山區(qū)普通公路避險(xiǎn)車道設(shè)計(jì)探析

孫豫寧

摘 要：緊急避險(xiǎn)車道是道路的一個(gè)重要組成部分。避險(xiǎn)車道的合理設(shè)置，配置標(biāo)志、護(hù)欄、坡頂，設(shè)置剎車檢查站等服務(wù)設(shè)施可有效預(yù)防事故發(fā)生。本文著重探析避險(xiǎn)車道的設(shè)置位置及避險(xiǎn)車道的設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路;避險(xiǎn)車道;設(shè)計(jì)

在事故統(tǒng)計(jì)中，長陡下坡是事故多發(fā)路段，山嶺重丘區(qū)的地勢起伏大，因自然環(huán)境所限，道路依山傍巖，落差大，坡長且陡，車輛在這些道路上行駛，因長時(shí)間使用行車制動(dòng)，使制動(dòng)器溫度上升而導(dǎo)致的熱衰退，或由于在合適的時(shí)間換低檔失敗，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使制動(dòng)能力完全喪失，以致釀成事故的情況時(shí)有發(fā)生。

本文將探析避險(xiǎn)車道的設(shè)置方法、平縱線形、設(shè)計(jì)參數(shù)選取等，作為山區(qū)普通公路避險(xiǎn)車道設(shè)計(jì)的參考。

1緊急避險(xiǎn)車道的定義

緊急避險(xiǎn)車道（ Truck Escape Ramp ）指：為使主線車流中失去控制的車輛能夠減慢行駛速度并且能夠停止下來，在主線道路旁設(shè)置的一種車道形式。一條完善的避險(xiǎn)車道由避險(xiǎn)車道引道、制動(dòng)床、服務(wù)車道及其它附屬設(shè)施組成，有兩個(gè)作用。其一是可使公路制動(dòng)失靈車輛從主線中分流，避免對(duì)主線的干擾;其二是制動(dòng)失靈車輛駛?cè)氡茈U(xiǎn)車道后，能以安全的速率平穩(wěn)地減速停車，不應(yīng)出現(xiàn)人員傷亡，車輛嚴(yán)重?fù)p壞的情況。

2避險(xiǎn)車道的位置確定方法

避險(xiǎn)車道的設(shè)置應(yīng)考慮到能攔住大部分的失控車輛，避免重大交通事故發(fā)生。避險(xiǎn)車道位置的確定一般有 3種方法： 工程經(jīng)驗(yàn)、事故發(fā)生頻率和坡度嚴(yán)重率分級(jí)系統(tǒng)。

美國“運(yùn)輸工程師協(xié)會(huì)”于 1989 年簽發(fā)了“緊急避險(xiǎn)車道設(shè)置必要性指南”[2] ，為工程人員決策是否設(shè)置緊急避險(xiǎn)車道時(shí)提供參考。該指南認(rèn)為緊急避險(xiǎn)車道是否有必要設(shè)置的主要考慮因素為如下三個(gè)方面，即：事故率;平面線形與車輛運(yùn)行速度之間的相關(guān)關(guān)系;導(dǎo)致嚴(yán)重交通事故的安全隱患（如，校車車輛較多的道路上）。

美國聯(lián)邦公路部門的“坡度嚴(yán)重率分級(jí)系統(tǒng)”利用汽車動(dòng)力學(xué)原理結(jié)合道路的幾何線形定量地分析出危險(xiǎn)路段的位置。這個(gè)系統(tǒng)的核心是計(jì)算出車輛載重時(shí)對(duì)應(yīng)的最大安全行駛速度。計(jì)算機(jī)計(jì)算出在選定長坡條件下車輛每行駛 0. 5英里 （ 0. 8 km）的距離時(shí)，用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算出剎車片的溫度，根據(jù)汽車動(dòng)力學(xué)反算車輛行駛速度，剎車片的極限溫度是 500 F（ 260℃ ），那么與極限溫度相對(duì)應(yīng)的速度即為安全速度。有了這個(gè)系統(tǒng)我們就可以定量地分析在本段道路、車輛條件下，評(píng)價(jià)陡坡各個(gè)路段的安全性，并可為設(shè)置避險(xiǎn)車道的位置提供重要的依據(jù)。

3緊急避險(xiǎn)車道的設(shè)計(jì)

緊急避險(xiǎn)車道由如下幾個(gè)部分構(gòu)成：1 ）引道;2 ）避險(xiǎn)車道;3 ）輔助車道;4 ）地錨;5 ）避險(xiǎn)車道末端吸能設(shè)施;6 ）避險(xiǎn)車道材料。

3.1緊急避險(xiǎn)車道的引道設(shè)計(jì)

根據(jù)美國多年的研究，要求連接公路行車道與避險(xiǎn)車道路床的距離至少要大于 305 m。通過調(diào)查，多數(shù)專家贊同輔助引道寬度為 3.7 ～5.5 m 之間。

