興城至建昌高速公路提速升級(jí)項(xiàng)目交通安全設(shè)施的設(shè)計(jì)分析

宋星池

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

0 引言

高速公路限速設(shè)置不僅要考慮公路項(xiàng)目的功能定位、技術(shù)條件、地形條件、交通條件等因素，還要從公路使用者的角度出發(fā)，兼顧交通安全與運(yùn)行效率的關(guān)系。限速設(shè)置的合理與否直接影響到道路通行效率及人民的生命安全。

興城至建昌高速公路建設(shè)于2011年，建設(shè)期由于道路線(xiàn)形等問(wèn)題，將限速定為80 km/h。但是，該高速車(chē)流量較小、路況較佳，近年來(lái)沿線(xiàn)駕駛者對(duì)高速公路提速的需求愈發(fā)強(qiáng)烈。通過(guò)對(duì)該段高速交通量及交通組成、路基及隧道的平縱指標(biāo)進(jìn)行調(diào)研分析，采取加強(qiáng)視線(xiàn)誘導(dǎo)、提升護(hù)欄等級(jí)、設(shè)置控速和警告設(shè)施等交通安全措施，改善本路段的行車(chē)條件，降低事故發(fā)生的概率［1］，同時(shí)提高限速值。

1 項(xiàng)目概況

興城至建昌高速公路，路線(xiàn)起點(diǎn)為遼寧興城市元臺(tái)子鄉(xiāng)，終點(diǎn)為遼寧建昌縣石佛鄉(xiāng)，起終點(diǎn)樁號(hào)為K0+000.000～K83+000.000，原設(shè)計(jì)采用雙向四車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度為80 km/h，路基寬度為24.5 m，橋涵設(shè)計(jì)荷載采用公路-I級(jí)，路線(xiàn)全長(zhǎng)約83 km。通車(chē)以來(lái)由于線(xiàn)形指標(biāo)較好，交通量較少，交通流自由度較高，車(chē)輛運(yùn)行速度受限小，但80 km/h的限速?lài)?yán)重限制了通行效率的提升。為此，將高速公路范圍內(nèi)限制速度進(jìn)行提高，由80 km/h提升為 100 km/h。

2 調(diào)研分析及安全性評(píng)價(jià)

2.1 交通量及交通組成

2.1.1 交通量

2020年各區(qū)段日均交通量統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1所示。由圖1可見(jiàn)，建昌站和興城北站兩座主線(xiàn)收費(fèi)站交通量最大，其中興城北站最高；但交通量相對(duì)較少，交通流處于自由流狀態(tài)，不會(huì)對(duì)車(chē)輛運(yùn)行速度造成直接影響。

圖1 各區(qū)段2020年日均交通量分布情況 （單位：輛/d）

2.1.2 交通組成分析

對(duì)通車(chē)以來(lái)節(jié)假日與工作日交通組成情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。1型小客車(chē)占比最高，達(dá)到73.5%，其次為5型拖掛車(chē)，比例為17.1%，其他車(chē)型比例均低于5%。影響交通流運(yùn)行的大中型貨車(chē)比例為19.7%。由于整體交通量較低，因此交通組成對(duì)限速調(diào)整不構(gòu)成直接影響。

2.1.3 貨車(chē)載重分析

本項(xiàng)目節(jié)假日和日常工作日交通流均能保持在一級(jí)服務(wù)水平自由流狀態(tài)，通行能力容量較高，交通適應(yīng)性充足。本項(xiàng)目交通組成以小客車(chē)為主，日常小客車(chē)比例為73.5%，大中型貨車(chē)比例為19.7%。高速公路通行貨車(chē)均滿(mǎn)足限載要求。因此，交通運(yùn)行特性方面對(duì)限速調(diào)整不構(gòu)成直接影響。

