高速公路寬容性設計現狀及建議

何金輝

湖北省交通規劃設計院股份有限公司，湖北 武漢 430051

近年來，我國高速公路的數量大幅度增加。隨著高速公路建設的快速發展，其交通事故發生率也越來越高，形勢逐漸變得嚴峻。目前，人為駕駛不當、氣候、車輛故障等原因導致交通事故頻繁發生，不恰當的高速公路設計方法也是一個重要原因，如平縱線形指標、標志標線及路側設施等設計不合理，未考慮駕駛員的舒適性和負擔，使得駕駛員在特殊情況下容易出現操作失誤，從而發生交通事故。因此，設計人員應該以人性化設計理念來完成道路的設計工作，充分考慮駕駛員的需求，能夠利用技術手段引導駕駛行為，糾正駕駛員的偏差，給駕駛員留出必要的容錯空間，使交通出行變得更加安全。文章基于寬容性的設計理念，從設計速度、路側凈區及防撞護欄、邊坡分段多級緩坡等方面總結了優化高速公路設計的具體建議。

1 寬容性設計理念

（1）寬容性設計是基于“以人為本”的一種設計理念。通過增加道路和附屬設施的一些設計，降低駕駛員因失誤而出現的事故發生率，保障駕駛員和乘客的安全，給予駕駛員一定的容錯空間。

（2）寬容性設計最早由美國提出，此設計理念的發展與美國高速公路交通安全的發展同步。隨著寬容性設計的發展，美國汽車保有量逐步提高，而道路交通安全事故發生率持續下降。

（3）駕駛員在日常操作中會因為生理和心理等原因出現錯誤駕駛現象，故道路設計中應該為駕駛員的錯誤預留出一定的空間，盡可能保障駕駛員與乘客的生命安全，這就是寬容性設計理念的中心思想。

2 我國高速公路寬容性設計現狀

（1）我國高速公路事故發生率持續增加，且遠遠高于一般公路，保證駕駛員和乘客的出行安全是高速公路寬容性設計的主要原因。

（2）我國高速公路寬容性設計理念具體內容：①在條件滿足的情況下，可在高速公路上設置緩邊坡、取消路側護欄；②寬容性設計需考慮線形設計、交通安全設計和路側設計；③對于高速公路長陡下坡路段，應通過對避險車道進行優化設計來提高高速公路運行的安全性。

（3）目前，許多西方國家為建成公路網提出的寬容性設計思路值得其他國家學習，但我國不能完全借鑒國外的寬容性設計思路，設計者應以我國實際情況為基礎，充分考慮減少占地的原則，保障寬容性設計理念在我國切實可行。

3 高速公路寬容性設計具體建議

3.1 設計速度的選擇

（1）運行速度與事故發生率變化曲線如圖1所示。從圖1中可看到，隨著運行速度的增加，事故發生率先減少后增長。實際上，運行速度對事故發生率的影響具體表現為事故發生率隨平均運行速度差的增大而增大。

圖1 運行速度與事故發生率變化曲線

（2）相對事故發生率的計算公式如下：

式中：A1為速度變化前事故率；A2為速度變化后事故率；V1為變化前速度；V2為變化后速度；n為模型參數，由事故類型或傷亡程度決定。

（3）目前，我國高速公路行駛速度為80～100km/h。根據不同高速公路的實際情況，其設計速度可以秉承彈性理念。彈性理念考慮的范圍包括使用地方及國家設計標準，識別設計異常值并提出調整方案，了解各類道路設計特征的安全性和運營特性，以及在情況允許時使用較低的設計速度等。

3.2 高速公路側方區域布局

（1）在高速公路設計中，其側方區域主要是由車行道邊緣起至高速公路之外的擴展地區，包含應急停車帶、非機動車道、路肩、輔道。為了使事故車輛可以無障礙停車，并對駕駛狀態做適當變更之后，使車輛繼續回原車道行駛，側方區域需要保持清潔，不應有任何障礙物，并且邊坡坡度需保持在控制值以下。

（2）根據功能不同，路側凈區寬度取決于其坡度、高速公路類型、運行速度、設計交通量及平曲線等因素。

（3）通過對路面、兩側排水管廊的連通及連通中間的分隔帶等方面的綜合考量，路測可以設置橫向與縱向的排水設施。對于排水寬容性設計，應該將設施的可穿越設計、延伸設計及防護措施納入考量范圍，使車輛能夠避免與路側設施發生碰撞。

