避险车道在设计中应注意的问题

避险车道在设计中应注意的问题

摘要：自北京八达岭高速路设置第一条避险车道以来，国内掀起一场设置避险车道热潮。但由于国内避险车道起步较晚．相关的研究很少．所以相应的规范或指南还没有出台。避险车道设计中存在许多问题，本文根据山区长下坡道路交通事故中车辆和道路的原因，总结和研究了避险车道的技术参数和设置方法，以促进道路安全保障设施的完善，确保道路安全。

关键词：长下坡道路避险车道技术参数

1 前言

国内外避险车道的发展

避险车道最早起源于美国。已经有三十多年的历史。在20世纪70年代人们发现失控车辆经常冲出道路停在路边废料堆上。或者冲到山上用于运滚木的旧路上，由此道路工程技术人员受到启发。第一条避险车道在美国加利福利亚诞生，美国避险车道数量发展很快。按1990年的统计数字—27个州使用避险车道，数量达170条。

近几年随着我国公路事业的快速发展，交通事故率也随之增长。在事故统计中．长陡下坡是事故多发路段，许多司机往往把长陡下坡易出事故的路段称为“死亡之路或称为死亡谷，可见其危险性。近年来，通过国内外技术交流国内的管理者和工程设计人员也效仿国外的长陡坡工程措施，在国内的公路连续长下坡路段设置了避险车道口。1998年．北京八达岭高速公路设置了国内第一条避险车道。但由于国内避险车道起步较晚．相关的研究很少．所以相应的规范或指南还没有出台。目前．我国避险车道的设置在类型、线形、材料、减振等附属设施上还存在着问题。给使用避险车道的司机和车辆带来了事故隐患。

2.1 修建避险车道的考虑因素：

考虑是否修建避险车道需要考虑多种因素。主要因素是道路事故、坡道长度和坡度值以及道路上大型车所占比率。以下是美国确定避险车道时考虑的因素：

(1)失控卡车事故率

(2)下坡道路长度

(3)下坡的坡度值

(4)卡车所占比率

(5)坡底的事故数

(6)平均日交通量

(7)平曲线曲率

(8)事故严重程度

(9)路权问题避险

2.2 避险车道类型：

国外避险车道可分为三种类型：重力型、沙堆型、制动砂床型。

重力型：它是靠陡峭的坡度使车辆减速重力型匝道是平行于主线的上坡

匝道，它一般是建立在旧路上的。长陡坡给司机带来的是控制车辆问题不仅仅是使车辆停止而且还不能让车辆进入避险车道后由于重力返回主线，影响主线上其它车辆正常行驶。

砂堆型：将松散、干燥的砂子堆积在上坡的匝道上也是靠重力及沙堆阻力来使车辆减速，砂堆易受天气的影响(雨雪影响沙堆的稳定性) 另外高数值的减速度对司机及车辆造成损伤较大。

制动砂床型：是由光滑的、粒径均匀的天然砂砾铺设在匝道上。制动砂床主要通过砂砾的滚动阻力使失控车辆减速或停止。它通常建立在上坡上因为上坡的重力分力可以增加它的减速效能。

重力型和砂堆型避险车道在美国50年前比较常见，由于这两种避险车道存在着较大的弊端，在工程中已渐渐停止了使用。基于制动砂床的安全性以及不受匝道坡度限制等优点，其目前已成为最普遍和最安全的避险车道形式。

2.3 避险车道引道：

一条完善的避险车道应当由避险车道引道、避险车道及其它附属设施组成避险车道引道。引道起着连接主线与避险车道的作用，引道可以给失控车辆驾驶员提供充分的反应时间和足够的空间沿引道安全地驶入避险车道，减少因车辆失控给驾驶员带来极度恐慌而失去正常的判断能力。引道的设置应保证准备使用避险车道的驾驶员能在引道的起点清晰地看到避险车道的全部线形，时隐时现的避险车道会给驾驶员不安全的感觉。并且往往会使驾驶员开过避险车道，从而遗憾地错过一次救生的机会。