2.1.4 交通量及交通組成結(jié)論

根據(jù)實(shí)際駕駛感受，除個(gè)別路段小客車(chē)受隧道影響，行駛速度下降外，其余路段小客車(chē)速度均較高，基本不受交通流中其他車(chē)輛的干擾，全線(xiàn)駕駛舒適性與線(xiàn)形協(xié)調(diào)性均較好。沒(méi)有區(qū)間限速抓拍設(shè)施的局部路段小客車(chē)行駛速度較高，普遍達(dá)到100 km/h以上，能夠反映出實(shí)際的駕駛期望。由斷面運(yùn)行速度分析可知，雙向小客車(chē)整體85%位自由流速度達(dá)到101.2 km/h。駕駛?cè)似谕\(yùn)行速度高于設(shè)計(jì)速度一個(gè)檔次，駕駛?cè)颂岣呦匏僦档囊庠篙^為強(qiáng)烈。

分析2018—2020年發(fā)生的交通事故情況可知，交通事故發(fā)生率基本呈現(xiàn)輕微上升趨勢(shì)。事故時(shí)間分布相對(duì)離散，發(fā)生交通事故的車(chē)型小客車(chē)事故占絕大多數(shù)，撞護(hù)欄等固定物事故所占比例最高。全線(xiàn)雙向交通事故均較少，3年內(nèi)每2 km發(fā)生事故最多為3起。事故未顯現(xiàn)聚集性。

2.2 技術(shù)指標(biāo)核查

2.2.1 平面指標(biāo)

2.2.1.1 圓曲線(xiàn)半徑

按照《公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定，圓曲線(xiàn)最小半徑見(jiàn)表1。

表1 圓曲線(xiàn)最小半徑

經(jīng)核查，本次限速論證路段建興高速最小圓曲線(xiàn)半徑為650 m，該路段圓曲線(xiàn)半徑的規(guī)范符合檢驗(yàn)（如圖2所示）。

圖2 建興高速圓曲線(xiàn)半徑的規(guī)范符合檢驗(yàn) （單位：m）

方框處的路段僅滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)100 km/h對(duì)應(yīng)的圓曲線(xiàn)半徑極限值的要求，故在該路段設(shè)置縱向減速標(biāo)線(xiàn)、線(xiàn)形誘導(dǎo)標(biāo)標(biāo)志，同時(shí)車(chē)道分界線(xiàn)改為實(shí)線(xiàn)，禁止超車(chē)。其他路段圓曲線(xiàn)半徑均滿(mǎn)足核查設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)100 km/h對(duì)應(yīng)的一般值要求。根據(jù)交通事故空間分布特征，上述1處半徑較小路段事故并不集中，圓曲線(xiàn)半徑較小并不是導(dǎo)致事故發(fā)生的主要原因，在確定特殊限速路段時(shí)需通過(guò)技術(shù)指標(biāo)及事故發(fā)生的特征進(jìn)行綜合判斷。

2.2.1.2 橫向力系數(shù)

本項(xiàng)目限速論證路段建興高速的圓曲線(xiàn)橫向力系數(shù)均能滿(mǎn)足核查設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)100 km/h對(duì)應(yīng)的要求，正常路面狀況下，風(fēng)險(xiǎn)較低。

2.2.1.3 縱斷面指標(biāo)

縱坡與坡長(zhǎng)：《公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)范》 中規(guī)定，設(shè)計(jì)速度為80 km/h時(shí)，縱坡最大值為5%/700 m、6%/500 m。核查速度為100 km/h時(shí)，縱坡最大值為4%/800 m、5%/600 m。經(jīng)核查，本項(xiàng)目最大縱坡為 4.5%/660 m、0.56%/1 500 m，均滿(mǎn)足核查速度100 km/h時(shí)極限值要求。本項(xiàng)目最小縱坡為0.3%，經(jīng)核查，合成縱坡均大于0.5%，路面水以橫向排除為主，滿(mǎn)足規(guī)范要求。

