李康全,唐 鍵

(湖南永藍(lán)高速公路有限公司,湖南永州 425000; 2.北京華達(dá)工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司,北京 100071)

0 前言

近年來(lái),高速公路在給人們提供舒適、便捷的交通出行服務(wù)的同時(shí),發(fā)生的道路交通安全事故也屢見(jiàn)不鮮,尤其是一些重大、特大交通安全事故給人們的生命與財(cái)產(chǎn)安全造成了巨大的損失。因此,在加強(qiáng)高速公路運(yùn)營(yíng)期間的交通管理與提高駕駛者自身駕駛素質(zhì)的同時(shí),人們對(duì)高速公路施工圖設(shè)計(jì)階段的安全性評(píng)價(jià)工作也愈加重視。通過(guò)對(duì)施工圖設(shè)計(jì)進(jìn)行安全性評(píng)價(jià),可以找出原設(shè)計(jì)中的一些不安全因素,并對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行修改和完善,從而提高道路的安全水平。

本文以在建的湖南永州至藍(lán)山(湘粵界)高速公路工程(以下簡(jiǎn)稱永藍(lán)高速公路)為例,探討如何在施工圖設(shè)計(jì)階段提高道路的安全性能。永藍(lán)高速公路是二連浩特至廣州國(guó)家高速公路在湖南省境內(nèi)最南邊的一段,也是湖南省“五縱七橫”高速公路主骨架的重要組成部分。針對(duì)本工程屬于山區(qū)高速公路、橋隧比例較大的工程特點(diǎn),同時(shí)結(jié)合國(guó)內(nèi)外道路交通安全事故易發(fā)、頻發(fā)路段的調(diào)查結(jié)果,本文主要對(duì)連續(xù)長(zhǎng)下坡路段、隧道群區(qū)間、中央分隔帶護(hù)欄的安全性進(jìn)行評(píng)價(jià),并據(jù)此提出相應(yīng)的完善措施與建議。

1 連續(xù)下坡路段安全性評(píng)價(jià)與建議

已有資料顯示,我國(guó)存在安全隱患的長(zhǎng)下坡路段的平均縱坡一般接近3%或大于3%,坡長(zhǎng)通常大于5 km,且在對(duì)國(guó)內(nèi)連續(xù)下坡路段的交通事故調(diào)查中發(fā)現(xiàn),失控車輛都存在嚴(yán)重的超載現(xiàn)象,我們據(jù)此考察永藍(lán)高速公路連續(xù)下坡路段的安全性,永藍(lán)高速公路連續(xù)下坡路段見(jiàn)表1。

表1 永藍(lán)高速公路連續(xù)下坡路段表

從表1可以看出永藍(lán)高速公路連續(xù)下坡路段的平均縱坡小于國(guó)內(nèi)存在安全隱患的連續(xù)下坡路段,在不考慮超載的情形下,是能夠滿足運(yùn)營(yíng)安全性的,但根據(jù)工可的交通量預(yù)測(cè),建成后的永藍(lán)高速公路,交通組成中的長(zhǎng)途運(yùn)輸車輛和當(dāng)?shù)匮b運(yùn)煤炭、礦石、建材的車輛較多,車輛超載的可能性較大,并且部分連續(xù)下坡路段為橋隧相連,因此需對(duì)這些路段的行車安全性作進(jìn)一步的分析。我們采用基于制動(dòng)熱衰退理論的車輛失控概率預(yù)測(cè)模型對(duì)永藍(lán)高速公路連續(xù)下坡路段車輛失控的概率進(jìn)行預(yù)測(cè),得到如下結(jié)論:

1)永藍(lán)高速公路6個(gè)連續(xù)下坡路段2030年預(yù)測(cè)失控事故數(shù)均小于1,基本不會(huì)發(fā)生剎車失靈事故。但永州至藍(lán)山方向k50+613～k57+830段2030年失控車輛預(yù)測(cè)數(shù)值為0.43,結(jié)合車輛超載、失修等因素,仍有發(fā)生失控事故的可能。因此,在運(yùn)營(yíng)期應(yīng)加大治理超載車的力度,嚴(yán)格控制超載車上路。

2)建議k14+700～k20+500左幅、k50+613～k57+280右幅、k91+300～k93+700右幅3段連續(xù)長(zhǎng)下坡路段應(yīng)設(shè)置“連續(xù)下坡、低檔慢行”,以及“大型車限速60 km/h”的警示標(biāo)志。

2 隧道群區(qū)間安全性評(píng)價(jià)與建議

永藍(lán)高速公路共設(shè)隧道17座,主要分布在k18+300～k52+210、k127+099～k143+610兩個(gè)區(qū)間,其中特長(zhǎng)隧道3座(L＞3 000 m),長(zhǎng)隧道2座(1 000 m＜L≤3 000m),中隧道8座(500m＜L≤1 000 m),短隧道4座(L≤500m)。由于隧道洞內(nèi)與洞口接線的行車環(huán)境差異較大,道路橫斷面凈寬、行車視線、亮度等要素的變化容易使駕駛?cè)藛T感覺(jué)不適應(yīng),而產(chǎn)生交通事故隱患,因此把隧道的安全性評(píng)價(jià)作為重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一。

