陳云亮 陳 龍
(重慶交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院,中國 重慶 400074)
道路安全設(shè)計(jì)主要集中于平面、縱面和橫斷面線形設(shè)計(jì),涉及路側(cè)安全方面的較少??蓪?shí)際上,路側(cè)障礙物與沖出道路的車輛之間的碰撞是許多交通事故發(fā)生的主要原因。據(jù)公安部發(fā)布的路側(cè)事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知,只占總事故數(shù)的8 %左右的路側(cè)事故,卻造成了約12%的死亡人數(shù)[1]。顯然,路側(cè)事故帶來的人員傷害較嚴(yán)重。國外統(tǒng)計(jì)也顯示,有1/3 的交通事故是在公路路側(cè)范圍內(nèi)發(fā)生的。因此,進(jìn)行寬容的路側(cè)安全設(shè)計(jì),采取有效的安全對策和防護(hù)措施,對于降低我國路側(cè)事故的概率,減輕事故的損失有著重要意義。
近幾十年來,路側(cè)安全問題越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的重視。路側(cè)安全設(shè)計(jì)可避免或減輕路側(cè)交通事故。我國《新理念公路設(shè)計(jì)指南》指出,路側(cè)凈區(qū)是利用較低的路基邊坡、或者設(shè)置可以跨越的排水設(shè)施等措施,以保證公路路側(cè)具有較為平順的范圍,從而使失控車輛有緩沖時(shí)間重新得到控制[2]。相對于美國、澳大利亞等國家來說,我國在道路路側(cè)安全方面的研究還處于起步階段。我國研究人員和學(xué)者在這方面的工作還很多,比如路側(cè)凈區(qū)寬度的取值、邊坡邊溝的安全設(shè)計(jì)、橋梁護(hù)欄如何過渡、護(hù)欄端頭的處理等方面。
寬容的路側(cè)凈區(qū)設(shè)計(jì),可降低交通事故概率,減輕事故損失,是公路安全設(shè)計(jì)需考慮的重要因素。路側(cè)凈區(qū)設(shè)計(jì)即在路側(cè)范圍內(nèi),可以容許車輛一定程度上駛離原路面,并有充分的時(shí)間讓車輛安全駛回原路面。它主要包含路側(cè)寬度、路基邊坡坡度、路側(cè)內(nèi)排水設(shè)施和交通設(shè)施等幾方面的內(nèi)容。我國道路工作者也應(yīng)從這幾個(gè)方面改善我國路側(cè)出現(xiàn)的典型問題。
路側(cè)凈區(qū)的作用在于,能使有條件的路段(包括中間帶和路側(cè))具有足夠的路側(cè)寬度,使得沖出原路面的車輛在路側(cè)范圍內(nèi)能有足夠的時(shí)間和空間安全駛回原路面。美國《路側(cè)設(shè)計(jì)指南》指出,高速公路不少于9m 的凈區(qū)寬度,就可以使80%的失控車輛重新駛回路面[3]。所以,大多數(shù)公路可以按照不小于于9m 的寬度來設(shè)置路側(cè)凈區(qū)寬度。但是當(dāng)路堤邊坡坡率較陡時(shí),對于有較大車流量的高速公路來說,9m寬度難以達(dá)到想要的效果。相反,對于那些交通量較小的三四級公路,9m 的寬度又顯得過于寬。因此,路側(cè)凈區(qū)寬度的確定,主要有四個(gè)因素:設(shè)計(jì)速度(運(yùn)行速度)、設(shè)計(jì)日平均交通量、邊坡坡度和平曲線半徑(平曲線路段)。
圖1 填方路基安全凈寬Fig.1 Safety width of fill roadbed
路側(cè)凈區(qū)寬度的計(jì)算,對于不同的國家有不同的計(jì)算方法。我國主要是依據(jù)《公路項(xiàng)目安全性評價(jià)指南》中的計(jì)算方法,即以路段運(yùn)行速度計(jì)算值,以及填方路基、挖方路基和平面線形狀況進(jìn)行路側(cè)凈區(qū)寬度計(jì)算[4]。
1)直線段的安全凈空區(qū)的基本寬度計(jì)算。
對于填方路基和挖方路基直線段路側(cè)安全凈空采用不同的計(jì)算方法,如圖1 圖2。
圖2 挖方路基安全凈寬Fig.2 Safety width of excavated roadbed
2)曲線段的安全凈空區(qū)的基本寬度計(jì)算。
曲線段的安全凈空去寬度采用直線段安全凈空區(qū)寬度乘以曲線系數(shù)Fc(見圖3)求得。
圖3 曲線段安全凈空區(qū)寬度調(diào)整系數(shù)Fig.3 Safety width adjustment coefficient of curve segments
3)邊坡坡率對安全凈空區(qū)寬度的影響
(1)坡度大于1:3.5 的填方邊坡上是不能夠行車的,故此坡度范圍內(nèi)是不能作為路側(cè)安全凈空區(qū)。
(2)坡度在1:3.5 和1:5.5 之間時(shí),駕駛員就有較多的時(shí)間使車輛下坡,故可以利用1/2 的邊坡寬度為路側(cè)安全凈空區(qū)。
(3)坡度不大于1:6 時(shí),整個(gè)坡面較為平緩,全寬度都可以成為路側(cè)安全凈空區(qū)。