引道的設(shè)置，應(yīng)保證準(zhǔn)備使用避險(xiǎn)車道的駕駛員在引道的起點(diǎn)清晰地看到避險(xiǎn)車道的全部線形，時(shí)隱時(shí)現(xiàn)的避險(xiǎn)車道會(huì)給駕駛員不安全的感覺，往往會(huì)使駕駛員避開避險(xiǎn)車道，而錯(cuò)過救生機(jī)會(huì)。避險(xiǎn)車道的引道的終點(diǎn)應(yīng)設(shè)計(jì)成方型 （見圖 1），可在減速前更有效地控制失控車輛 。這樣設(shè)置可使車輛前輪同時(shí)進(jìn)入避險(xiǎn)車道，保證車輛前軸兩輪保持同樣的減速度，否則會(huì)造成車輛前軸兩輪左右受力不均勻而導(dǎo)致車輛側(cè)翻，在避險(xiǎn)車道入口即發(fā)生事故。引道的設(shè)置終點(diǎn)宜在避險(xiǎn)車道入口的后方，使避險(xiǎn)車道與主線分隔開并保證一定距離，保證車輛進(jìn)入避險(xiǎn)車道后，不會(huì)有石子蹦到車道外部，特別是主車道上，干擾正常行駛的車輛。

3.2避險(xiǎn)車道線形

避險(xiǎn)車道是為失控車輛設(shè)計(jì)的，因此它的平面線形應(yīng)是直線失控車輛是不能適應(yīng)曲線線形的。在這種線形條下，車輛有可能沿著曲線切線方向沖出避險(xiǎn)車道，造成翻車等事故。避險(xiǎn)車道的縱面線形也應(yīng)是直線。 縱面線形為豎曲線的避險(xiǎn)車道對(duì)司機(jī)和車輛來說存在著潛在的危險(xiǎn)。從受力的角度來說，這是一種非常不合理的線形，失控車輛在豎曲線上高速行駛時(shí)，會(huì)產(chǎn)生時(shí)刻變化的向心力，它和其他力合成可能產(chǎn)生很大的合力，即產(chǎn)生很大的變化減速度，有可能超過司機(jī)或車輛所能承受速率變化范圍。因此避險(xiǎn)車道的線形無論是平面還是縱面均應(yīng)設(shè)置成直線 （直坡），駛出角盡可能小，使失控車輛更容易地駛?cè)氡茈U(xiǎn)車道。美國相關(guān)的資料表明，各州的避險(xiǎn)車道的設(shè)置角度一般均小于 10°，以 5°以下居多。如果用地受到限制，可以使線形盡可能與主線平行，這樣可以減少用地。

3.3避險(xiǎn)車道的長度和寬度

經(jīng)計(jì)算，緊急避險(xiǎn)車道的長度

其中，L —— 停車距離（ m ）;

V —— 駛?cè)氡茈U(xiǎn)車道的車速（ mile/h ）;

R —— 滾動(dòng)阻力系數(shù);

G —— 避險(xiǎn)車道的縱坡（%）。

避險(xiǎn)車道長度不足，車輛超越避險(xiǎn)車道造成翻越落入山崖或撞至避險(xiǎn)車道端部，導(dǎo)致車毀人亡的事故是我國避險(xiǎn)車道一個(gè)常見的問題，在此狀況下，管理者最常采用的措施是加長避險(xiǎn)車道。 實(shí)質(zhì)上解決此問題的方法不只這一種方法，增加避險(xiǎn)車道坡度、更換砂床材料也是可行的方法。避險(xiǎn)車道制動(dòng)床的寬度至少需要4m才能容納一輛貨車順利駛?cè)?。同時(shí)需要考慮到的情況是，將駛?cè)氡茈U(xiǎn)車道的制動(dòng)失靈貨車拖出需要一定的時(shí)間，而在一個(gè)較短時(shí)間段內(nèi)還是有兩輛或更多的制動(dòng)失靈車輛駛?cè)氡茈U(xiǎn)車道需求的可能性，所以避險(xiǎn)車道制動(dòng)床寬度取8m，在地形條件不允許的情況下可適當(dāng)減小。

4結(jié)語

避險(xiǎn)車道應(yīng)設(shè)置在車輛可能失控的連續(xù)長坡下坡路段，當(dāng)平均坡度≥4%，縱坡連續(xù)長度≥3km，交通組成中大中型車輛比例較高時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置避險(xiǎn)車道。

緊急避險(xiǎn)車道設(shè)計(jì)中，除上文所述避險(xiǎn)車道位置選擇、線型、避險(xiǎn)車道長度和寬度等關(guān)鍵性因素外，緊急避險(xiǎn)車道的坡度與路面材料的篩選，緊急避險(xiǎn)車道車道與輔助車道、引道的合理設(shè)置等也均是需要綜合考量;此外，失控車輛離開緊急避險(xiǎn)車道時(shí)的相關(guān)設(shè)施設(shè)計(jì)以及相關(guān)交通標(biāo)志也是影響到緊急避險(xiǎn)車道功能是否高效發(fā)揮的不可忽略的因素。

參考文獻(xiàn)：

[1]《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2006）.北京，人民交通出版社，2006

[2]American Association of State Highway andTransportation Officials. A policy on geometricdesign of highway and streets. Washington，D.C.：American Association of State Highway andTransportation Officials.

（遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110166）