基于运营安全的山区高速公路路线设计新理念

　文章编号:0451-0712(2004)04-0052-04 中图分类号:U412.3 文献标识码:B

基于运营安全的山区高速公路路线设计新理念

廖朝华

(中交第二公路勘察设计研究院　武汉市　430052)

摘　要:针对山区高速公路路线设计中对运营安全有重要影响的设计参数,如设计车速、超高、停车视距等的取值进行了探讨,并结合国内外高速公路的设计经验,提出了一些新的设计理念和建议。

关键词:山区高速公路;运营安全;超高;停车视距

交通部路发[2004]45号文中,从技术角度在《西部地区公路建设主要政策建议》中提出了一条重要的设计理念:坚持“以人为本”的指导思想,重视公路交通安全问题,加强公路交通安全设计与运营管理,适时推进公路交通安全性评价,以提高公路的交通安全水平。公路的运营安全不仅是靠安全管理来提高,也应从设计的理念来体现“以人为本”的设计思想。随着我国高速公路由平原、微丘地区向山区发展,许多设计理念也应不断更新。如地质选线,应开展对公路沿线自然灾害和地质灾害评价;环保选线,应重视生态因素,减少对周边环境的影响;走廊资源选线,应把走廊带作为不可再生的资源,统筹规划、合理布局、近远结合、综合利用。同样,运营安全的设计理念也是山区高速公路设计的重要思想。从国内目前通车的几段山区高速公路的运营状况分析,有的路段存在严重的安全隐患,出现了许多安全事故,按交通事故的成因分析看,多数还是驾驶人员的不安全行为和车辆状况不良造成的(如超速行驶、疲劳驾驶、空挡或高速档下坡以及超载等),但也有一些“事故多发”路段,其交通事故是与路线的线形、交通环境等有关(如长下坡急弯路段、车辆的运行速度高于设计车速和视距不良等)。本文重点针对山区高速公路路线设计中对运营安全有重要影响的设计参数的取值进行一些探讨,以供设计人员参考。

1　设计车速

车速是公路几何设计的主要控制参数,直接影响公路设施的运营安全和效率。设计车速一经选定,

公路的所有相关要素,如视距、超高、纵坡和竖曲线半径等指标必须与其配合以获得均衡设计。我国目前是在满足汽车运动学和力学要求的前提下,采用“计算行车速度”进行路线设计,而计算行车速度对一特定路段而言是一固定值,其作为基础参数,用于规定该路段满足运营安全所需要的最小曲率和最小视距等最低设计标准。但在实际设计中,设计人员经常在经济的前提下采用一些较大半径的平曲线或较大的视距等较高的技术指标,特别是在山岭区也会连续地采用一些直线或大半径的曲线。在山区由于采用较低的设计车速(一般都是采用80km h或100km h,有的还采用了60km h的设计车速),在实际的驾驶行为中,驾驶者在指标较高的路段上,会以远大于设计车速的速度行驶,如果对这些易出现高于设计车速行驶的路段,其相关的路线设计参数不与之匹配,则不能保证线形标准的一致性,设计要素之间也不相容,实际的行车速度与设计车速不一致,其结果便不能有效地保证汽车行驶的安全性。

国外,尤其是欧美发达国家关于公路路线设计理论,已在满足汽车行驶对道路的动力学要求的基础上,考虑驾驶员的驾驶行为和生理、心理特征,以服务于道路使用者为目标,要求道路能够为其使用者提供舒适、安全、快捷的交通服务。这种以人为本的设计思想,不仅考虑汽车行驶要求,还要考虑路用者的交通要求,即驾驶员的心理、生理反应,综合人、车的要求,采用动态的观点设计路线的各个元素,并力求指标协调。按此原则设计的公路路线,可以满足驾驶员在行车过程中产生的期望心理要求,即能预

