国道G323线乳源上围至沙坪段改建工程避险车道设计

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总505期
2019年第19期（7月 上）
1 工程概况
国道G323线乳源上围至沙坪段改建工程所经区域地形地貌以低山区为主，山体以构造剥蚀为主，网状切割明显，山间沟谷呈“V ”字形，地形坡度一般为25°～55°，
局部更加陡峭，山体表面多为天然林、人工森林覆盖，植被覆盖率一般达90%以上。

一般相对高差100～180m ，最大高差210m 。

受地形限制，本项目连续长、陡下坡最大长度约6km ，且其平均纵坡达4.5%。

收稿日期：2019-02-25
作者简介：黎小顺（1986—），男，工程师，主要从事公路勘察设计工作。

国道G323线乳源上围至沙坪段改建工程
避险车道设计
黎小顺
（广东省交通规划设计研究院股份有限公司，广东 广州 510507）
摘要：结合实际工程，阐述了避险车道的意义与工作原理以及避险车道的3种类型，基于本项目避险车道设置位置，对避险车道方案设计进行了具体的研究，包括线形设计、纵断面设计、横断面及路面结构设计、排水及防撞消能设计，以保证山区公路的安全运营。

关键词：避险车道；线形设计；安全运营中图分类号：U412
文献标识码：B
表1 国道G323线乳源上围至沙坪段改建工程长、陡下坡路段一览表
序号起讫桩号方向坡长平均纵坡最大纵坡/处
最大纵坡/坡长备注
1K426+000—K432+000沙坪至上围 6.00km 4.50%7%/47%/460m 2K432+000—K436+100上围至沙坪 4.10km 4.70%7%/37%/470m 3
K462+500—K466+500
沙坪至上围
4.00km
4.00%
7%/1
7%/220m
2 避险车道的意义与工作原理
根据《公路路线设计规范》（JTG D20—2017）第6.2.6条规定，对于长陡坡路段，应通过交通安全评价论证，确定是否增设避险车道且避险车道应在该路段右侧视距良好路段设置，同时宽度应≥4.5m ，在地形条件、工程造价允许的情况下，尽可能在避险车道设置的同时增设救援车道。

避险车道制动的基本原理为：失控车辆进入制动床后，通过与制动床的粒料产生的滚动阻力消减车辆速度，同时结合设置的安全附属设施，最终使其处于可控状态。

3 避险车道的类型
（1）制动床型：通过设置制动床对失控车辆进行减速消能，又细分为上坡型、平坡型以及下坡型3种，其中上坡制动床型避险车道应用最为广泛同时亦为最见成效的避险车道类型。

（2）重力型：最早的避险车道即在行车道侧修建较陡的上坡或利用废弃且未上坡方向的旧路，主要依靠重力使车辆减速，路面滚动阻力的作用很小，因此重力型避险车道通常较长、较陡，且特别受地形条件限制，另外失控车辆受重力影响，会减速停车后发生折返现象，容易造成二次事故，因此重力型避险车道在实际工程中已停止使用[1]。

（3）砂堆型：由松散干燥的砂子堆砌而成，依靠砂子提供的滚动阻力使车辆减速停车，但由于砂堆吸水容易板结，应用于天气潮湿的南方城市，常常带来管养困难的问
题，因此应用场景受较大限制。

4 本项目避险车道设置位置
我国目前避险车道规范尚未明确，一般情形需依靠工程经验以及运营期间事故评率综合拟定。

本次施工图设计根据实际地形条件、平纵面设计同时结合专家组意见在K428+635（清远阳山至韶关乳源县城方向）增设一条避险车道，用于失控车辆自救，防止大车、重车刹车失灵，发生恶性交通事故。

5 避险车道方案设计
5.1 线形设计
避险车道作为帮助失控车辆重新处于安全状态，其线形应为直线。

对于与主线流出夹角，一般情况下流出角应≤10°；
结合本项目线位地处山区，路线曲线占比较大，直线段位置受地形条件大限制多不适合设置避险车道，因此选取弯道位置切线方向直接流出。

考虑到弯道切线流出，可能会对正常车辆有误导作用，因此避险车道入口标志设施应予以加强。

平面线：国道G323线乳源上围至沙坪平面布置图如图1，考虑直接弯道切线流出。

5.2 纵断面设计
结合本项目避险车道设置情况，其所处地形条件适合
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TRANSPOWORLD
交通世界采用上坡型避险车道，上坡型避险车道具备工程规模小、安全性高等特点。

