山區(qū)公路避險(xiǎn)車(chē)道設(shè)計(jì)探究

彭峰

（韶關(guān)市翔宏公路勘察設(shè)計(jì)有限公司，廣東韶關(guān) 512000）

1 引言

我國(guó)地域廣袤、幅員遼闊，其中，山區(qū)面積占全國(guó)面積的69%，與平原地區(qū)相比，無(wú)論是水文、地質(zhì)還是地形都較為復(fù)雜，因此，進(jìn)行山區(qū)公路工程建設(shè)時(shí)往往限制條件與影響因素較多。車(chē)輛在連續(xù)長(zhǎng)大下坡路段行駛會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)而出現(xiàn)“熱衰退”現(xiàn)象，嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛剎車(chē)失靈，進(jìn)而造成嚴(yán)重后果。避險(xiǎn)車(chē)道的設(shè)置能夠供速度失控車(chē)輛駛?cè)?，利用制?dòng)坡床的滾動(dòng)阻力和坡度阻力迫使汽車(chē)減速停車(chē)，減輕事故影響。避險(xiǎn)車(chē)道主要由引道、制動(dòng)車(chē)道、服務(wù)車(chē)道及輔助設(shè)施組成。

2 工程設(shè)計(jì)實(shí)例簡(jiǎn)介

2.1 項(xiàng)目概述

項(xiàng)目名稱(chēng)為省道S258 線(xiàn)乳源縣鴨麻湖至大布段公路改建工程，起點(diǎn)為乳源縣鴨麻湖道班，樁號(hào)為K51+900，與國(guó)道G323線(xiàn)相接，經(jīng)白埂、胡椒塘至終點(diǎn)大布，樁號(hào)為K72+615.727，全長(zhǎng)20.716 km。

項(xiàng)目地處韶關(guān)市乳源縣大峽谷，地勢(shì)險(xiǎn)峻，山高路陡，全路段最大高差超過(guò)520 m。大型貨車(chē)連續(xù)下坡容易出現(xiàn)剎車(chē)失靈，造成交通事故，為減少交通事故發(fā)生，本項(xiàng)目在K58+940處左側(cè)增設(shè)1 條避險(xiǎn)車(chē)道。本文結(jié)合對(duì)本項(xiàng)目避險(xiǎn)車(chē)道的分析，從山區(qū)公路引道與線(xiàn)形、縱坡與長(zhǎng)度、寬度與厚度、減速設(shè)施入手，探究山區(qū)公路避險(xiǎn)車(chē)道設(shè)計(jì)。

2.2 項(xiàng)目實(shí)例避險(xiǎn)車(chē)道設(shè)計(jì)

2.2.1 避險(xiǎn)車(chē)道設(shè)置

本項(xiàng)目在K58+940 處左側(cè)增設(shè)1 處避險(xiǎn)車(chē)道，平面處于直線(xiàn)內(nèi)，避險(xiǎn)車(chē)道引道流出角度為5°；縱面處于K58+100～K61+000 段長(zhǎng)下坡后段，長(zhǎng)下坡長(zhǎng)度為2 900 m，高差為174.1 m，平均縱坡為6.0%。

2.2.2 避險(xiǎn)車(chē)道縱坡與長(zhǎng)度設(shè)計(jì)避險(xiǎn)車(chē)道全長(zhǎng)150 m，起點(diǎn)樁號(hào)BK0+000 位于主線(xiàn)K58+940 左側(cè)。BK0+000～BK0+065 段為避險(xiǎn)車(chē)道引道，長(zhǎng)65 m，縱坡與主路一致為-6.923%；BK0+065～BK0+150 段為避險(xiǎn)車(chē)道制動(dòng)坡床，長(zhǎng)85 m，縱坡為16%。避險(xiǎn)車(chē)道縱面由主路逐漸過(guò)渡到制動(dòng)坡床，縱面豎曲線(xiàn)半徑為250 m，路基橫坡由主路基橫坡2%逐漸過(guò)渡至水平。

2.2.3 避險(xiǎn)車(chē)道路面設(shè)計(jì)

避險(xiǎn)車(chē)道橫斷面路基寬度為9.75 m，由0.5 m 防撞墻+5 m 制動(dòng)坡床+3.75 m 服務(wù)車(chē)道+0.5 m 防撞墻組成。避險(xiǎn)車(chē)道BK0+065～BK0+150 段為避險(xiǎn)車(chē)道制動(dòng)坡床，采用砂礫石集料，BK0+065～BK0+095 段30 m 過(guò)渡段砂礫石深度由7.5 cm過(guò)渡至110 cm；BK0+095～BK0+150 段砂礫石深度采用110 cm，砂礫石底采用30 cm 厚水泥穩(wěn)定碎石硬化。服務(wù)車(chē)道路面結(jié)構(gòu)同主線(xiàn)路面結(jié)構(gòu)。

