陳 玫 (三明市公路養(yǎng)護(hù)中心,福建 三明 365001)
受到地形以及建設(shè)資金的影響,早期所修建的山區(qū)普通公路大都存在連續(xù)長下坡及陡坡急彎等不利于行車安全等問題;另外,就目前車輛運(yùn)行情況而言,車輛超載、超速等現(xiàn)象十分常見,極易發(fā)生翻車等嚴(yán)重交通事故。基于此,為了提升行車安全性,確保人們的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全,就需要相關(guān)部門能夠?qū)υ缙谶\(yùn)營公路進(jìn)行維護(hù)和改建等,并為其增設(shè)避險(xiǎn)車道,以此降低交通事故的發(fā)生概率。
本文以S221線寧化沙坪避險(xiǎn)車道工程為例,對(duì)避險(xiǎn)車道在山區(qū)普通公路中的應(yīng)用進(jìn)行淺析。
省道221線(原S205線K429+863-K433+893)寧化沙坪路段按山嶺重丘二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),路基寬8.5m,水泥混凝土路面,設(shè)計(jì)時(shí)速40km/h,由于地形地勢(shì)自然條件的局限,該路段路況較復(fù)雜:地處陡山、深溝處,長下坡,落差達(dá)250m,縱坡坡度為7%的有6段;線型組合復(fù)雜,大小彎道13處,有2段500m坡度為7%的陡坡與彎道連接,山體、樹木遮擋視線,行車危險(xiǎn)系數(shù)較高。該道路是寧化縣通往江西和建寧縣的交通要道,交通量大,受多種因素影響,該處頻繁發(fā)生交通事故,是重點(diǎn)整治的危險(xiǎn)路段。
據(jù)相關(guān)交通數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),自2012年以來,省道221線沙坪路段已發(fā)生交通事故25起,并已造成8人死亡,15人重傷,屬于事故多發(fā)地段,每公里死亡事故發(fā)生率是全縣省道平均值的3倍多,給人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了嚴(yán)重?fù)p失。
相關(guān)人員通過對(duì)省道221線寧化沙坪路段發(fā)生交通事故的原因進(jìn)行分析得到:該路段地處寧化縣河龍鄉(xiāng)沙坪村,地勢(shì)險(xiǎn)峻,山高路陡,連續(xù)下坡長達(dá)4.03km,因機(jī)動(dòng)車從坡頂行駛至K432+433彎道(彎道R=100m、LS=50m、縱坡i=1.946%)處已連續(xù)下坡2.57km,且較多貨運(yùn)車輛存在超速、超載等因素造成長時(shí)間剎車,引起剎車片發(fā)熱,續(xù)而發(fā)軟,引發(fā)剎車失靈,從而導(dǎo)致省道221線成為交通事故頻發(fā)路段。因此,需在該路段增設(shè)避險(xiǎn)車道,以減少交通事故的發(fā)生。
避險(xiǎn)車道常見類型有三種,分為重力型、砂堆型及制動(dòng)床型,制動(dòng)床型可分上坡型、平坡型、下坡型。上坡制動(dòng)床型避險(xiǎn)車道利用重力坡度阻力和集料滾動(dòng)阻力的共同作用使車輛減速停車,可以使制動(dòng)床長度相對(duì)減小。寧化沙坪避險(xiǎn)車道結(jié)合工程所在地形、造價(jià)等實(shí)際情況采用的是上坡制動(dòng)床型避險(xiǎn)車道。
在對(duì)避險(xiǎn)車道的位置進(jìn)行選擇的過程中,需要從以下三個(gè)角度著手:其一,要對(duì)貨車制動(dòng)失效事故位置以及視認(rèn)性要求等因素進(jìn)行綜合考慮和確定;其二,避險(xiǎn)車道通常應(yīng)該設(shè)置在連續(xù)下坡路段的中后段位置,以及小半徑曲線的上游位置;其三,如果是事故高發(fā)的路段,在設(shè)置避險(xiǎn)車道時(shí),應(yīng)該在該路段多設(shè)置幾條避險(xiǎn)車道。