在我國目前的國情下,完全按照以上計(jì)算的路側(cè)安全凈區(qū)寬度執(zhí)行是難以實(shí)現(xiàn)的,特別是在某些地形復(fù)雜的山區(qū)道路達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)是很困難的[5]。路側(cè)安全技術(shù)的核心是能為失控車輛提供足夠的時(shí)間和空間駛回路面。所以,對于有邊坡的路段,應(yīng)盡可能降低坡率,并且具有合適的路側(cè)寬度。當(dāng)路側(cè)凈區(qū)寬度達(dá)不到要求時(shí),必須設(shè)置路側(cè)護(hù)欄等安全措施,以滿足道路行車安全。
路基邊坡較大的坡率也是增加事故嚴(yán)重性的重要因素。失控車輛沖向路基陡坡上時(shí),很容易造成翻車,其嚴(yán)重程度不亞于墜車事故。如果放緩路基邊坡坡度,失控車輛可以沿緩坡行駛一段距離,不至于造成翻車甚至還可以駛回路面,從而最大化減輕事故損失。
所以,路基邊坡坡度應(yīng)盡量平緩,盡可能使失控車輛不至于翻車,甚至能夠?qū)④囕v安全駛回路面。美國的研究表明,邊坡在1:3~1:5 之間則能使失控車輛發(fā)生翻車事故,邊坡坡度緩于1:5 則能使車輛安全返回?!吨改稀分?,也提出合理的邊坡坡率對于失控車輛的恢復(fù)具有重要意義,這在邊坡坡率對安全凈空區(qū)寬度中的影響有體現(xiàn)。
由于受用地限制,我國大多數(shù)情況下并不具備將邊坡放緩至1:3或1:4 安全邊坡的可行性。在這方面,我們還有許多工作要做。
路側(cè)凈空區(qū)內(nèi)的排水設(shè)施,主要包含中央分隔帶排水溝、填方路基排水溝及挖方路基邊溝等[6]。在排水設(shè)施方面,應(yīng)做到不設(shè)突出的攔水緣石、不設(shè)不可逾越的邊溝,采用寬淺的邊溝形式,行道樹栽植在凈區(qū)以外等,不使凈區(qū)內(nèi)的排水結(jié)構(gòu)物阻擋或顛覆車輛。
為了節(jié)約用地,公路上的排水設(shè)施主要采用矩形或梯形等高側(cè)邊的排水溝。這些邊溝具有路側(cè)安全性差的缺點(diǎn),一旦車輛進(jìn)入將陷住不能安全撤離,很容易造成路側(cè)安全事故。為了改善這些問題,《指南》中提出:路側(cè)安全凈空區(qū)范圍內(nèi)有排水溝時(shí),應(yīng)采用可逾越式的排水溝。
事實(shí)證明,當(dāng)內(nèi)側(cè)坡度為1:4.5 以上,如果車輛駛?cè)脒厹?,失控車輛將很難返回到原路面,因此需要較為“緩和”邊溝側(cè)面。淺碟形邊溝與傳統(tǒng)的矩形、梯形邊溝等高側(cè)邊的邊溝相比,它具有較為緩和的側(cè)面,這相當(dāng)于加大了路側(cè)凈區(qū)的范圍,從而能使失控的車輛不發(fā)生翻車,甚至有足夠的時(shí)間能夠重新駛回路面[7]。
路側(cè)凈區(qū)內(nèi)的矩形邊溝很容易引起路側(cè)安全事故的發(fā)生,但是由于路側(cè)條件受到限制或路面排水有要求,邊溝形式不宜采用淺碟型時(shí),可以選擇邊溝加蓋蓋板,提高路側(cè)的安全性。
交通工程中如標(biāo)志的桿柱、護(hù)欄等保證安全的設(shè)施,其本身不應(yīng)成為交通安全的隱患[8]。所以,當(dāng)車輛和交通工程設(shè)施發(fā)生碰撞時(shí),要盡量使標(biāo)志立柱本身可以解體而被剪斷,護(hù)欄也可以消弱碰撞產(chǎn)生的能量等,從而減輕交通事故帶來的損失。
設(shè)置路側(cè)護(hù)欄,主要目的就是防止失控車輛與路側(cè)障礙物或其它車輛相撞,因?yàn)槠渑鲎矅?yán)重程度要比與護(hù)欄相撞大的多。所以,在考慮設(shè)置路側(cè)護(hù)欄之前,必須明確護(hù)欄本身就是障礙物。護(hù)欄的設(shè)置,是因?yàn)閮魠^(qū)寬度達(dá)不到要求時(shí),為了保證車輛安全而采取的被動(dòng)措施。所以,路側(cè)護(hù)欄不是連續(xù)設(shè)置的,在其起終點(diǎn)需要有護(hù)欄端頭。護(hù)欄端部如果處理不當(dāng),車輛與其發(fā)生碰撞時(shí),會(huì)由于碰撞角度大、緩沖時(shí)間短,加速度大等原因嚴(yán)重威脅著車輛和人員的安全[9]??梢酝ㄟ^以下方法解決這些問題。
(1)隱藏端部。通過把端部暗藏在邊坡內(nèi)等方式,消除護(hù)欄端部露出帶來的危害。
(2)利用緩沖消能設(shè)施[10]。其設(shè)置目的是為了吸收車輛碰撞中產(chǎn)生的能量,降低碰撞加速度,減輕對乘員傷害。另外還可以把護(hù)欄端部設(shè)計(jì)成解體消能設(shè)施,端部材料要比較脆弱易彎曲、斷裂。
通過從路側(cè)寬度、邊坡坡度、排水設(shè)施、交通工程設(shè)施等方面采取措施,提高我國路側(cè)凈區(qū)安全性,減少交通事故的發(fā)生,降低事故嚴(yán)重性有著重要意義。
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