山區(qū)農(nóng)村公路安保設(shè)施設(shè)計(jì)的相關(guān)研究

姜開珍

摘 要：本文對(duì)影響山區(qū)農(nóng)村公路安全的主要問題進(jìn)行了分析，針對(duì)山區(qū)農(nóng)村公路的交通狀況、道路和環(huán)境的特點(diǎn)，借鑒國(guó)內(nèi)外的研究成果和工程經(jīng)驗(yàn)，遵循安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、易于保養(yǎng)的原則，對(duì)適合農(nóng)村公路的安全保障設(shè)施的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：山區(qū)農(nóng)村公路；交通特征；安全保障；防撞設(shè)施

中國(guó)是多山國(guó)家，山區(qū)面積（包括山地、丘陵和高原）約占全國(guó)總面積的三分之二，為數(shù)眾多的村落遍布于崇山峻嶺之中。近年來，由于公路交通安全設(shè)施設(shè)置不完善所導(dǎo)致的農(nóng)村公路交通事故屢見不鮮。因此，對(duì)山區(qū)農(nóng)村公路交通安全設(shè)施的形式及設(shè)置進(jìn)行研究，改善山區(qū)農(nóng)村公路交通安全狀況，對(duì)于促進(jìn)農(nóng)村公路交通和諧發(fā)展具有重大意義。

1 山區(qū)農(nóng)村公路定義

從我國(guó)國(guó)情和現(xiàn)實(shí)出發(fā)，山區(qū)農(nóng)村公路主要指的是位于山區(qū)、丘陵和高原地區(qū)，列入所在地縣級(jí)人民政府批準(zhǔn)的公路建設(shè)規(guī)劃，以國(guó)家三級(jí)、四級(jí)或準(zhǔn)四級(jí)公路為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度為40km/h，經(jīng)相關(guān)交通主管部門驗(yàn)收，在縣、鄉(xiāng)、村之間起相互連接作用的公路。

2 山區(qū)農(nóng)村公路代表行駛車輛

通過上文可知，山區(qū)農(nóng)村公路交通事故車輛主要為小型車，表1中列舉出了山區(qū)農(nóng)村公路的主導(dǎo)車型及其基本特性

表1 山區(qū)農(nóng)村公路主要車輛及其基本特征

車型 載重（kg） 車輛寬度（m） 汽車中心距保險(xiǎn)杠距離（m） 碰撞角度（°）

小型車 2000 1.6 2 15 20 30

中型車 10000 2 3.34 15 20 30

大型車 14000 2.5 4.5 15 20 30

3 山區(qū)農(nóng)村公路交通事故特征

下面以中國(guó)河北省承德市灤平縣事故資料為例，總結(jié)概括山區(qū)農(nóng)村公路交通事故特征

山區(qū)農(nóng)村公路事故車輛以小型車輛為主，如圖1

圖1交通事故組成車輛特征

農(nóng)村公路中曲線段路段事故發(fā)生率較大，駕駛?cè)藛T如對(duì)車速控制不當(dāng)，容易發(fā)生車輛駛出路外事故。碰撞事故、單車事故（主要是駛出路外事故）是農(nóng)村公路的主要事故類型，圖2為承德市公路2006年至2009年縣道和鄉(xiāng)村道三年發(fā)生得交通事故形態(tài)比例圖。

圖2承德市公路2006年至2009年縣道和鄉(xiāng)村道三年發(fā)生得交通事故形態(tài)比例圖

農(nóng)村公路設(shè)計(jì)等級(jí)低，設(shè)計(jì)不規(guī)范安保設(shè)施配備不齊也是導(dǎo)致山區(qū)農(nóng)村公路交通事故頻發(fā)的誘因之一。

因此，對(duì)于現(xiàn)有山區(qū)農(nóng)村公路，改變道路線形以增大安全保障能力較為困難，而通過設(shè)立和完善山區(qū)農(nóng)村公路路側(cè)安保設(shè)施，就成為了一種可行性較大的改善公路安保狀況的措施。

4 防撞設(shè)施

基于山區(qū)農(nóng)村公路安全防撞設(shè)施設(shè)計(jì)安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、便于維護(hù)的特點(diǎn)，在路側(cè)環(huán)境復(fù)雜以及凈空有限的山區(qū)，選用剛性混凝土防撞設(shè)施較為適宜，這類護(hù)欄可以有效降低汽車在危險(xiǎn)路段駛出道路的風(fēng)險(xiǎn)，但車輛輪胎容易被混凝土墩刮擦、阻絆，沒有起到很好的誘導(dǎo)作用。為了保證防撞設(shè)施對(duì)于車輛駛出路外的阻止及方向誘導(dǎo)作用能夠更加有機(jī)結(jié)合起來，可以選用圖3所示的墻前堆土的防護(hù)措施，即變形單坡面混凝土防撞設(shè)施。