2.2.4 避險(xiǎn)車(chē)道制動(dòng)坡床集料級(jí)配要求及厚度設(shè)計(jì)

避險(xiǎn)車(chē)道制動(dòng)坡床集料采用砂礫石，集料規(guī)格及級(jí)配要求見(jiàn)表1。

表1 避險(xiǎn)車(chē)道制動(dòng)坡床集料級(jí)配要求

2.2.5 避險(xiǎn)車(chē)道交通安全設(shè)施

在K59+960 右設(shè)置“避險(xiǎn)車(chē)道，前方1 km”預(yù)告標(biāo)志牌；在K59+460 右設(shè)置“避險(xiǎn)車(chē)道，前方500 m”預(yù)告標(biāo)志牌；在K58+960 右設(shè)置“避險(xiǎn)車(chē)道”標(biāo)志牌。

在避險(xiǎn)車(chē)道防撞墻上每隔15 m 設(shè)置輪廓標(biāo)，輪廓標(biāo)的反光漆顏色為紅色，以區(qū)別主線(xiàn)。在避險(xiǎn)車(chē)道與舊路分開(kāi)處設(shè)置大示警樁，起警示及引導(dǎo)作用[1]。

2.2.6 避險(xiǎn)車(chē)道施救平臺(tái)及配套設(shè)施

在制動(dòng)坡床右側(cè)設(shè)置服務(wù)車(chē)道，以便拖車(chē)和維護(hù)車(chē)輛使用，在服務(wù)道路旁設(shè)置救險(xiǎn)錨栓。制動(dòng)坡道的末端設(shè)置消能桶。

2.2.7 避險(xiǎn)車(chē)道的運(yùn)行及養(yǎng)護(hù)

避險(xiǎn)車(chē)道需定期養(yǎng)護(hù)，在避險(xiǎn)車(chē)道每次被使用、失控車(chē)輛被拖出避險(xiǎn)車(chē)道制動(dòng)坡床之后，宜盡快鋪平制動(dòng)坡床，定期清除車(chē)輛沖壓產(chǎn)生的細(xì)小、尖銳碎集料。即使沒(méi)有車(chē)輛駛?cè)氡茈U(xiǎn)車(chē)道，也宜定期翻松集料，每次至少深60 cm。

3 山區(qū)公路避險(xiǎn)車(chē)道設(shè)計(jì)

3.1 明確設(shè)計(jì)位置

山區(qū)公路避險(xiǎn)車(chē)道位置設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足其識(shí)別視距，并且確保用地面積足夠。由于山區(qū)公路地形條件差，主路平縱指標(biāo)較差，在選址過(guò)程中，受到平、縱、橫3 方面約束，結(jié)合與交通運(yùn)輸部門(mén)的溝通情況，探究公路事故高發(fā)路段，以此為基礎(chǔ)判斷避險(xiǎn)車(chē)道設(shè)計(jì)位置。避險(xiǎn)車(chē)道設(shè)置于長(zhǎng)大下坡下半段或者小半徑曲線(xiàn)相接處，因?yàn)檫B續(xù)下坡路段與小半徑曲線(xiàn)相接處多為事故多發(fā)點(diǎn)。此外，避險(xiǎn)車(chē)道位置要避開(kāi)集鎮(zhèn)、村寨等人口較為密集區(qū)域，也不能在右轉(zhuǎn)彎平曲線(xiàn)上設(shè)置避險(xiǎn)車(chē)道。避險(xiǎn)車(chē)道的識(shí)別視距參見(jiàn)表2。

表2 避險(xiǎn)車(chē)道的識(shí)別視距

3.2 引道與線(xiàn)形

山區(qū)公路引道作為避險(xiǎn)車(chē)道與公路主線(xiàn)的連接部位，需要滿(mǎn)足以下要求：（1）為剎車(chē)失控的駕駛?cè)藛T提供足夠的反應(yīng)空間與時(shí)間，以便駕駛?cè)藛T能夠及時(shí)做出判斷，引導(dǎo)其駛?cè)氚踩茈U(xiǎn)車(chē)道。（2）確保失控車(chē)輛前輪能夠同時(shí)駛?cè)胫苿?dòng)坡床，否則將會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛2 只前輪受力不均，引起側(cè)翻事故。（3）引道終端要與公路主線(xiàn)保持一定距離，避免對(duì)主線(xiàn)上的行車(chē)安全造成干擾。在設(shè)計(jì)山區(qū)避險(xiǎn)車(chē)道過(guò)程中，入口盡量位于平面指標(biāo)較高路段，車(chē)輛駛?cè)氡茈U(xiǎn)車(chē)道的角度不宜超過(guò)5°。因?yàn)樯絽^(qū)道路轉(zhuǎn)彎路段較多，公路主線(xiàn)若處于左轉(zhuǎn)路段，引道要設(shè)置于主線(xiàn)切線(xiàn)方向。若位于右轉(zhuǎn)路段，引道要在小于10°的情況下從主線(xiàn)流出。