經(jīng)過多次勘查,寧化沙坪避險(xiǎn)車道的位置設(shè)置在K432+179處,此處距離坡頂2.32km,為沙坪長陡坡路段的中后段,且在K432+433彎道前254m處,為交通事故高發(fā)路段,此處設(shè)置避險(xiǎn)車道可最大限度發(fā)揮避險(xiǎn)車道的作用。
避險(xiǎn)車道與主線的夾角即駛?cè)虢菓?yīng)盡可能小,以小于5°為宜,最大不宜超過10°[1]。沙坪避險(xiǎn)車道工程由于受地形及經(jīng)費(fèi)限制,原設(shè)計(jì)方案夾角采用10°,建成投入使用后群眾反映避險(xiǎn)車道入口較小,失控車輛不便順暢駛?cè)?,?jīng)過完善設(shè)計(jì),對(duì)避險(xiǎn)車道入口進(jìn)行加寬處理,調(diào)整后避險(xiǎn)車道與主線的夾角由10°減少至7°,利于失控車輛安全順暢駛?cè)氡茈U(xiǎn)車道。
避險(xiǎn)車道引道連接著主線和避險(xiǎn)車道,為主線和制動(dòng)坡床之間提供一定的偏移量,避免制動(dòng)坡床砂礫飛濺回主線,影響主線交通,并為駕駛?cè)颂峁┓磻?yīng)時(shí)間和空間,操縱車輛駛?cè)氡茈U(xiǎn)車道。沙坪避險(xiǎn)車道由于受地形及經(jīng)費(fèi)限制,原設(shè)計(jì)方案采用技術(shù)指標(biāo)偏低,建成投入使用后群眾反映失控車輛駛?cè)氩豁槙?,根?jù)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/T D81-2017)第11.3.2條款:避險(xiǎn)車道引道長度不宜小于70m,結(jié)合工程現(xiàn)場地形,經(jīng)完善設(shè)計(jì)后引道長度由55m增加至75.51m,保證了失控車輛駕駛?cè)擞谐浞值姆磻?yīng)時(shí)間、足夠的空間操縱車輛安全駛?cè)氡茈U(xiǎn)車道。
避險(xiǎn)車道引道由主線逐漸過渡至制動(dòng)坡床,過渡段內(nèi)路基縱坡與主線縱坡相同,路基橫坡按主線路基橫坡設(shè)置并逐漸過渡至水平方向。
3.3.1 制動(dòng)床的坡度和長度
通常避險(xiǎn)車道的制動(dòng)床縱坡應(yīng)使用單一縱坡形式,并且坡度值應(yīng)≤15%。如果地形條件不允許,可使用組合坡形式,但是需要進(jìn)行充分論證。根據(jù)舊路縱坡(-7%)及現(xiàn)場地形等綜合因素確定沙坪避險(xiǎn)車道制動(dòng)床縱坡坡率為10%。
式中:L——避險(xiǎn)車道制動(dòng)坡床長度(m);
V——車輛駛?cè)氡茈U(xiǎn)車道制動(dòng)坡床時(shí)的速度(km/h);
R——制動(dòng)床集料滾動(dòng)阻力系數(shù);
G——制動(dòng)床坡度百分?jǐn)?shù)的代數(shù)值。
根據(jù)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/T D81-2017)表 11.3.7“不同等級(jí)公路避險(xiǎn)車道制動(dòng)床設(shè)計(jì)入口速度建議值”中二級(jí)公路避險(xiǎn)車道入口速度值為80~100km/h,根據(jù)以往觀測到的失控車輛最大速度取V=80km/h;制動(dòng)床集料采用豆礫石,R=0.25;G=0.10,計(jì)算得出制動(dòng)床最小長度72m,結(jié)合工程現(xiàn)場地形,為充分保證失控車輛的安全,沙坪避險(xiǎn)車道制動(dòng)床長度確定為80m。
3.3.2 制動(dòng)床的集料厚度及級(jí)配要求
避險(xiǎn)車道制動(dòng)床材料應(yīng)選用干凈的、不易被壓實(shí)的,且有較高滾動(dòng)阻力的材料。沙坪避險(xiǎn)車道制動(dòng)床集料選用豆礫石,是最常用的避險(xiǎn)車道制動(dòng)床材料,直徑尺寸為2.36~37.5mm,級(jí)配要求參照下表。