豎曲線(xiàn)半徑和長(zhǎng)度：根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定，核查設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為100 km/h時(shí)，凸形豎曲線(xiàn)最小半徑一般值取 10 000 m，極限值取 6 500 m，凹形豎曲線(xiàn)最小半徑一般值取 4 500 m，極限值取 3 000 m。

經(jīng)核查，建興高速最小凸形豎曲線(xiàn)半徑為8 500 m，最小凹形豎曲線(xiàn)半徑為5 800 m。凸形豎曲線(xiàn)半徑存在2處低于核查設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)100 km/h規(guī)定的一般值要求，但均滿(mǎn)足極限值的要求。凹形豎曲線(xiàn)半徑均滿(mǎn)足核查設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)100 km/h規(guī)定的一般值要求。

連續(xù)縱坡：經(jīng)核查，建興高速縱坡均不構(gòu)成連續(xù)長(zhǎng)陡下坡。

橫斷面指標(biāo)：橫斷面指標(biāo)均滿(mǎn)足核查速度100 km/h要求。

視距指標(biāo)：建興高速路基寬度為24.5 m，挖方路段右側(cè)提供的橫凈距為9.975 m。核查設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)100 km/h對(duì)應(yīng)的大貨車(chē)停車(chē)視距為195 m（按照最大縱坡4%進(jìn)行核查），所需最小平曲線(xiàn)半徑為551 m，該段最小平曲線(xiàn)半徑為650 m，滿(mǎn)足大貨車(chē)對(duì)應(yīng)的路側(cè)視距要求。

2.2.2 路基路面

現(xiàn)場(chǎng)踏勘與實(shí)地駕駛可見(jiàn)，本項(xiàng)目部分路側(cè)凈區(qū)內(nèi)設(shè)置了標(biāo)志等設(shè)施，立柱、部分上跨橋橋墩等未進(jìn)行防護(hù)隔離和粘貼立面標(biāo)記，設(shè)計(jì)中增加防護(hù)設(shè)施，并提高其夜間視認(rèn)性。

2.2.3 隧道

本項(xiàng)目高速公路共設(shè)置5座隧道，隧道洞口內(nèi)外3 s行程長(zhǎng)度范圍的平縱面線(xiàn)形應(yīng)保持一致。按照80 km/h設(shè)計(jì)速度核查，3 s行程長(zhǎng)度應(yīng)不小于66.7 m；按照100 km/h速度核查，3 s行程長(zhǎng)度應(yīng)不小于83.3 m。本項(xiàng)目幾座隧道平面指標(biāo)均滿(mǎn)足線(xiàn)形一致性要求，但洞口處凸曲線(xiàn)半徑偏小，低于視覺(jué)要求值，故未提速，維持限速80 km/h。

部分隧道聯(lián)絡(luò)道隔離設(shè)施局部為打開(kāi)狀態(tài)。全線(xiàn)各隧道聯(lián)絡(luò)道迎車(chē)面護(hù)欄端頭、右側(cè)隧道管理站入口處迎車(chē)面護(hù)欄端頭均未進(jìn)行處理，存在車(chē)輛碰撞插入車(chē)體的風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)上述危險(xiǎn)點(diǎn)，改造過(guò)程中恢復(fù)隧道聯(lián)絡(luò)道隔離設(shè)施為關(guān)閉狀態(tài)，并在迎車(chē)端增設(shè)防撞端部結(jié)構(gòu)，起到消隱消能的作用。

3 調(diào)研分析結(jié)論

本項(xiàng)目節(jié)假日和日常工作日交通流均能保持在一級(jí)服務(wù)水平自由流狀態(tài)，通行能力較好，交通適應(yīng)性充足，貨車(chē)均滿(mǎn)足限載要求。因此，交通運(yùn)行特性方面對(duì)限速調(diào)整不構(gòu)成直接影響。

