公路設計與安全

鞠學利

(承德交通勘察設計院有限公司)

1 前 言

作為一大安全隱患，公路交通問題一直影響著人們出行的安全。要解決好公路安全問題，提高公路交通的安全性，必須要從多方面入手，處理好人、車、路三方面的問題。現階段，雖然由違章駕駛、違反交通規則、惡劣自然條件等原因造成的公路安全事故發生幾率居高不下，可是這并不是造成公路交通安全事故發生的全部原因，公路交通基礎設施不健全也是造成公路交通事故發生的一大原因之一。眾所周知，在路基平整、視線開闊清晰、公路安全標志物健全的公路上行車駕駛往往比在路基缺損、視線模糊、路標不健全的公路路段形成駕駛安全得多，這也從一個側面說明了公路規劃建設與設計對提高公路交通安全得重要性。為此，將主要對公路交通規劃建設階段對安全性因素的重視程度與交通公路安全水平提高之間的關系進行分析一研究，以降低公路交通安全事故的發生幾率，提高公路交通的安全性與可靠性。

2 道路因素解析

2.1 平面線形對交通安全的影響路線設計

道路中平、縱設計是關鍵。平面線形設計，需要滿足車輛行駛要求，并且在設計行駛速度下確保行車安全。設計速度是依據車輛動力性能，在不同等級公路、不同地形條件下規定的行駛速度。

(1)長直線接小半徑平面線形，易發生交通事故。

過長的直線段易使駕駛員因景觀單調而產生疲勞，導致注意力分散、反應遲緩，一旦遇見緊急情況，常因措手不及而發生交通事故。曾經有人認為高速公路≥4 km 的直線，可以認為是長直線。目前路線設計規范僅是“直線長度不宜過長”。日本、德國規定長直線為20 倍設計速度，即72 s。此外，在同向曲線問插入短直線，駕駛員很容易將直線和兩端曲線看成是反向彎曲，由判斷失誤而導致誤操作。反向曲線之間的直線過短，不利于超高、加寬的設置，不能實現反向變化的連續平穩過渡，對交通安全產生不利影響。在長直線上設置陡坡，下坡時車輛的行駛速度會遠大于計算行車速度，極易造成交通事故。因此在嚴格遵循《公路工程技術標準》規定的同時，還應根據實際情況，合理使用直線。

(2)關于圓曲線設計，一般依據設計速度和地形來選用。圓曲線最小半徑隨設計速度改變而改變，設計速度越大圓曲線最小半徑就越大。目前高速鐵路設計速度250 ～350 km/h，圓曲線最小半徑≥7 000 m。圓曲線半徑小，車輛行駛速度不能大，否則車輛產生的離心力大，易造成車輛側翻。

2 縱面線形對交通安全的影響

(1)長陡坡對車輛的影響。若陡坡過長，爬坡時會使汽車水箱出現沸騰、汽阻，導致行車緩慢無力，甚至發動機熄火;長陡坡下行時，由于需長時間減速、制動，也會造成制動器發熱或燒壞，從而導致交通事故。

(2)過長縱坡，易使駕駛員對坡度判斷失誤。如長而陡的下坡路段連接一段較平緩的下坡時，駕駛員會誤認為下一路段坡度為上坡，從而采取加速行駛的錯誤操作。另外，長陡坡造成加速度或減速度的積累，使車速過高或過低而誘發事故.因此，為有效保證車輛在縱坡行駛的的交通安全，對于連續坡長的平均坡度和坡長必須加以必要的限制和改造。

舉例:京昆高速公路石太北線冀晉界段長約18 km 下山路段，原推薦路線長18 km，平均縱坡2.13%，高差383.4 m。比較線長15.1 km，平均縱坡2.53%。為了滿足連續長陡下坡路段兩端延長線的平均縱坡應小于2%的要求，展線后路線長20.6 km，平均縱坡1.96%，造價增加4.1 億元。

長大下坡引出避險車道概念，北京八達嶺高速公路是我國首先修建避險車道的高速公路。北京八達嶺高速公路上行路段，連續急彎陡坡，多次發生超載車輛翻車事故，造成車毀人亡的悲劇，被人們稱之為“死亡之谷”。

3 橋梁設計與安全

中小橋結構:16 m 以下的上部結構，板梁截面尺寸偏小，活荷載比重較大，超重活載作用下，結構受力易突破設計安全度，而產生單板受力或板梁斷裂。

建議:有重大超載車輛通過時中小橋梁結構尺寸及配筋增加10% ～15%，或采用整體現澆結構。

特殊結構的橋梁，自重荷載所占受力比重較大，能達到85% ～95%左右，所以車輛荷載加大，對結構受力影響較小，一般不會出現安全問題。

小橋盡量整體現澆的道理:活載的橫向分布系數能與實際發生的分布系數相一致。不會產生單板受力問題。橋面橫向剛度較大，有利于承受較大的荷載。抗撓度好。

2 橋梁基礎設計與安全

橋梁基礎設計與安全獨柱墩盡量少用。

2.1 高墩(≥15 m)的設計

要經過受力計算，選用合適的高墩截面尺寸，保證特殊情況下橋梁下部基礎的安全，包括地震等特殊情況。

2.2 擴大基礎的設計

擴大基礎的頂面，應在局部沖刷線以下1.5 m。如果基巖面較淺，可考慮在弱風化基巖內埋置錨固鋼筋，在澆筑擴大基礎。

2.3 樁柱基礎

由于種種原因，不能確保沖刷線的準確無誤，設計中往往采用樁柱基礎。經驗值:墩柱配筋12% ～15%，樁配筋

10% ～12%。

2.4 橋梁水文計算與安全

一般情況下，依靠水利部門的行洪評價所提供的流量、水位、沖刷即可。往往地方道路不做行洪評價，則需要根據流量計算公式計算設計流量，確保橋孔長度、橋面標高。依據沖刷確定基礎深度。

需要注意的幾點。

(1)橋面標高的確定要留有一定的余量，確保行洪安全。

(2)橋長確定后，橋孔布置應考慮行洪時上游漂流物，對孔徑的要求。漂流物較長的一般是樹木，因此，橋孔要適當加大。

(3)橋基礎一定要計入局部沖刷(教科書中橋臺是不計局部沖刷的)，樁基礎還要考慮水浮力作用。

(4)為了橋梁的安全，盡可能橋要高，孔徑要大，基礎要牢靠。

［1］路線設計細則(總校稿)(JTG/T D20—200X)［S］.中華人民共和國交通運輸部發布.

［2］霍明.山區高速公路勘察設計指南.人民交通出版社.

［3］新理念公路設計指南交通部公路司.人民交通出版社.