避險(xiǎn)車道制動(dòng)床集料的厚度宜為1.1m,最小厚度不應(yīng)小于1m,應(yīng)在30~60m長的距離內(nèi)從制動(dòng)床入口處的7.5cm深度逐漸過渡到完整厚度[2]。沙坪避險(xiǎn)車道制動(dòng)床集料厚度采用7.5~100cm豆礫石面層。
3.4.1 橫斷面尺寸
考慮S221線交通量較大,大貨車、重車較多,此路段線形指標(biāo)較差,因此取消服務(wù)車道的設(shè)置,將避險(xiǎn)車道制動(dòng)車道改為全幅8m寬,橫斷面尺寸為:0.5m(防撞墻)+4.5m(制動(dòng)床)+3.5m(制動(dòng)床)+0.5m(防撞墻)=9.0m。
3.4.2 路面結(jié)構(gòu)
沙坪避險(xiǎn)車道引道與主線連接,面層采用24cm厚混凝土路面,1cm厚瀝青表面處治下封層,基層采用15cm厚5%水泥穩(wěn)定碎石,底基層采用18cm厚級(jí)配碎石墊層。
避險(xiǎn)車道制動(dòng)車道路面結(jié)構(gòu):制動(dòng)床入口處至30m漸變段結(jié)構(gòu)為18cm級(jí)配碎石底基層+15cm厚5%水泥穩(wěn)定碎石基層+1cm瀝青表面處治+7.5~100cm厚豆礫石層,豆礫石層隨樁號(hào)增加而逐步增厚;漸變段后路面結(jié)構(gòu)為18cm級(jí)配碎石底基層+15cm厚5%水泥穩(wěn)定碎石基層+1cm瀝青表面處治+100cm厚豆礫石層。
瀝青表面處治層主要作用是抵抗行車的磨耗和大氣作用,增強(qiáng)防水性,提高平整度。
在避險(xiǎn)車道條件允許的基礎(chǔ)上,應(yīng)在公路上設(shè)置服務(wù)車道,并靠近制動(dòng)床的位置,利用柱式輪廓標(biāo)或防撞桶對(duì)二者進(jìn)行隔離;關(guān)于服務(wù)車道的長度,需與制動(dòng)床的長度相一致,其寬度一般為4.5m,如果地形條件受限,也需≥3.5m;服務(wù)車道主要采用水泥混凝土路面;在服務(wù)車道入口處,應(yīng)實(shí)施封閉式管理。本項(xiàng)目由于路線實(shí)際情況取消服務(wù)車道的設(shè)置,為拖出失控車輛,本次設(shè)置2個(gè)施救錨栓,在制動(dòng)床前30m、制動(dòng)床起點(diǎn)各設(shè)置一個(gè)施救錨栓。
避險(xiǎn)車道的排水設(shè)施應(yīng)該與普通公路排水系統(tǒng)及設(shè)施進(jìn)行正確銜接;同時(shí),避險(xiǎn)車道的排水設(shè)施設(shè)置應(yīng)滿足《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定[3]。
為避免避險(xiǎn)車道制動(dòng)床凍結(jié)和制動(dòng)床集料的污染,沙坪避險(xiǎn)車道在制動(dòng)段基層頂鋪設(shè)防水土工布并設(shè)置橫向排水管,挖方段設(shè)置縱向盲溝,縱向最低點(diǎn)處設(shè)置橫向排水溝,以保障制動(dòng)車道排水順暢。
為進(jìn)一步保證失控車輛駛?cè)氡茈U(xiǎn)車道的安全,在制動(dòng)床尾部需要設(shè)置減速消能設(shè)施,比如消能桶、集料堆及廢舊輪胎等。沙坪避險(xiǎn)車道制動(dòng)床末端連接鋼筋混凝土防撞墻,為避免機(jī)動(dòng)車沖撞,依據(jù)《公路安全生命防護(hù)工程實(shí)施技術(shù)指南(試行)》規(guī)定,在制動(dòng)床末端設(shè)置砂袋,在平臺(tái)端部碼放四排八列五層沙包,為失控車輛提供更高的安全保障。
制動(dòng)坡床集料級(jí)配要求
在對(duì)避險(xiǎn)車道進(jìn)行運(yùn)用的過程中,需要根據(jù)相關(guān)規(guī)定設(shè)置配套交通安全設(shè)施,主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):
