xiàn)失控可直接沖進(jìn)避險車道內(nèi)避險，能最大限度發(fā)揮避險車道作用，并結(jié)合右側(cè)山谷及對面小山包設(shè)置避險車道填挖方等工程量較小，建成后視線良好，施救方便。

2.2 避險車道類型的選定

避險車道的類型有沙堆型、重力型和制動床型。制動床型又分為下坡型、水平型和上坡型三種。由于上坡型避險車道可以利用車輛行駛阻力和坡度阻力的共同作用來使車輛的速度降低,所以路床的長度可以相對的減小?？紤]氣候、地形、造價、養(yǎng)護(hù)維修等因素,確定本項(xiàng)目采用上坡型制動床避險車道。

3 避險車道基本參數(shù)

3.1 避險車道與主線交角

根據(jù)交通運(yùn)輸部發(fā)布《公路安全生命防護(hù)工程實(shí)施技術(shù)指南》(試行)[2]中避險車道與主線交角小于5°以內(nèi)為宜，最大不宜超過10°的要求，結(jié)合現(xiàn)場平面線形及實(shí)際地形，確定避險車道在K345+400彎道處以切線方式從主線切出。

3.2 避險車道引道及制動床長度

《公路路線設(shè)計細(xì)則(總校稿)》在“避險車道長度表”中將避險車道入口速度取90～120 km／h之間，結(jié)合交警部門對黃柏洋路段歷年事故車輛速度統(tǒng)計調(diào)查，本項(xiàng)目避險車道入口設(shè)計速度取100km／h。根據(jù)交通工程學(xué)，駕駛員從看見避險車道到做出判斷并采取行動的時間至少需要3s，再根據(jù)這一反應(yīng)時間和不同駛?cè)胨俣扔嬎愠鲆赖淖钚⌒枨箝L度[3]，由此計算得出引道的最小需求長度為83m。為了使制動坡床與道路主線存在一定的偏移量，避免制動坡床砂礫飛濺回主線，影響主線交通，并保證失控車輛能夠安全、平順的駛?cè)氡茈U車道，結(jié)合現(xiàn)場地形將引道長度加長至140m，即為BK0+000～BK0+140段。

根據(jù)避險車道制動床長度經(jīng)驗(yàn)公式(1)。

式中，L——避險車道制動床長度(m)；

V——車輛駛?cè)氡茈U車道制動床時的速度(km/h)；

R——避險車道制動床集料滾動阻力系數(shù)；

G——避險車道制動床坡度百分?jǐn)?shù)的代數(shù)值。

取V=100km/h(觀測到的以往失控車輛最大速度)，R=0.25(制動床集料采用豆礫石)，G=0.10，計算得出避險車道制動床最小長度為112m。為保證失控車輛的安全性并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際地形將避險車道制動床加長至120m，即為BK0+140～BK0+260段。避險車道平面布置示意圖如圖1所示。

3.3 避險車道引道及制動床縱坡

避險車道引道前段縱坡和道路主線相同，通過設(shè)置變坡點(diǎn)及豎曲線逐漸過渡到避險車道制動床縱坡。根據(jù)現(xiàn)場地形及所能提供的避險車道制動床長度確定黃柏洋避險車道制動床的縱坡為10%。避險車道縱斷面示意如圖2所示。

圖1 避險車道平面布置示意圖(單位：cm)

圖2 避險車道縱斷面示意圖（單位：cm）

3.4 避險車道結(jié)構(gòu)設(shè)計

(1)橫斷面布置

根據(jù)《公路安全生命防護(hù)工程實(shí)施技術(shù)指南》(試行)中制動車道的寬度應(yīng)足夠容納一輛車的要求，確定本項(xiàng)目避險車道制動車道寬度為4.5m，服務(wù)車道寬度為3.5m，兩側(cè)各預(yù)留0.75m寬設(shè)置防撞護(hù)欄，總寬度為9.5m。

