懷化至通道(湘桂界)高速公路避險車道設計

王武生，魏莉娜

(湖南省交通規(guī)劃勘察設計院，湖南長沙 410008)

1 項目背景

懷化至通道(湘桂界)高速公路的隴城至湘桂省界段位于湖南省通道縣境內(nèi)。該路段地勢北高南低，山峰聳立，河谷深切，相對高差一般在數(shù)十米至600 m之間。地形沖溝縱橫發(fā)育、其溝谷形態(tài)多呈為典型的“V”型或“U”型。

該路段設計速度采用80 km/h，路基寬度采用24.5 m，存在兩處連續(xù)下坡:

1)k185+400～k190+900:該段連續(xù)下坡長度為5.5 km，設計高程從 539.432 m 下降到 402.796 m，共克服高差136.636 m，平均縱坡為2.48%。

2)k192+700～k199+000:該段連續(xù)下坡長度為 6.30 km，設計高程從409.196 m 下降到232.396 m，共克服高差176.8 m，平均縱坡為2.81%。

對于這種連續(xù)下坡路段，關系到整條高速公路的運營安全。特別是2008年初湖南發(fā)生罕見冰災，高速公路的抗災能力、通行能力和安全保障得到各方前所未有的關注。基于“用戶第一，行者為本”的新理念，為確保高速公路的運營安全，在 k190+500、k198+150設置了兩處避險車道。

2 避險車道設計

2.1 平面設計

避險車道主要是為剎車失控車輛設計的，其平面線形應是直線。以前國內(nèi)外某些山區(qū)公路的避險車道采用過小半徑曲線，有可能是參照互通立交的出口匝道設計線形的結(jié)果;然而剎車失控車輛很難適應曲線線形，容易造成翻車等事故。

另外避險車道的駛出角應盡可能小，以便使失控車輛更容易地駛?cè)搿Ｃ绹呀ǔ傻谋茈U車道設計相關資料表明，避險車道的駛出角一般小于10°，以小于5°居多。

本項目兩處避險車道均位于左轉(zhuǎn)曲線路段，均布置成直線型，入口均保證了足夠的視距以使失控車輛能高速安全的駛?cè)搿190+500、k198+150兩處避險車道的駛出角分別為4°和7°(均小于10°)，圖1為k190+500處避險車道平面圖。

為方便施工，參照互通立交中匝道設計，平面設計還應包括避險車道線位數(shù)據(jù)表和楔形端對應主線避險車道數(shù)據(jù)表，見表1、表2。

2.2 縱面設計

避險車道的縱坡是避險車道設計的重要因素，其確定要根據(jù)附近的地形條件。如果縱坡過小，需要比較長的制動坡床，存在地形條件滿足不了長度要求的情況;如果縱坡過大，制動坡床長度較短，容易使駕駛員產(chǎn)生不能安全停車的錯覺。

避險車道的長度需要根據(jù)失控車輛駛?cè)胨俣取⒈茈U車道縱坡以及制動坡床材料綜合確定。避險車道長度計算公式為:

式中:L為制動坡床的最小長度，m;V為失控車輛駛?cè)氡茈U車道的速度，貨車按100 km/h、110 km/h計算;R為制動坡床材料的滾動阻力系數(shù);α為制動坡床縱坡，以代數(shù)值表示。

圖1 k190+500處避險車道平面圖

表1 避險車道線位數(shù)據(jù)表

表2 楔形端對應主線避險車道數(shù)據(jù)表

本項目兩處避險車道制動坡床集料均是采用清潔的豆礫石，根據(jù)相關文獻，豆礫石的滾動阻力系數(shù)為0.25。結(jié)合避險車道附近的地形，k190+500、k198+150兩處避險車道制動坡床分別采用10%和15%的上坡，制動坡床長度分別為220 m和160 m;避險車道線位全長分別為320 m和240 m。

2.3 路基路面設計

2.3.1 路基

制動坡床路段路基總寬度為11.5 m，其中制動坡床寬度6.0 m，服務道路寬度4.0 m，兩側(cè)各設0.75 m的土路肩，具體見路基標準橫斷面圖(圖2與圖3)。

路基邊坡設置分別為:右側(cè)填方邊坡1∶1.5～1 ∶2.0、挖方邊坡 1 ∶0.75 ～1 ∶1.25 的自然放坡;左側(cè)根據(jù)避險車道和主線之間的間距和高差順勢逐漸變化坡率。

