山區公路長大上坡安全措施研究

李晟

摘 要：隨著我國交通強國戰略的提出，越來越多的山區公路建設被提上日程。在這些地形復雜的山區修建公路不可避免的會出現過長的上下坡路段，在山區長大上坡路段行駛，重型車輛需要減速以克服更大的斜坡阻力。本文結合山區公路長大上坡工況，給出了如何才能降低山區長大公路上坡段交通事故發生的概率，從合理設計縱坡坡度和坡長、合理調整平面線型、優化爬坡車道設計、以及提高道路綜合保障四方面考慮，為長大上坡山區公路提供安全措施參考。

關鍵詞：長大上坡公路;交通安全;改善措施

中圖分類號：U412.3 文獻標識碼：A

0 引言

隨著西部經濟的發展，以及路網規劃建設的需要，區域公路建設速度和規模逐步提高，高速公路的建成可有效緩解區域經濟發展的交通便利瓶頸約束。長上坡路段交通行駛時，速度降低，不同類型的車輛有不同程度的減速。重型卡車由于爬坡性能低，行駛速度遠低于小客車，重型車輛混入車流比例會阻礙小客車的正常行駛，降低自由度會導致道路通行能力下降，交通事故頻發，危及行車安全。因此，如何降低山區長大公路上坡交通事故發生概率，在加強通行效率的同時，可以從合理設計縱坡坡度和坡長、合理調整平面線型、優化爬坡車道設計等方面考慮。

1 長大上坡路段事故特征分析

發生交通事故的主要原因都是車輛、人、和周圍環境綜合因素不協調造成的，其主要原因可歸結于以下四點：

1.1 汽車駕駛員狀態

駕駛員在不同環境下的公路上駕車行駛時，必須不斷處理各種道路和交通信息，并相應地調整車輛狀態。然而，駕駛員對道路行車信息的處理和駕駛車輛的能力受到人腦的限制。如果道路情況過于復雜，駕駛員的駕駛能力會被抑制，一些重要道路信息可能會被忽略，從而導致駕駛員的壓力感，進而增大發生車禍的可能性。因此，汽車駕駛員的駕駛行為是決定交通事故是否發生的重要原因。

1.2 大型車輛超載超高

重型貨車客車等大型車輛超載、超高嚴重，因為車輛重心較高，超載造成輪胎和路面摩擦溫度過高，導致行車過程中更容易失穩因而在爬坡過車中剎車失靈。因此要想避免爬坡段公路段事故發生，必須從嚴查超載超高車輛通行。

1.3 交通設施有待完善

隨著“智能交通”在日常出行中地位的提升，在城市區的人們能實時掌握出行路段的擁擠狀況，但在偏遠山區的公路還缺乏有效的設施和手段，使司機能夠更好地遵守駕駛速度、負載、連續駕駛時間等規范，僅為異地長途司機提供信息指導和服務設施是不夠的。其次，加強對路況現場實時報道，使駕駛員能在第一時間了解前方駕駛路段情況，比如路面的濕度和溫度等能有效降低爬坡時事故發生。

1.4 上坡段線型存在設計缺陷

在長大上坡段線型設計缺陷主要集中在平面線型、平均縱坡坡度、坡長限制條件等方面，比如連續上坡路段坡度設計不合理，“臺階式”連續縱坡過多，以及爬車車道設計不規范等。爬車車道縱斷面圖如圖1所示。

2 長上坡路段安全措施解決方案

首先，合理設計長大上坡路段的坡度和坡長。當爬坡路段坡長固定時，爬坡坡度越大，車輛重心升高，進而影響輪胎與地面的接觸摩擦力，造成車輛打滑而引發碰撞。坡度固定時，爬坡長度越長，車速越低，通行能力越低。其次，合理調整平面線形，盡量在設計時不出現連續爬坡路段。最后，優化爬坡車道設計。爬坡車道的設置能極大改善長大上坡路段的通行效率，尤其是對重型卡車等大型車輛通過較多的路段。除了以上三點，提升道路綜合保障能力，為駕駛員提供事實道路狀況，通過多設置臨時停車道和服務區保障其駕駛狀態，也能盡量避免長大上坡路段交通事故的發生。

