宽容性设计理念在高速公路中的应用

的反应弥补由于道路本身因素所造成的事故隐患。即使有的驾驶员偶尔出现操作错误，仍能保持具有一定 的安全行车条件，对危险起到消除或缓减的作用，避免交通事故的发生或减轻交通事故的损伤程度。
２．３
宽容性设计包含的内容
公路的“宽容性设计”主要包含以下三方面的内容： （１）人性化的线形设计；
（２）宽容的路侧设计；
３．３宽容性交通设施设计
车辆离开道路侵入路侧的原因主要有：疲劳驾车或注意力不集中；超速；酒后驾车；为了躲避车辆或障碍 物等。因此，路侧安全设施的设置，主要针对路侧交通事故的类型因地制宜处理，如路边振动带、护栏、缓冲
垫等为侵入路侧车辆提供安全保护。
宽容性的路侧结构物主要包括：可解体消能的标志杆柱，可解体消能的护栏端头及防撞墩等安全设施， 具有水平滑动底座或与地面脆弱链接的杆柱等。
（３）宽容性交通设施设计。
３宽容性设计理念在高速公路中的应用
３．１人性化的线形设计
人性化的线形设计是基于驾驶员行为、车辆性能和道路交通条件的线形设计。目前国际上较多的采用 运行车速、设计车速两种设计体系。设计车速是指在行车条件良好、公路设计特征均能起到控制作用的情况
下，一条公路上能保持的最高安全速度，设计车速用于规定线形的最低设计标准；运行车速是在单元路段上
９．３５
１／３，５
２．５ ３ １．８ ２．２ ９
９ ９
１．４３５ ０．５６ １．１８ Ｏ．０８
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２．５ ３
上表中，边坡土方增加量是不同边坡坡率与１：１．５边坡相比的增加量，清表仅计边坡为１：１．５时路基 边坡线之间的区域，清表厚度为０．３ｍ，考虑浜塘段没有清表，对清表量进行折减，折减系数为０．７５，将表中 数据绘制成图，如图１、图２所示：
边坡坡率缓于（或等于）１：３．５时，边坡才能计入路侧安全净空区。根据《公路项目安全性评价指南》附
录Ｃ中的计算方法，一般高速公路的路侧安全净空区为９ｍ。通常高速公路的硬路肩为３ｍ，土路肩为 ０．７５ｍ，因此，要保证足够的路侧安全净空区，一个重要的条件是边坡坡率不能陡于１：３．５。 （２）护栏的设置
要保证足够的路侧安全净空区，应取消路侧护栏的设置。否则边坡及护坡道宽度均不能计入路侧安全
与道路安全状况较好的国家相比，我国的道路交通事故具有事故死亡人数多、事故数及伤亡人数呈高速 增长趋势及高速公路事故率大大高于普通公路的特点。我国已经制定了中远期的公路发展战略，将在今后
的２０年时间里建设以高速公路为主的国道主干线６．８万ｋｍ，高速公路的比例又将进一步提高。因此，解决
高速公路事故率偏高的问题是今后道路工作者最重要的工作之一。
３．２宽容的路侧设计
３．２．１路侧安全净空区 路侧安全净空区包括硬路肩、土路肩以及可控制行车的缓坡，其宽度根据预测交通量、运行速度以及道 路几何指标确定。美国路侧安全设计指南提出路侧净区设计的９ｍ指标。多年的实践经验和研究表明，多 数情况下９ｍ宽的路侧无障碍净区设计能够很好的保证驶出路外车辆的运行安全。此外，研究结论认为平 缓的边坡设计也是路侧安全设计的关键环节。我国《公路项目安全性评价指南》（ＪＴＧ／Ｔ Ｂ０５－－２００４）中采 用以下方式考虑边坡坡率对安全净空区宽度的影响： （１）填方边坡陡于１：３．５的边坡上不能行车，不能作为有效安全净空区； （２）当填方边坡在１：３．５和１：５．５之间时，驾驶员就有较多的机会控制车辆下坡，故可利用１／２宽度 的边坡作为安全净空区； （３）当边坡坡度缓于１：６时，整个坡面宽度均可作为安全净空区。 ３．２．２路侧安全净空区的影响因素 要保证足够的路侧安全净空区，应考虑以下因素： （１）边坡坡率
撞机理是通过护栏、车辆的弹、塑性变形，摩擦及车体变位来吸收车辆碰撞能量，从而达到保护乘员生命安全