其一,要在應(yīng)用避險(xiǎn)車道的公路上設(shè)置標(biāo)志;
其二,要在連續(xù)下坡路段以及中途休息區(qū)段設(shè)置相關(guān)預(yù)告標(biāo)識(shí),主要提示避險(xiǎn)車道的數(shù)量和位置,以及救援聯(lián)系方式等信息;
其三,要在應(yīng)用避險(xiǎn)車道的公路上設(shè)置標(biāo)線,比如邊緣線、導(dǎo)向箭頭、護(hù)欄等[4]。
例如,在本次工程中就對(duì)安全設(shè)施進(jìn)行科學(xué)設(shè)置:在距離避險(xiǎn)車道前500m、200m、100m處分別設(shè)置“緊急停車處 前方XXXm”預(yù)告標(biāo)志牌,在K432+250匯流鼻處設(shè)置了“禁止停車、失控車輛專用、禁止無關(guān)人員進(jìn)入”標(biāo)志牌,同時(shí),在鋼筋混凝土護(hù)欄上也設(shè)置了輪廓標(biāo),間距為10m,反光器顏色為紅色。
當(dāng)避險(xiǎn)車道施工完成之后,還必須重視避險(xiǎn)車道的運(yùn)行和養(yǎng)護(hù)問題,具體可從以下兩方面著手。
其一,要加強(qiáng)避險(xiǎn)車道的運(yùn)行和養(yǎng)護(hù)宣傳,確保駕駛?cè)藛T能夠?qū)Ρ茈U(xiǎn)車道的用途、使用方式等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行充分掌握。條件許可情況下可在坡頂設(shè)置制動(dòng)檢查站,只有符合制動(dòng)要求的車輛才可行駛;同時(shí),還可以在下坡路段設(shè)置停車休息區(qū)和加水區(qū),主要是為了冷卻制動(dòng)器,避免因制動(dòng)器超負(fù)荷運(yùn)作而出現(xiàn)危險(xiǎn)。
其二,要對(duì)避險(xiǎn)車道進(jìn)行定期檢查,尤其是在避險(xiǎn)車道被使用后導(dǎo)致制動(dòng)坡床集料不平時(shí),應(yīng)及時(shí)將其再次鋪平;同時(shí),還需要對(duì)細(xì)小、尖銳的碎集料進(jìn)行定期清除。特別注意,對(duì)于沒有車輛駛過的避險(xiǎn)車道,也要定期對(duì)其維護(hù),主要是翻松集料,通常翻松深度要≥60cm;在冬季的時(shí)候還需要對(duì)集料凍結(jié)問題進(jìn)行防治,及時(shí)將積雪清除干凈。
從2018年寧化沙坪避險(xiǎn)車道建成以后,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),進(jìn)入避險(xiǎn)車道車輛有8輛,并未發(fā)生人員傷亡交通安全事故。因此,在山區(qū)普通公路運(yùn)用避險(xiǎn)車道不但能夠?yàn)槿嗣袢罕妱?chuàng)造一個(gè)良好且安全的行車環(huán)境,而且還能夠有效預(yù)防道路交通事故的發(fā)生,保障了人民群眾的生命以及財(cái)產(chǎn)安全,工程效果十分顯著。下圖為避險(xiǎn)車道建成前后對(duì)比效果圖。
避險(xiǎn)車道建成前后對(duì)比效果圖
地形劣勢(shì)是很多山區(qū)普通公路普遍存在的問題,從而導(dǎo)致其成為事故多發(fā)路段。為了有效解決這一問題,近幾年三明市公路養(yǎng)護(hù)中心相繼在大田、永安、尤溪等存在安全隱患的山區(qū)普通公路路段增設(shè)避險(xiǎn)車道,有效提升了行車安全性,降低交通事故的發(fā)生幾率,保障了人民群眾的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全,提升了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,構(gòu)建了更加完善的交通前景。