引道终点与制动砂床连接部采用1米宽大方砖分界，把柔性沥青路面与松散卵石结构区分开。引道路面结构与主路路面结构保持一致。避险车道的引道终点设计成方型可在减速前更有效地控制失控车辆。这样设置可使车辆前轮同时进入避险车道松散结构中保证车辆前轴两轮保持同样的减速度否则会造成车辆前轴两轮左右受力不均匀而导致车辆侧翻在避险车道入口即发生事故。引道的终点宜设置在避险车道入口的后方使避险车道与主线分隔开并保持一定距离使车辆进入避险车道后不会有石子蹦到车道外部特别是主车道。干扰正常行驶的车辆。

2.4 避险车道线形：

避险车道是为失控车辆设计的，因此它的平面线形应是直线，以前国内外某些山区公路的避险车道采用小半径曲线，有可能是参照出口匝道设计的线形。然而失控车辆是不能适应曲线线形的因为车辆有可能沿着曲线切线方向冲出避险车道造成翻车等事故。

避险车道的纵面线形也应是直线。如果纵面线形为竖曲线对司机和车辆来说存在着潜在的危险。因为从受力的角度来说这是一种非常不合理的线形失控车辆在竖曲线上高速行驶时会产生时刻变化的向心力，当它和其它力合成时可能会产生很大的合力即产生很大的变化减速度，有可能超过司机或车辆所能承受的速率变化范围。

2.5 避险车道长度：

避险车道长度不足致使车辆超越避险车道造成翻越落入山崖或撞

至避险车道端部导致车毁人亡的事故是我国避险车道常见的问题。管理者最常采用的措施是加长避险车道。但山区地形条件限制，一味刻意加长避险车道是不现实的。势必造成山体开挖过大增加工程造价。同时破坏自然环境。实践表明，用增加避险车道坡度更换砂床材料等方法来取代加长避险车道是切实可行的。

避险车道的长度是根据行驶速度坡度、砂床原材料的滚动阻力系数而确定的。砂床坡度和长度的设置往往受到地形和地势及道路用地限制。通过提高砂床材料的滚动阻力系数，可有效的解决这个问题。

美国推导出失控车辆停车距离和滚动阻力系数、坡度的函数关系：2

V

L=0.98()

R G

L——停止距离(m)

V——驶入速度(mile/h)

R——滚动阻力系数

G——避险车道的坡度（%）

材料级配：

美国调查失控车辆的车速结果显示：失控状态下的车速很少超过90英里／小时(145公里／小时)。因此计算避险车道长度时．按V=90英里／

选用适当制动砂床材料可有效地减少长度、坡度，因此美国运输部门对砂床的材料进行了研究。他们对砂床材料级配进行调整．使砂床材料最大滚动阻力系数由0.25增至0.30，使砂床深度由48厘米减少至30厘米。减少了挖方或填方工程量．

并减少砂床的长度15％。据统计，美国使用这种新型材料．每处避险车道的费用可节省30900美元。

我国对避险车道的材料没有详细的研究。目前采用的材料有沙子、天然砂砾、碎石。这些都不是最好的砂床材料。不能提供更有效的滚动阻力系数。根据国外资料研究表明，好的砂床材料应是圆形，在车轮的碾压下上下砂砾通过相互的滚动、置换，使车辆更容易陷入最理想的砂砾粒径应在0.5英寸(1.27厘米)左右。最小0.25英寸(0.63厘米)。最大15英寸(3.81厘米)。这样粒径的砂砾具有较高的滚动阻力系数。

制动砂床具有一定深度。是保证材料完全发挥其滚动阻力的必要条件。制动砂床的材料深度不应小于50厘米．一般来说深度范围在50厘米至100厘米。为了使司机有一个对减速度的适应过程。沿着避险车道入口前30米．材料的深度应由浅至深，从7厘米过渡至正常深度。下雪天应最好覆盖塑料薄膜或草袋，以免砂砾表面结冰，影响其缓能效果。

由于地形的原因避险车道不能达到要求的长度，可在端部设置防撞消能附属设施，如集料堆在避险年道的端部或在端部设置防撞砂桶。如果不能够提供足够的长度和坡度使失控车辆停止，车辆越出避险车道会