2.1 隧道洞口接線段運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)

根據(jù)《公路項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)指南》的規(guī)定,隧道洞口接線段運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)按隧道設(shè)計(jì)速度和洞口接線段的運(yùn)行速度差值進(jìn)行評(píng)價(jià)。經(jīng)驗(yàn)算,永藍(lán)高速公路17座隧道的設(shè)計(jì)速度和接線段運(yùn)行速度速度差值均未大于20 km/h,因此隧道洞口接線段運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)為較好,滿足車輛安全運(yùn)行的需要。

2.2 線形一致性評(píng)價(jià)

線形一致性要求隧道各洞口接線內(nèi)外的平、縱面線形在3 s運(yùn)行速度行程長(zhǎng)度范圍內(nèi)應(yīng)保持一致,以保證能為駕駛員從普通路段進(jìn)入隧道提供良好的過(guò)渡。經(jīng)驗(yàn)算,全線共有15處隧道洞口接線段不能滿足該長(zhǎng)度要求,平面或縱斷面線形在3 s的車輛行程內(nèi)發(fā)生了變化,建議采取以下措施進(jìn)行改善:①加強(qiáng)隧道洞口照明設(shè)計(jì),增加照度,使隧道內(nèi)環(huán)境與外部環(huán)境相適應(yīng);②在隧道前方設(shè)置限速標(biāo)志或強(qiáng)制減速等交通工程措施,限制車輛在接線段的運(yùn)行速度。

3 中央分隔帶護(hù)欄安全性評(píng)價(jià)與建議

本工程整體式路基段的中央分隔帶護(hù)欄原設(shè)計(jì)采用貫通的Am級(jí)波形梁鋼護(hù)欄。從國(guó)內(nèi)已通車高速公路的運(yùn)營(yíng)情況來(lái)看,大型車輛失控時(shí)經(jīng)常沖斷波形梁鋼護(hù)欄,導(dǎo)致車輛橫越中央分隔帶與對(duì)向車輛發(fā)生碰撞,從而釀成嚴(yán)重的交通事故。根據(jù)實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果,以及國(guó)內(nèi)大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),為提高永藍(lán)高速公路中央分隔帶護(hù)欄的防撞等級(jí),我們建議在整體式路基段采用北京中路安交通科技有限公司研發(fā)的中央分隔帶單坡面混凝土護(hù)欄。

3.1 單坡面混凝土護(hù)欄實(shí)車碰撞試驗(yàn)

按照《高速公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG/TF83-2004)的規(guī)定,采用碰撞速度為80 km/h的14 t大客車以20°角碰撞護(hù)欄(見(jiàn)圖1、圖2),以對(duì)護(hù)欄的防撞性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,實(shí)驗(yàn)護(hù)欄的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求,能夠有效防護(hù)事故車輛,降低車輛撞斷或翻越護(hù)欄闖入對(duì)向車道的概率;具有較好的導(dǎo)向能力,能夠較好地防止車輛在碰撞護(hù)欄后駛?cè)胂噜徿嚨?各項(xiàng)指標(biāo)都滿足評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的要求,具備400 kJ的防護(hù)能力,防撞等級(jí)達(dá)到SAm級(jí)。

圖1 碰撞實(shí)驗(yàn)過(guò)程

圖2 碰撞后的護(hù)欄

3.2 中央分隔帶采用單坡面混凝土護(hù)欄的優(yōu)越性能

中央分隔帶采用單坡面混凝土護(hù)欄相對(duì)波形梁鋼護(hù)欄具有顯著的優(yōu)點(diǎn),目前已經(jīng)在廣西的桂柳高速、湖南的邵永高速和長(zhǎng)株高速,以及云南的蒙新高速等國(guó)內(nèi)多條高速公路上成功使用,經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)使用效果良好,主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):

1)增加了路面寬度,能有效提高道路的通行能力,提高道路的整體安全性能;

2)單坡面混凝土護(hù)欄防撞等級(jí)達(dá)到4級(jí)(SAm級(jí)),相對(duì)于原設(shè)計(jì)大大提高了中央分隔帶護(hù)欄的防撞等級(jí),能有效防止大型車輛穿越中央分隔帶造成二次事故的可能性;

3)對(duì)中央分隔帶起到完全封閉的作用,防止雨水下滲,提高路面結(jié)構(gòu)的耐久性;

4)維修方便,養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低,有利于節(jié)約資源。

因此,建議永藍(lán)高速公路的k0+000～k16+920、k54+160～k125+941兩段連續(xù)整體式路基的中央分隔帶護(hù)欄采用單坡面混凝土護(hù)欄,見(jiàn)圖3。

圖3 單坡面混凝土護(hù)欄結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸圖(單位:cm)

4 結(jié)語(yǔ)

本文探討了在施工圖設(shè)計(jì)階段如何提高高速公路安全性能的問(wèn)題,對(duì)永藍(lán)高速公路連續(xù)下坡路段、隧道群區(qū)間,以及中央分隔帶護(hù)欄的安全性進(jìn)行了重點(diǎn)研究,并提出了相應(yīng)的加強(qiáng)安全防護(hù)的措施與建議,可供同類工程在今后的施工圖設(shè)計(jì)階段參考。