根據(jù)實(shí)際駕駛感受，除個(gè)別路段小客車(chē)受隧道影響，行駛速度下降外，其余路段小客車(chē)速度均較高，基本不受交通流中其他車(chē)輛的干擾，速度波動(dòng)與線(xiàn)形指標(biāo)關(guān)系不大，屬于正常駕駛行為?？梢?jiàn)，全線(xiàn)駕駛舒適性與線(xiàn)形協(xié)調(diào)性均較好。

本項(xiàng)目在路線(xiàn)、路基路面、隧道、互通式立交與服務(wù)區(qū)、交通安全設(shè)施等方面的指標(biāo)，基本滿(mǎn)足設(shè)計(jì)速度80 km/h和核查標(biāo)準(zhǔn)100 km/h要求，故基本滿(mǎn)足運(yùn)行安全的要求?？紤]到司乘人員在80 km/h的運(yùn)行速度下舒適度有所下降［2］，故提高限速值具備較高的可行性。

存在的問(wèn)題：在小半徑、連續(xù)下坡曲線(xiàn)段誘導(dǎo)警示與誘導(dǎo)不足，部分路側(cè)凈區(qū)內(nèi)立柱與橋墩防護(hù)不足、高填方和路側(cè)房屋等路段路側(cè)護(hù)欄防護(hù)等級(jí)偏低，隧道聯(lián)絡(luò)道及配電房迎車(chē)面護(hù)欄端部防護(hù)不足，互通立交出入口組織與誘導(dǎo)、主線(xiàn)收費(fèi)站速度分級(jí)管控、高速公路終點(diǎn)預(yù)告需改造，部分路橋護(hù)欄過(guò)渡段摩擦梁缺失。

本次改造針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行安全設(shè)施設(shè)計(jì)。

4 交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)

4.1 交通標(biāo)志設(shè)計(jì)

主線(xiàn)分兩段進(jìn)行限速，K0+000～K6+400區(qū)間限速80 km/h，K6+400～K83+000 區(qū)間限速 100 km/h。隧道路段限速80 km/h、連續(xù)下坡路段貨車(chē)限速80 km/h。

主線(xiàn)上限速標(biāo)志：①在興城至建昌方向，K6+400位置設(shè)置限速標(biāo)志為100 km/h，在建昌至興城方向，K6+400位置設(shè)置限速標(biāo)志為80 km/h，采用單柱式結(jié)構(gòu)形式。②將高速公路主線(xiàn)上K6+400～K83+000區(qū)間的限速80 km/h標(biāo)志進(jìn)行版面更換，將其更改為100 km/h。

隧道限速標(biāo)志：隧道前的限速標(biāo)志按照遼寧省的設(shè)計(jì)原則，不進(jìn)行調(diào)整，保持限速80 km/h不變。隧道后增加解除限速（80 km/h）標(biāo)志，采用單柱式結(jié)構(gòu)形式。

水源保護(hù)區(qū)限速標(biāo)志：將水源保護(hù)區(qū)前的限速80 km/h標(biāo)志進(jìn)行版面更換，將其更改為100 km/h。

連續(xù)下坡路段限速標(biāo)志：在連續(xù)下坡路段起點(diǎn)處適當(dāng)位置，設(shè)置連續(xù)預(yù)告標(biāo)志、連續(xù)下坡坡長(zhǎng)余長(zhǎng)標(biāo)志、連續(xù)下坡結(jié)束標(biāo)志等，起點(diǎn)適當(dāng)位置設(shè)置貨車(chē)限速80 km/h標(biāo)志。適當(dāng)位置設(shè)置大型車(chē)靠右行駛標(biāo)志。

互通立交出口路段限速標(biāo)志：互通立交出口，在減速車(chē)道起點(diǎn)處開(kāi)始連續(xù)設(shè)置兩級(jí)限速標(biāo)志，限速值分別為限速70 km/h和限速40 km/h標(biāo)志。