失控車(chē)輛駛?cè)胫苿?dòng)床后轉(zhuǎn)向困難，因此，較難適應(yīng)彎曲線(xiàn)形，避險(xiǎn)車(chē)道平面線(xiàn)形應(yīng)采用直線(xiàn)。

3.3 縱坡及長(zhǎng)度

避險(xiǎn)車(chē)道設(shè)計(jì)的重要因素，縱坡直接決定了避險(xiǎn)車(chē)道的應(yīng)用效果，首先，需要根據(jù)山區(qū)公路地形條件明確避險(xiǎn)車(chē)道位置后確定縱坡及長(zhǎng)度?？v坡小則需要較長(zhǎng)的制動(dòng)坡床，由于山區(qū)道路地形條件復(fù)雜，往往出現(xiàn)長(zhǎng)度無(wú)法滿(mǎn)足避險(xiǎn)車(chē)道設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象。若縱坡過(guò)大，則制動(dòng)坡床長(zhǎng)度設(shè)置較短，容易導(dǎo)致駕駛?cè)藛T產(chǎn)生無(wú)法安全停車(chē)的錯(cuò)覺(jué)。因此，避險(xiǎn)車(chē)道的長(zhǎng)度需要以縱坡、失控車(chē)輛駛?cè)胨俣?、制?dòng)坡床材料等為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算[2]。單一縱坡長(zhǎng)度計(jì)算公式為：

式中，L 為避險(xiǎn)車(chē)道制動(dòng)坡床的最小計(jì)算長(zhǎng)度，m，制動(dòng)坡床的設(shè)置長(zhǎng)度宜在最小計(jì)算長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上增加10 m；v 為失控車(chē)輛駛?cè)氡茈U(xiǎn)車(chē)道的速度，km/h，高速公路、一級(jí)公路宜按100～120 km/h 計(jì)算，二級(jí)及以下等級(jí)公路宜按60～100 km/h計(jì)算；R 為避險(xiǎn)車(chē)道制動(dòng)坡床材料的滾動(dòng)阻力系數(shù)，見(jiàn)表3；α為避險(xiǎn)車(chē)道制動(dòng)坡床縱坡。

表3 常見(jiàn)的避險(xiǎn)車(chē)道制動(dòng)坡床材料滾動(dòng)阻力系數(shù)

避險(xiǎn)車(chē)道制動(dòng)坡床由不同坡度構(gòu)成，則將失控車(chē)輛前一個(gè)坡道末端速度作為當(dāng)前坡度初速度進(jìn)行計(jì)算，以此類(lèi)推，直到失控車(chē)輛速度消減為零，計(jì)算出制動(dòng)坡道的長(zhǎng)度。計(jì)算公式為：

式中，Vi為失控車(chē)輛當(dāng)前坡道末端速度，km/h；Vi-1為失控車(chē)輛當(dāng)前坡道起點(diǎn)速度，km/h；Li為制動(dòng)車(chē)道的長(zhǎng)度，km。

3.4 寬度與厚度

避險(xiǎn)車(chē)道由制動(dòng)車(chē)道與服務(wù)車(chē)道構(gòu)成，服務(wù)車(chē)道設(shè)置于制動(dòng)車(chē)道右側(cè)，寬度一般不小于3.5 m。制動(dòng)車(chē)道考慮汽車(chē)制動(dòng)失效時(shí)駕駛員心理高度緊張，其寬度應(yīng)適當(dāng)增大，有條件時(shí)可考慮多輛車(chē)輛駛?cè)?，同時(shí)，需要考慮山區(qū)用地困難等因素，山區(qū)公路制動(dòng)車(chē)道寬度宜為4～6 m。

制動(dòng)坡床材料宜采用具有較高滾動(dòng)阻力系數(shù)、陷落度較好、不易板結(jié)和被雨水沖刷的卵、礫石材料。在鋪筑制動(dòng)車(chē)床時(shí)，鋪筑厚度是保障制動(dòng)坡床功能得以充分發(fā)揮的基礎(chǔ)，制動(dòng)坡床集料的厚度不宜小于1.0 m，制動(dòng)坡床入口處集料厚度宜為7.5 cm，應(yīng)在30～60 m 范圍內(nèi)過(guò)渡至正常段厚度。