（4）高速路段原則上不應存在各種路緣石，必要時應使用斜坡型路緣石來替代垂直型路緣石，其高度需控制在100mm以下。如果車輛和路緣石出現擦碰，需采取必要措施避免車輛翻車。

（5）在進行寬容性設計時，需綜合考量立交匝道平曲線的實際銜接位置，并以此為參照，確保凈區寬度和設計速度符合標準要求。

3.3 高速公路側方設施設計指引

（1）根據實際條件情況，高速公路側方設施主要為消能解體結構，包含交通標志標牌、交通控制設備和照明設備。

（2）消能解體結構的受撞擊高度，需要和普通的車型撞擊高度大致相同，設置為0.5m。

（3）消能解體結構設置在前坡時，消能解體設施需和高速公路邊緣的距離設置在600mm以下。

（4）為了保障消能解體結構在受力時能有效發揮作用，應該對其基礎進行埋深處理，同時將解體后設備桿件根部的高度控制在100mm以下。

（5）在防撞護欄被撞擊之后，需要在此撞擊位置設計消能解體設施，并處于最大側向位移范圍以外。

3.4 防撞護欄設計

（1）高速公路防撞欄是基本的交通基礎設施，它是沿車輛行駛方向設置的防護屏障，可以有效保證行駛車輛的安全，避免車輛與路側障礙物發生碰撞，導致駕駛員及乘客生命財產安全受損。對于高速公路防撞欄的寬容性設計主要考慮以下方面：防撞護欄的基本設置標準、普通路側與中央防撞護欄的性能指標、過渡區布局、適用情況及高速公路施工區安全設置。

（2）撞護欄自身的性能指標、防撞等級需求和安裝等通常會影響防撞護欄，因此在設置和安裝防撞護欄時應避免這些影響。高速路段工作性能與防護等級較高，其中央分隔帶處的防撞護欄材料以混凝土為主。混凝土護欄在受到沖擊后的位移和變形較小，可在最大程度上保護中央分隔帶另一側的行駛車輛。

（3）路側凈區內的一切障礙物都要設置防護欄，設置防護欄時應考慮事故發生的可能性、嚴重程度、事故歷史和路側凈空等。

（4）為有效減少相應位置事故發生率和減少損失，應該在設置防撞護欄時，將端部漸變率納入考量范圍，防撞護欄可以進行外側偏移。其末端的防護性能的好壞與結構、長度和類型密切相關。

（5）按照寬容性設計理念，盡可能采用消能解體結構作為防撞墩。根據實際情況，設計引導性設施，將事故車輛引導到相對安全的區域。

3.5 邊坡寬容性設計

（1）由于高速公路用地范圍較大，我國填方路基坡度和挖方路基坡度分別設置在1∶2和1∶1，但是這不符合路側凈區的規定，不利于駕駛員行駛安全。根據我國的實際情況，無法完全利用美國路側凈區的邊坡設置技術對國內的高速公路進行設計，應結合實際情況進行適當調整。

（2）分段多級緩坡處理方案：根據我國地形條件和經濟情況，無法將凈區內的邊坡坡度全部設置為緩于1∶4。

（3）臨近路肩位置的坡對比較平緩，駕駛員如果出現駛離車道的失誤情況，可立即采取相應挽救措施，此路段可以讓事故車輛再次返回至行車道，因此整段邊坡的坡度無須設置在1∶4以下。

4 結束語

高速公路寬容性設計是優化道路安全的一種設計理念，依據該理念可以設計相應的防撞護欄，使駕駛員和乘客盡可能避免因駕駛失誤而受到傷害。通過寬容性路側設計，路側凈區可為事故車輛提供停車區域，防止車輛沖出路外。在高速公路設計中應用寬容性設計理念能夠有效降低事故發生率，減少安全隱患，要求設計人員根據駕駛員心理和生理實際情況設置引導措施。人性化設計理念的實現建立在現有規范和傳統道路設計的基礎上，設計人員需重視細節設計，并引入動態設計理念，提出結合實際情況的寬容性設計理念，建設安全舒適、環境友好型高速公路。