建昌收費(fèi)站和元臺(tái)子收費(fèi)站限速標(biāo)志：按照限速標(biāo)志設(shè)計(jì)原則，在距離收費(fèi)站前適當(dāng)位置，設(shè)置逐級(jí)限速標(biāo)志，限速值分別為 80 km/h、60 km/h 和 40 km/h。

4.2 交通標(biāo)線(xiàn)設(shè)計(jì)

交通標(biāo)線(xiàn)針對(duì)提速后，對(duì)互通、服務(wù)區(qū)及危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行渠化來(lái)滿(mǎn)足要求［3］。①擬在K51+800～K51+300（設(shè)計(jì)樁號(hào)為K31+200～K31+700）路段設(shè)置縱向減速標(biāo)線(xiàn)，同時(shí)將車(chē)道分界線(xiàn)調(diào)整為實(shí)線(xiàn)，禁止車(chē)輛超車(chē)。②建興高速最小平曲線(xiàn)半徑為650 m，在100 km/h運(yùn)行速度下半徑小于1 070 m的左轉(zhuǎn)路段易造成中央分隔帶視距不足，擬在視距不足段的內(nèi)側(cè)車(chē)道增設(shè)縱向減速標(biāo)線(xiàn)。③隧道緊急停車(chē)帶段車(chē)道間采用虛線(xiàn)長(zhǎng)度偏短，考慮到停車(chē)為緊急情況下的行為，不應(yīng)受標(biāo)線(xiàn)限制，擬全線(xiàn)隧道緊急停車(chē)帶采用白色實(shí)線(xiàn)分隔。④為避免緊急變道導(dǎo)致事故，擬在各互通出口處減速車(chē)道段主線(xiàn)車(chē)道間采用白實(shí)線(xiàn)；為避免向內(nèi)側(cè)連續(xù)變道導(dǎo)致事故，在入口處加速車(chē)道段主線(xiàn)車(chē)道間采用白實(shí)線(xiàn)。⑤為增強(qiáng)隧道洞口處的路面抗滑值，隧道入口前一定范圍內(nèi)擬設(shè)置間斷式防滑標(biāo)線(xiàn)，隧道出、入口處擬補(bǔ)充設(shè)置滿(mǎn)鋪式彩色防滑標(biāo)線(xiàn)。

4.3 護(hù)欄設(shè)計(jì)

護(hù)欄設(shè)計(jì)要求：①路側(cè)邊溝無(wú)蓋板情況，設(shè)置不低于A(yíng)級(jí)的波形梁鋼護(hù)欄。②車(chē)輛不能安全越過(guò)且保護(hù)不足的交通標(biāo)志、攝像機(jī)、聲屏障、上跨橋梁的橋墩或橋臺(tái)等，設(shè)置不低于SB級(jí)的波形梁鋼護(hù)欄。③路側(cè)填方高度接近或大于10 m的路段，設(shè)置不低于SA級(jí)的波形梁鋼護(hù)欄。④現(xiàn)場(chǎng)外展端頭不足、立柱根數(shù)不足的路段，補(bǔ)充設(shè)置AT1-2型外展端部結(jié)構(gòu)。⑤安全凈區(qū)內(nèi)存在居民區(qū)且保護(hù)不足的路段，設(shè)置不低于SA級(jí)的波形梁鋼護(hù)欄。

4.4 消能設(shè)施設(shè)計(jì)

隧道聯(lián)絡(luò)道及右側(cè)隧道管理站入口處迎車(chē)端改造為可潰縮的TS級(jí)防撞端頭。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)事故多發(fā)路段事故原因、形態(tài)進(jìn)行綜合分析，從加強(qiáng)視線(xiàn)誘導(dǎo)、提升危險(xiǎn)點(diǎn)護(hù)欄等級(jí)、設(shè)置控速和警告設(shè)施等措施改善路段的行車(chē)條件，降低事故發(fā)生概率。