2.3.2 路面

本項目避險車道制動坡床集料采用清潔的豆礫石(粒徑 φ =15～25 mm)，厚度 0.6 m，其基層為34 cm厚水泥穩(wěn)定碎石;服務道路面層為4 cm厚AC-13瀝青混凝土和6 cm厚AC-16瀝青混凝土，基層為34 cm厚水泥穩(wěn)定碎石，底基層為15 cm厚級配碎石。與本項目高速公路銜接過渡的其余變寬路段，參考互通立交設計，采用同高速公路相同的路面結(jié)構(gòu)(瀝青混凝土路面)。

本項目避險車道入口處制動坡床鋪筑厚度較薄為0.1 m，設置了30 m長的漸變段完成制動坡床集料厚度的過渡。

圖2 填方路基標準橫斷面圖(單位:cm)

圖3 挖方路基標準橫斷面圖(單位:cm)

2.4 排水設計

避險車道排水設計時，以與高速公路排水系統(tǒng)順暢銜接為基本原則。

利用避險車道右側(cè)的邊溝和排水溝，結(jié)合地形，將水流引向避險車道右側(cè)的最低點，設置橫向排水設施(如蓋板涵、圓管涵等)，再將水流引向高速公路左側(cè)排水溝;利用高速公路右側(cè)邊溝，將避險車道左側(cè)邊坡匯水引走，使水流得到疏浚。

另一方面，為了排出制動坡床集水和防止制動路床集水浸入路基，影響高速公路主線路基強度，需要在制動路床基層下設置防水層和滲溝等。

2.5 防護工程

由于避險車道和主線之間存在間距及高差，在主線路基右側(cè)，特別是避險車道處于填方地段，相當于形成一段路塹邊坡。

對于高速公路主線與避險車道之間的“路塹”邊坡，根據(jù)地質(zhì)、地形等條件，k190+500處避險車道采用鋼筋混凝土方格骨架錨桿進行防護(如圖4)，k198+150處避險車道則采用加筋格賓擋墻進行防護(如圖5)。

對于加筋格賓擋墻，通過插技、噴播等綠化技術，結(jié)合植物可以吸收高強音的能力，可以促進環(huán)境重建，也能有效降低噪音。對于鋼筋混凝土方格骨架錨桿護坡，通過在坡面種草等綠化措施，也可以最大限度地保護環(huán)境，達到改善和美化的環(huán)境目的。

2.6 交通工程

為保證避險車道積極有效地發(fā)揮作用，建議參照互通立交出口預告標志設置避險車道預告標志，即在前2 km、前1 km、前500 m設置3塊預告標志，為失控車輛提供避險預告信息;在避險車道入口處設置“避險車道”專用標志，誘導車輛進入避險車道。

在避險車道服務道路右側(cè)適當位置設置本高速公路報警救助電話標牌、緊急離開標志標牌等，以避免和防止二次碰撞等事故的發(fā)生。

建議在k185+400、k192+700(即連續(xù)下坡路段坡頂)設置兩處道路信息預告標志，以向車輛提供道路信息(連續(xù)下坡坡度及長度、避險車道位置等)，使駕駛?cè)藛T早點做到心中有數(shù)。

圖4 鋼筋混凝土方格骨架錨桿護坡

圖5 加筋格賓擋墻(單位:cm)

避險車道上述標志標牌的設計及安裝應嚴格按照《道路交通標志和標線》(GB 5768.1-2009)的要求執(zhí)行。

3 結(jié)語

避險車道作為一種被動應急措施，在西部山區(qū)高速公路的設計階段應該受到設計人員的高度重視。從安全的角度來說，避險車道的設計內(nèi)容，還應該包括場地照明、救險錨栓和護欄(制動坡床一側(cè)采用混凝土護欄、服務車道一側(cè)采用波形護欄)等等。

在避險車道交付使用后，為了充分發(fā)揮其避險功能，失控車輛進入避險后，交警、養(yǎng)護人員應及時清理事故現(xiàn)場，對制動坡床集料整平，對避險車道周邊的構(gòu)造物進行維修，使之始終處于完好狀態(tài)。

［1］JTG D20-2006，公路路線設計規(guī)范［S］.

［2］陳勝營，汪亞干，張劍飛.公路設計指南［M］.北京:人民交通出版社，2000.

［3］交通部公路司.新理念公路設計指南(2005版)［M］.北京:人民交通出版社，2005.