（1）引道段
引道段主要为确保失控车辆驶离主线，让驾驶员在即将面对制动坡度的过程中调整自身心理状态，其所需的长度一般为常规识别视距，即采用3s 车速行程控制引道段长度。

（2）引道段与制动段之间的凹曲线
制动段需设置较大纵坡，以此消减汽车动能，因此制动段与引道段必成较大夹角。

考虑在夜晚及能见度较低的情况下，确保驾驶员能在可视范围能识别制动床起点，即将如图2所示h 点位置作为凹曲线起点，考虑到常规路面与制动床之间两者驾驶感差距巨大，因此尚应在识别制动床前增加一段调整距离作为过渡使用，因此通过几何求解即可确定凹曲线极限半径[2]。

（3
）制动坡长
制动坡长主要考虑通过滚动摩擦力对失控车辆进行减速，其所属长度往往取决于制动材料，计算公式为：
（1）
式中：L 为停车距离，单位m ；V 为驶入速度，单位km/h ；
R 为滚动摩擦系数；G 为避险车道纵坡，单位%。

由式（1）可知，制动坡长主要影响因素为制动床材料的滚动阻力，避险车道的纵坡。

美国避险车道路面材料及其滚动阻力系数如下：普通水泥混凝土为0.010；沥青混凝土为0.012；压实砾石为0.015；松散的泥土、砂为0.037；压碎的集料为0.050；松散的砾石为0.100；砂为0.150；豆砾石为0.250。

本项目主线设计速度为40km/h ，制动材料采用豆砾石，综合我国避险车道普遍坡度处于10%～20%范围，结合本项目地形条件，平面控制长度＜200m ，因此通过式（1）反算得出制动坡度13%，处于我国避险车道普遍坡度范围内。

5.3 横断面及路面结构设计
（1）横断面
由于避险车道作为应急安保设置，过度设置会造成较大浪费，因此本着合理设置的原则避险车道宜设置为单车道宽度5.0m ，同时在其右侧设置一条救援车道，本项目避险车道断面布设如图3所示。

（2）路面结构
①引道、服务车道：25cm 水泥混凝土面层+单层改性乳化沥青表处封层+18cm5%水泥稳定级配碎石基层+18cm3%水泥稳定碎石底基层；
②制动坡床：制动坡床集料采用2cm 单一粒径的豆形砂砾，厚度过渡段桩号为BXK0+090—BXK0+120，由7.5cm 逐渐过渡到110cm 。

制动坡床未端挖方边坡前设置7排废旧轮胎，设置高度为2m ，设置宽度与制动坡床一致。

5.4 排水及防撞消能设计
（1）排水设置
两侧挖方边坡碎落台处设置BG —A1型边沟，右侧坡顶设置JSG —B 型截水沟。

制动坡床底部设置横向渗沟。

（2）防撞消能设计
与主路分流鼻碎落台处迎车方向设置15个防撞桶，左侧设置Gr —SS —2C 波形梁护栏（护栏上设置红色附着式轮廓标），引道设置路面文字标记“失控车辆专用”，服务车道设置路面文字标记“服务车道禁止驶入”，引道设置
“禁止停车”标志，起点前方路段设置避险车道预告、指示标志，制动坡床与服务车道之间设置水马隔离设施[3]。

6 结语
综上所述，本项目作为广东省为数不多未经升级改造的国道，其所处地形条件大大增加了运营难度，通过本文对避险车道的分析及设计，山区公路尤其具备变坡频繁、坡度大及坡长长等特点时，应于设计初期着重考虑后期安全运营的需求，建设必要的保障措施。

参考文献：
[1] 赵崇臣. 110国道改建工程避险车道设计[J]. 内蒙古公路
与运输，2009（1）：20-22，25.
[2] 陈竞飞. 避险车道的设计探讨[J]. 城市道桥与防洪，2008
（1）：19-21，16.
[3] 吴京梅. 山区公路避险车道的设置[J]. 公路，2006
（7）：105-109.
（编辑：姬瓅瓅）
图1 避险车道线形平面图
图2 极限曲线半径几何示意图
图3 避险车道标准横断面布设图。