收稿日期:2004-03-17

　公路　2004年4月　第4期 H IGHWA Y　A p r12004　N o14　

知前进方向的道路条件、交通条件,还可满足视觉连续、车速连续和交通安全。

我国现行标准、规范的相关条文中,其实也提示了一些运行速度的设计理念,如长直线尽头或大半径曲线连续延长之后不宜采用小半径曲线,且连续曲线指标应均匀等,但还是建立在采用固定设计车速的前提下,采用对应的技术指标。目前,国内也对高速公路的运行速度开展了大量的研究,特别是交通部公路司在2000年度标准规范项目中,设立专题开展《高速公路运行速度设计方法和标准》专项研究,在观测数据的基础上,建立了适合我国驾驶员特征和山区高速公路特点的平、纵线形指标速度预测模型。因此,在路线设计中,有必要引入运行速度的概念,对控制路线设计的主要参数进行调整优化(如视距、超高等),并进行安全性评价。

鉴于国内山区高速公路通车里程短,路段内车辆运行速度的观测资料有限,为了简化设计,建议对采用60～100km h计算行车速度的路线,在一些特定的路段(如长下坡路段、反超高路段和视距不良路段等)采用提高设计车速(如80km h的计算行车速度,可采用100km h的运行速度)来进行线形设计。当然,如果是以载重车为主的路段,则应考虑载重车的运行速度特点,可分别对长下坡和长上坡采用不同的设计车速进行设计。也可采用《高速公路运行速度设计方法和标准》研究报告中提出的对应于设计速度的小客车和大型货车的运行速度,作为控制路段的路线几何要素和交通控制措施的设计依据。

2　视距

高速公路的视距采用停车视距控制设计。视距是保证公路运营安全的一项重要设计指标,《公路工程技术标准》(JTJ001-97)中规定的停车视距是小客车行驶时,当视点高为1.2m、物高为011m时,驾驶人员自看到前方障碍物时起,至障碍物前能安全停车所需的最短行车距离,即为小客车最小停车视距,在路线设计时必须保证最小停车视距的设计要求。

在确定停车视距取值时,为了提高山区高速公路的运营安全,应综合考虑路段的运行速度、路面的摩阻系数、纵坡及货车等因素的影响。

211　运行速度的影响

停车视距通常是由制动反应时间所需的距离和制动距离构成。而制动反应距离和制动距离都与汽车的初始速度有关,因此按第1章关于设计车速的分析,建议根据不同的路段采用运行速度作为设计车速来取用相对应的停车视距值,如在长下坡路段, 80km h设计车速可采用100km h的运行速度来确定停车视距。

212　货车对停车视距的影响

现行技术标准中推导出的最小停车视距为小客车的停车视距,对货车而言,在有的路段将存在安全隐患。货车,特别是大型载重车,在同样的速度情况下比小客车需要更长的停车视距。但由于货车的驾驶员视高较高,实际上对障碍物的竖向特征能看得更远。因此,在一定的速度下,货车的制动距离与小客车可相当。所以,在一般的高速公路设计中,采用小客车的停车视距控制设计也是可行的,但对山区高速公路特别是在长下坡路段,其水平视线受到限制时,货车具有较高视高的优势就没有多大的价值了,并且在长下坡路段货车的运行速度与小客车接近,在这种路段如果仍采用小客车的停车视距,则对运营安全不利。建议货车比重较大的山区高速公路,对相关的路段根据货车的运行速度验算货车的停车视距。交通部在修编技术标准时对《公路货车停车视距》进行了专题研究,并在《公路工程技术标准》(JT G B01-2003)的条文说明中给出了载重货车当视点高为210m、物高为011m时的停车视距(见表1),并要求对大型车比例高的公路,应采用货车视距对相关的路段进行检验。

表1　高速公路停车视距及货车停车视距

设计速度 (km h)1201008060停车视距 m21016011075

货车停车视距 m24518012585

213　纵坡对停车视距的影响

山区高速公路的纵断面起伏大,上、下坡道对车辆的制动距离有影响。上坡段停车距离短,下坡段停车距离长,这主要是由于坡度对汽车的运行速度有影响。但由于在下坡路段通常其视距较平坡和山坡路段大,这也自动提供了所需的纵坡校正,在一般的高速公路设计中并不因纵坡而采用不同的停车视距,影响不是很大。但对以货车为主的山区高速公路,因在下坡路段其纵坡对制动距离的影响较大,为了提高运营安全,建议根据《公路货车停车视距》专题研究结果,及《公路工程技术标准》(JT G B01-2003)的条文说明提供的停车视距坡度修正值表,对货车停车视距在下坡路段随坡度大小进行修正。

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