(2)結(jié)構(gòu)類型及厚度

避險車道引道及服務(wù)車道結(jié)構(gòu)類型及厚度如下：底基層采用15cm厚級配碎石，基層采用15cm厚5%水泥穩(wěn)定碎石，面層采用24cm厚混凝土路面。

避險車道制動車道結(jié)構(gòu)類型及厚度如下：BK0+140～BK0+260段底基層采用15cm厚級配碎石；基層采用15cm厚5%水泥穩(wěn)定碎石基層，3cm厚瀝青表面處治(用于提高基層頂面平整度，增強(qiáng)防水性)；制動坡床集料采用7.5～100cm厚豆礫石(其中BK0+140～BK0+170段由最小厚度逐步過渡到完整厚度，BK0+254～BK0+260段因設(shè)置末端消能設(shè)施而不鋪設(shè))。

避險車道結(jié)構(gòu)示意如圖3所示。

3.5 制動坡床集料厚度及級配要求

根據(jù)《公路安全生命防護(hù)工程實(shí)施技術(shù)指南》(試行)中制動坡床集料最小厚度不應(yīng)小于1m的要求，因此集料厚度選用1m。豆礫石具有較高滾動阻力，且不易被壓實(shí)，是最常使用的避險車道制動坡床材料，因此確定黃柏洋避險車道制動床集料采用豆礫石，集料級配要求見表1。

表1 避險車道制動床集料級配要求

圖3 避險車道結(jié)構(gòu)示意圖(單位：cm)

3.6 其他設(shè)施

(1)排水設(shè)施：為避免制動坡床凍結(jié)和制動坡床集料的污染，在制動段基層頂及縱向最低點(diǎn)設(shè)置橫向排水管(溝)，挖方段設(shè)置縱向排水明溝及盲溝。

(2)末端消能設(shè)施：為避免失控車輛沖出避險車道，在末端設(shè)置廢棄輪胎和砂堆等消能設(shè)施。

(3)施救配套設(shè)施：在服務(wù)車道外側(cè)沿制動坡床以30m間距設(shè)置救險錨栓。

(4)交通安全設(shè)施：在避險車道兩側(cè)及末端設(shè)置鋼筋混凝土防撞護(hù)欄，兩側(cè)防撞護(hù)欄上以間距15m設(shè)置紅色反光輪廓標(biāo)。分別在距避險車道前方1km、500m、200m、100m、50m處設(shè)置“避險車道前方XXXm”預(yù)告標(biāo)志牌，并在K345+400處設(shè)置“避險車道↓”標(biāo)志牌。在避險車道引道入口處設(shè)置“禁止停車”及“失控車輛專用”標(biāo)志牌。在避險車道入口交通分流端部設(shè)置防撞桶，起警示、引導(dǎo)及碰撞消能作用。

圖4 避險車道建前原貌

圖5 避險車道建成現(xiàn)狀

4 工程效果

自2012年避險車道建成以來,G534線(原S204線)清流縣黃柏洋路段據(jù)不完全統(tǒng)計進(jìn)入避險車道車輛有140余輛并未發(fā)生人員傷亡交通安全事故，有效地保障了人民群眾的生命財產(chǎn)安全，工程效果顯著。

由于山區(qū)普通公路受地形條件限制,連續(xù)長大下坡等危險路段易發(fā)生交通安全事故的問題依然存在,避險車道的應(yīng)用也將會越來越廣泛,希望本案例可為同類工程的設(shè)計提供參考。

[1]JTGD20—2006，公路路線設(shè)計規(guī)范[S].北京：人民交通出版社. 2006.

[2]公路安全生命防護(hù)工程實(shí)施技術(shù)指南[S].北京：人民交通出版社股份有限公司.2015.

[3]劉唐志，郭鑫，徐陽，劉明.高速公路避險車道結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)優(yōu)化研究—以仁赤高速為例[J].公路工程，2014,39(3)：96.