3.5 減速設(shè)施

除了坡床材料這一減速設(shè)施之外，可在制動(dòng)坡道末端設(shè)置強(qiáng)制減速設(shè)施。常見(jiàn)的強(qiáng)制減速設(shè)施有消能桶、集料堆以及廢舊輪胎等。消能桶中的材料以及集料堆材料要與制動(dòng)坡床材料保持一致，避免污染制動(dòng)坡床，導(dǎo)致坡床阻力系數(shù)降低。

3.6 配套交通與安全設(shè)施

3.6.1 道路標(biāo)線(xiàn)

在避險(xiǎn)車(chē)道引道路面施畫(huà)“失控車(chē)輛專(zhuān)用”路面標(biāo)記及導(dǎo)向箭頭，在服務(wù)車(chē)道上應(yīng)標(biāo)明，以區(qū)分避險(xiǎn)車(chē)道。所有字體都要嚴(yán)格按照GB 5768—2017《道路交通標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)線(xiàn)》的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，不得擅自更改字體格式及大小。

3.6.2 道路標(biāo)志

在坡頂宜提供連續(xù)長(zhǎng)大下坡路段的坡度、坡長(zhǎng)、平面線(xiàn)形和避險(xiǎn)車(chē)道位置等的信息提示。在避險(xiǎn)車(chē)道前1 km、500 m 處設(shè)置預(yù)告標(biāo)志，在避險(xiǎn)車(chē)道引道入口處設(shè)置避險(xiǎn)車(chē)道標(biāo)志。為了保障失控車(chē)輛及駕駛?cè)藛T能夠及時(shí)得到救助，還需要在服務(wù)車(chē)道上設(shè)置救援信息，以便駕駛?cè)藛T能夠及時(shí)報(bào)警通知，減少等待救援時(shí)間。

3.6.3 救險(xiǎn)錨栓

在服務(wù)道路旁設(shè)置救險(xiǎn)錨栓，各救險(xiǎn)錨栓間距離不能大于90 m，通常情況下每隔50 m 設(shè)置1 處。首個(gè)救險(xiǎn)錨栓設(shè)置部位為制動(dòng)坡床入口前的30 m 處，以便后期救險(xiǎn)人員將失控車(chē)輛拖出時(shí)固定拖車(chē)[3]。

3.6.4 照明

如有條件，可提供照明，并且可布設(shè)一定的監(jiān)控設(shè)備及信號(hào)指示燈。為了保障失控車(chē)輛駕駛?cè)藛T能夠準(zhǔn)確判斷避險(xiǎn)車(chē)道入口位置，及時(shí)將失控車(chē)輛開(kāi)入避險(xiǎn)車(chē)道，也可方便后期救援人員施救。

4 山區(qū)公路避險(xiǎn)車(chē)道的安全性評(píng)價(jià)

完成山區(qū)公路避險(xiǎn)車(chē)道設(shè)計(jì)后，需要對(duì)其安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性在一定程度上受到評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法影響。由上文所述內(nèi)容可知，影響避險(xiǎn)車(chē)道安全性的因素眾多，在評(píng)價(jià)過(guò)程中需要適當(dāng)取舍，分清主次，否則將會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià)工作量及成本有所增加。本文對(duì)于山區(qū)公路避險(xiǎn)車(chē)道安全性的評(píng)價(jià)選擇價(jià)值分析法，根據(jù)不同指標(biāo)的重要性程度賦予對(duì)應(yīng)的權(quán)重，再加權(quán)計(jì)算公路避險(xiǎn)車(chē)道總價(jià)值。有關(guān)單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重可以根據(jù)相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行打分，具體根據(jù)式（3）進(jìn)行計(jì)算：

式中，V 為避險(xiǎn)車(chē)道總價(jià)值；wi為避險(xiǎn)車(chē)道單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)價(jià)值；vi為避險(xiǎn)車(chē)道單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。

5 結(jié)語(yǔ)

避險(xiǎn)車(chē)道作為山區(qū)公路的重要組成部分，對(duì)于包含保障交通安全及駕駛?cè)藛T生命財(cái)產(chǎn)安全有著極為重要的作用。在設(shè)計(jì)避險(xiǎn)車(chē)道過(guò)程中，需要從山區(qū)公路工程需求出發(fā)，結(jié)合當(dāng)?shù)厥┕l件、水文地質(zhì)、氣候條件等，明確避險(xiǎn)車(chē)道引道、坡道長(zhǎng)度、寬度、坡度、厚度等，保障失控車(chē)輛能夠安全減速直到停止，減少車(chē)輛失控帶來(lái)的不良影響。