（a） （b）

圖3 墻前堆土防護(hù)及其效果圖示

5 防撞墩安全能力驗(yàn)算

對(duì)于混凝土防撞護(hù)欄受到汽車撞擊后，構(gòu)件整體性較完好，護(hù)欄出現(xiàn)破碎和裂縫的范圍有限。而影響護(hù)欄使用功能的主要因素為護(hù)欄本身的抗滑及抗傾覆能力，因此需對(duì)護(hù)欄進(jìn)行相關(guān)抗滑及抗傾覆能力驗(yàn)算，計(jì)算公式如公式（2）公式（3）：

Fnax×（h+h2） =Ep×h2/3+G×b2 （2）

其中：Fax—護(hù)欄抗傾覆力（KN）；b1—護(hù)欄地上部分寬度；

b2—護(hù)欄埋置部分寬度；h—車輛撞擊護(hù)欄的高度，此處h=0.5m；Ep—被動(dòng)土壓力.公式如下；Ep=h22×γ×εp/2

其中；εp—被動(dòng)土壓力系數(shù)，計(jì)算公式為：εp=tan（45°+φ/2），其中，φ為土的內(nèi)摩擦角；?！獮橥恋娜葜?，一般取20；h1—護(hù)欄路上部分高度；h2—護(hù)欄埋置部分高度；L—為護(hù)欄長(zhǎng)度；G—護(hù)欄重量，計(jì)算公式如下，其中混凝土容重，可取26；

F<

其中；F—為護(hù)欄受到的撞擊力；Ep—被動(dòng)土壓力；μ為摩擦力系數(shù)；根據(jù)規(guī)范此處取值為0.25；G—護(hù)欄重量。

假設(shè)混凝土護(hù)欄長(zhǎng)度為2m，改變護(hù)欄地上部分及埋置部分尺寸，可得出影響護(hù)欄使用安全性的相關(guān)因素，具體尺寸設(shè)計(jì)方案見表2，驗(yàn)算結(jié)果見表3及表4。

表2不同尺寸防撞墩設(shè)計(jì)方案

方案 1 2 3 4

1 0.8 0.4 0.5 0.4

2 0.8 0.4 0.6 0.4

3 0.8 0.4 0.5 0.6

4 0.8 0.4 0.6 0.6

5 1 0.4 0.5 0.4

6 1 0.4 0.6 0.4

7 1 0.4 0.5 0.6

8 1 0.4 0.6 0.6

表3不同尺寸設(shè)計(jì)方案下抗傾覆力

方案 1 2 3 4 5 6 7 8

抗傾覆力（KN） 11.14 11.35 19.34 19.72 12.74 12.80 21.74 21.90

表4不同護(hù)欄尺寸設(shè)計(jì)方案下正撞抗滑力

方案 1 2 3 4 5 6 7 8

抗滑力（KN） 18.37 19.37 20.37 21.38 19.38 20.38 21.88 22.88

6 安保設(shè)施間距設(shè)置研究

安全設(shè)施的間隔設(shè)置涉及到護(hù)欄攔阻車輛的有效性，間隔過大起不到攔阻作用，間隔設(shè)置過小，對(duì)于需要考慮資金問題的農(nóng)村公路來說，無疑會(huì)造成資源的浪費(fèi)。因此，綜合考慮車速、車長(zhǎng)等車輛特性及車輛與防護(hù)設(shè)施之間的撞擊角之間的關(guān)系，可確定間斷式護(hù)欄的設(shè)置間隔，計(jì)算公式如公式：

S=L·cosθ （4）

式中：S——設(shè)置間隔；L——車身長(zhǎng)度； θ——撞擊角。

以承德市山區(qū)農(nóng)村公路為例，設(shè)計(jì)速度30km/h，常見車型為農(nóng)用車，車身長(zhǎng)5.988m，以這種車輛特性為設(shè)計(jì)依據(jù)，計(jì)算安全設(shè)施間隔如表5所示：

表5間隔設(shè)置參數(shù)表

撞擊角 90°～70° 70°～50° 50°～30° <30°

間斷式設(shè)施間隔 <1.5m 2m～4m 4m～5m >5m

7 結(jié)語(yǔ)