的目的。护栏与其它安全设施的显著区别是以护栏和车辆自身的破坏来防止更严重的伤害事故发生。当失 控车辆碰撞护栏后产生的后果与失控车辆跃出路外后产生的后果相比，能显著减少事故严重程度的场所，就 被认为是需要设置护栏的场所，否则设置护栏只能对车辆和驾乘人员造成更为严重的伤害。在平缓、低填方 的路段，车辆跃出路堤的事故严重程度比车辆碰撞护栏、或车辆受到护栏绊阻而侧翻的事故严重程度小，按 照宽容性设计理念，这时不应采用护栏来保护该路段，而应保证其具有足够的路侧安全净空区。 ３．２．４设置缓边坡
宽容性设计理念在高速公路中的应用
吴美发 （同济大学建筑设计研究院 上海２０００９２）
ｌ
高速公路交通安全的重要性
据有关报道，自从有道路交通事故死亡记录以来，全世界死于道路交通事故的人数已愈３３５０万人。全
球每年约有１２０万人死于道路交通事故，平均每天有３２４２人死亡，而受伤总人数高达５０００万人，造成的经 济损失约５１８０亿美元。所以，人们把道路交通事故称为“无休止的战争”和“交通地狱”。
３．４宽容性设计实例
３．４．１工程概况 某高速公路规划红线６０ｍ，路幅规模为双向六车道，设计车速为ｌＯＯｋｍ／ｈ，项目位于平原微丘，自然区 划属于Ⅳ１，全线为填方路段，为保持路基中湿状态，路堤最小填土高度为１．８ｍ。 一般路段路基横断面布置如下： ０．７５ｍ（土路肩）＋３．Ｏｍ（硬路肩）＋３．７５ｍ５（３＋０．７５ｍ（路缘带）＋２ｍ（中央分隔带）＋０．７５ｍ（路缘带） ＋３．７５ｍＸ３＋３．Ｏｍ（硬路肩）＋ｏ．７５ｍ（土路肩）＝３３．５ｍ 边沟采用常见的预制碟形边沟，上口宽１．８ｍ，底宽０．６ｍ，沟深０．６ｍ，用地边线为边沟外侧ｌｍ。 ３．４．２线形设计
车辆安全是一项长期艰巨的任务，越来越多的国家从改善环境安全人手，通过优化道路设计，从而弥补行为
安全、车辆安全的不足，消除必然交通事故，降低偶然事故概率。
２．２宽容性设计理念
道路交通事故“不应该以人的生命为代价”，驾驶员由于其心理、生理等特性，在驾驶过程中不可避免的
会出现过错，但是驾驶员的过错不应以生命为代价，宽容性的道路设计即基于此思想。 提高公路的“宽容性”是指不应强迫驾驶员改变状态来适用道路，不苛求驾驶员以绝对正确的判断，敏捷
采用《公路项目安全性评价指南》中的计算方法，计算全线运行速度检验，未发现有相邻路段Ｉ ＡＶ８５ ｌ
大于２０ｋｍ／ｈ的情况。 本项目平面中设置两个半径２３００ｍ的圆曲线，根据规范要求，需设置缓和曲线和超高。两段圆曲线的 运行速度都为１２０ｋｍ／ｌ｛，根据运行速度计算后的采用的缓和曲线长３００ｍ，超高值２％。
图２填土高度Ｈ与边坡增加土方量的关系
从以上图表可以看出，以规划红线作为控制，坡率为１：３．５时填高Ｈ≤３ｍ时有条件可设置缓边坡，而边坡为
１：５．５时，有条件设置缓边坡的范围为１．８ｎ≤Ｈ≤２．２ｍ，边坡为１：６时，这一范围仅为１．８孵≤Ｈ≤２．０５ｍ。 从土方量来看，坡率为１：３．５且１．８Ｈ≤Ｈ≤２．５ｍ时，由缓边坡增加的土方基本可由清表的土方来平
净空区。 （３）护坡道宽度 当硬路肩、土路肩以及可控制行车的缓坡（边坡为１：３．５～１：５．５时，边坡宽度以一半计）小于路侧安
全净空区宽度时，可由护坡道来提供剩余所需的宽度。
‘（４）边沟 当边沟形式采用可跨越式时（矩形盖板边沟、浅碟形边沟、三角形边沟等），边沟宽度亦可计入路侧安全 净空区。 ３．２．３路侧护栏的设置 传统高速公路边坡坡率采用１：１．５，为防止车辆冲出路外造成事故，在路侧全线设置护栏。护栏的防
缓边坡是取消路侧护栏，保证路侧安全净空区的一个重要前提。
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放缓边坡，取消路侧护栏设置，具有以下优点： （１）有利于提高道路安全性 当车辆离开道路侵入路侧时，由于路侧护栏的存在，有可能产生以下情况：车辆撞击护栏后被弹回，与后 面的车辆发生相撞；车辆受到护栏绊阻而侧翻。而缓边坡不设护栏时，只要保证足够的侧向安全净空区，大 多数侵入路侧的车辆（据调查，比例达８０％以上）能够安全驶回车行道。 （２）有利于改善道路景观 公路景观应避免过多的人工装饰，公路与环境和谐和可持续发展才是公路景观的建设目的。护栏作为 人工构造物，是一种与周围环境不协调的道路景观，连续的设置容易给人带来一种压抑感。