由計(jì)算結(jié)果分析可知，增加護(hù)欄地下部分的寬度，有助于增加防撞設(shè)施的抗滑及抗傾覆能力，而護(hù)欄地上及地下部分的高度則應(yīng)控制。在山區(qū)農(nóng)村公路的實(shí)際施工當(dāng)中，應(yīng)盡可能的將防撞設(shè)施嵌鎖于公路中，將公路與防撞設(shè)施結(jié)合成一體，對(duì)于未能將防撞設(shè)施嵌鎖于公路中的，在施工中應(yīng)處理好設(shè)施地下埋深部位周圍土體，盡可能加大周圍土體的密實(shí)程度，也可起到增加設(shè)施防撞能力的功效。

參考文獻(xiàn)：

[1] 潘兵宏，楊少偉，趙一飛.山區(qū)高速公路長(zhǎng)大下坡路段界定標(biāo)準(zhǔn)研究[J].中外公路.2009（06）：6-10.

[2] 肖殿良，陳紅，蔣楓.農(nóng)村公路交通安全設(shè)施選用適用性分析[J].公路.2007（03）：152-155.

[3] 唐國(guó)利，劉瀾.山區(qū)公路事故多發(fā)段道路條件分析與防治對(duì)策[J].交通科技與經(jīng)濟(jì).2005（04）：55-57.

[4] 吳義林，劉東杰，溫小勇.三清山環(huán)山公路安保工程設(shè)計(jì)[J].青海交通科技.2006（03）：50-51.

[5] 張鐵軍，吳京梅，宋楠，等.109國(guó)道北京段安保工程事故影響分析[J].公路.2005（12）：96-101.

[6] 何勇.交通部公路安全保障工程情況介紹[J].交通世界.2004（09）：

98-99.

[7] 康云霞.109國(guó)道北京段安保工程創(chuàng)新理念[J].交通世界： 建養(yǎng).機(jī)械.2007（12）：63-66.

[8] 王坤平，周蕓，谷志杰.國(guó)道安保措施研究[J].路基工程.2007（01）：

142-144.

[9] 瞿樹林.安保工程在山區(qū)公路的實(shí)施[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng).2006（10）：

38-39.

[10] 黃建強(qiáng)，夏必勝.偏遠(yuǎn)山區(qū)農(nóng)村公路建設(shè)存在的問題及對(duì)策[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技.2006（09）：50-51.

[11] 楊海輝.談貧困山區(qū)農(nóng)村公路建設(shè)存在的問題與思考[J].科技資訊.2008（11）：160.

[12] 李維勛.山區(qū)農(nóng)村公路的設(shè)計(jì)理念[J].中國(guó)水運(yùn)： 下半月.2009

（06）：219-220.

[13] 王建偉.山區(qū)農(nóng)村公路建設(shè)的設(shè)計(jì)理念探析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化.2012

（14）：82-84.

[14] 朱杏利.山區(qū)農(nóng)村公路的“殺手”[J].現(xiàn)代交通管理.2000（03）：42.

[15] 李靖.山區(qū)農(nóng)村公路老路改造設(shè)計(jì)中極限指標(biāo)運(yùn)用研究[J].交通世界： 運(yùn)輸.車輛.2012（11）：196-197.

[16] 熊濤.山區(qū)農(nóng)村公路的勘察設(shè)計(jì)[J].科技咨詢導(dǎo)報(bào).2006（14）：65-66.

[17] 蔣良方.山區(qū)農(nóng)村公路路側(cè)安全防護(hù)措施探討[J].四川建材.2008

（05）：205-207.

[18] 夏小英.淺談山區(qū)農(nóng)村公路設(shè)計(jì)[J].科技成果縱橫.2012（03）：61-62.

[19] 顏春，劉唐志，周海東，等.山區(qū)農(nóng)村公路急彎路段安全保障措施研究[J].公路交通科技： 應(yīng)用技術(shù)版.2012（07）：336-339.

[20] 李長(zhǎng)城，高海龍，湯筠筠.改善我國(guó)公路路側(cè)安全的系統(tǒng)化對(duì)策[J].道路交通與安全.2007（01）：33-37.

[21] 樊樺.關(guān)于“十一五”農(nóng)村公路發(fā)展規(guī)劃的政策思考[J].綜合運(yùn)輸.

2004（11）：11-14.

[22] 趙永平，楊少偉，趙一飛.具有中央分隔帶公路彎道外側(cè)超車車道的視距[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)： 自然科學(xué)版.2004（05）：31-34.

[23] 周榮貴，江立生，孫家風(fēng).公路縱坡坡度和坡長(zhǎng)限制指標(biāo)的確定[J].公路交通科技.2004（07）：1-4.

[24] 劉志平，張景松.我國(guó)道路交通安全現(xiàn)狀分析與對(duì)策[J].交通科技.

2003（01）：11-13.