低路堤缓边坡的 设置，能减少人工痕迹，使公路更好地融于自然，与环境产生和谐的对话关系，让人感到亲切，对驾乘人员放 松心情、提高驾驶乐趣有利。 缓边坡的设计应对道路安全性、经济性等综合比选后确定，其主要影响因素有以下几点： （１）缓边坡应与路侧安全净空区相结合 当路侧安全净空区范围内存在障碍物时，如横向跨线桥、高压铁塔等，车辆驶出路侧造成的事故严重程 度比撞击护栏造成的事故高时，应恢复护栏的设置，同时，缓边坡的设置也没有太大的意义。 （２）横向保留河道、通道设置间距 当横向保留河道、通道设置间距过密时，路堤高度难以降低，有条件设置缓边坡的路段过短，则设置缓边 坡的意义不大。 （３）独立的缓边坡路段的长度 当独立的缓边坡路段长度较短时，边坡在较短的路段内频繁变化，难以产生好的景观效果，也不利于保 持公路线形轮廓顺畅和提高视线诱导，因而，也不适合进行缓边坡设计。 （４）公路用地和土方 相对于１：１．５的常规坡率，设置缓边坡时公路用地范围更大，需要的土方更多。当用地条件受限制时， 应取消缓边坡的设置。对于缓边坡土方需求较大这一问题，可以考虑采用以下方式：路基施工时，先按 １：１．５边坡分层回填压实，１。ｎ（ｎ为缓边坡坡率）与１：１．５之间的三角区域采用清表后的耕植土回填。由 于耕植土在公路建设中利用价值不大，常作为弃方处理，因此，采用该方式具有良好的经济效益。
段设计车速确定的线形指标不能满足公路使用者安全行车的要求。 运行车速设计通过降低相邻路段的容许速度差，通过相邻路段所能提供的不同容许速度的级差控制，达 到线形协调、消除安全隐患的目的，其主要内容包括： （１）两连续平曲线或连续的曲线和直线之间平面指标应均衡，若相邻路段运行速度差超限，应进行线形 调整，或增大低指标或降低高指标； （２）按路段实际运行速度相应设置缓和曲线、超高及超高渐变率等。
２宽容性道路设计理念 ２．１宽容性设计的由来
道路交通事故类型多种多样，导致交通事故的主要因素包括人、车、路三方面的因素。大量的道路交通 事故均伴随着人员伤亡的代价。提高道路交通安全是一个系统的工程，需要同时达到行为安全、车辆安全和 环境安全。美国将其概括为三个安全战略目标，可具体划分为：规范驾驶人等公路使用者行为、提高车辆性 能、改善道路交通条件、形成高效的紧急救护系统和严密的安全组织管理几个部分。然而，提高行为安全和
填土高度鹏占地宽度的关系
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填土高度鹏边坡增加土方量的关系
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３．１
填土高度Ｈ（ｍ）
图１填土高度Ｈ与占地宽度的关系
车辆的实际行驶速度，通常按统计学中测定的从高速到低速排列的第８５个百分点车辆行驶速度作为运行速
８５９
度，是单元路段状况决定的客观上车辆实际的行驶速度。 设计车速对一特定的路段而言是个固定值，而在实际的行驶行为中，实际行驶速度总是随着公路线形、
车辆动力性能等各种条件而变化。只要条件允许，驾驶员总是倾向于采用较高速度行驶。因此，仅仅依据路
８６】
３．４．３宽容的路侧设计
本项目填土高度与路侧安全净空区的关系见表ｌ，其中，填土高度为中央分隔带边线与护坡道之间的
高差。
填土高度与路侧安全净空区
边坡坡率 填土高度Ｈ
（ｍ） １．８ ２．２
表１
边坡土方增加量 （ｎ１３／ｍ）
４．３８ ７．０７ ９．５０ １４．３６ ８．７６ １４．１４ １９．０１ ２８．７３ ９．８６ １５．９０ ２１．３９ ３２．３２
路侧安全净空区
（ｍ）
９ ９
所需护坡道宽度
（ｍ） Ｚ．６６
１．９６
占地宽度
（ｍ） ５４．７８ ５６．１８ ５７．２３ ５８．９８ ５７．７４ ５９．９４ ６３．０８ ６８．５８ ５６．８６ ６１．６６ ６５．２６ ７１．２６
清表土方 （ｍ３／ｍ）
８．５４ ８．８１ ９．０１ ９．３５ ８．５４ ８．８１ ９．０１ ９．３５ ８．５４ ８．８１ ９．０１