2.1 合理設計縱坡和坡長

選擇合理的縱坡坡度和坡長能有效提高重型卡車和中型客車的爬坡速度。

（1）從已有文獻[1]表明當縱坡坡度不超過3%時，縱坡長度對中型客車降速不明顯，但對于重型卡車降速較為明顯。（2）當縱向坡度大于3%時，中型貨車的坡長限值基本小于路線規范的最大坡長值。（3）120 km/h高速公路的設計速度，在長上坡路段，在設置爬坡道時應加以限制80 km/h運行，只要容量滿足要求，可放寬到3%～4%的坡長限制，降低工程造價。（4）從中型貨車的加速度曲線來看，長上坡路段緩坡不宜大于2%，坡度大于1.5%時，坡長不宜小于500 m，否則很難達到10 km/h以上的加速度。（5）節間相對高差小于130 m時，平均縱向坡度不應大于3.2%，節間相對高差應大于130 m，平均縱向坡度不應大于2.5%;當陡坡的坡度和長度都很大或斷面有多個陡坡時，上述兩種情況的平均縱向坡度應分別控制在3.6%和2.8%以內。（6）任何連續4 km路段的平均縱向坡度不應大于3%。

2.2 合理調整平面線形

在線路進行設計規劃時，應合理調整平面線形，避免在設計上坡段路線出現長直線和段直線的路段。根據相關規范規定[2]，長直線路段的長度不應超過車速的20倍，例如高速公路設計時速120 km/h，則設計上坡段直線距離以不超過2.4 km。選擇合適的同向和反向曲線長度，同向曲線和反向曲線最小直線長度分別取720 m和240 m，即同向曲線最小直線段宜采用行車速度的6倍，而反向曲線最小直線長度宜采用行車速度的2倍。

2.3 優化爬坡車道設計

爬坡車道一般是用于主路旁增設的輔助車道，用于在上坡路段專供大型車輛行駛的車道，以便將主路中行駛速度較低的車輛分離出來，從而提高道路行駛效率，并且還能在一定程度上降低車輛事故發生的概率。在長大上坡路段設置爬坡車道主要有安全、環保、經濟、以及維持全線道路服務水準的優點[3]。爬坡車道的優化主要集中在對車道起點終點以及爬坡長度的優化。

爬坡車道的起點和終點應充分考慮道路的線形、地形地貌、地質構造等條件，起點處應選在視野開闊通透性好的路段，爬坡路口設置路牌以便駕駛員順利進入。

2012年，美國加州交通部建議加設重型車與乘用車速度差在以上的附加車道每小時15 km。在德國，輔助性起點車道位于重型車輛平均車速低于70 km/h的路段。日本就有這方面的規定安裝在縱斜度大于5%的地方。特別是在高速公路上，它的期望速度更大超過100 km/h時，在縱向坡度大于3%的地方設置爬坡道。爬坡道主要有兩種類型：口袋型爬坡道和超車式爬坡道。

前者為口袋式爬坡道（見圖2）。即輔助車道位于最外側的車道。這是為了強制低速車輛使用這條輔助車道，以免干擾速度較快的車輛。然而，從其他現場研究取得的數據來看，合規率，即重型車輛使用的比率輔助車道，低速車輛的橫向分離率相對較低。在合規率低的情況下，它不足以緩解移動瓶頸。重型車輛應在分道處和分道處變道兩次合并地點，使重型車輛的司機不愿使用爬坡車道。還有一些速度很快的車輛濫用這條爬坡道超車。這也意味著一些安全問題。另一種可以彌補這種問題的是超車型爬坡道。（見圖2所示）超車式爬坡行車線，在最內側行車線加設一條高速行車線車輛。在分道處、爬坡道入口處，重型車輛不需要變道而行這些車輛自然地進入最外面的車道。這改善了低速車輛和重型車輛的橫向分離車輛，最終幫助緩解交通擁擠問題。

2.4 提高道路綜合保障措施

對于坡度大于4%的陡坡路段[4]，可以通過設置減速或者限制超車標志、增加爬坡車道等措施，消除路邊影響視線的障礙物，以保障車輛和行車人員的安全。消除視距不良路段：主要設置視距不良標志、哨聲標志、限速標志、禁止標志等可根據需要設置超車標志、直線引導標志、減速設施、路邊護欄或安全墻根據路側的安全狀況設置護欄等。

3 結語

交通安全作為交通設計的核心目標之一，對提高交通系統的經濟效益和社會效益具有重要作用。本文從山區長大上坡路段事故發生的原因及特征，主要是從道路環境、人員駕駛情況、車輛健康狀況等方面綜合分析了上坡段易發生交通事故的原因。結合以上背景，給出了如何才能降低山區長大公路上坡段交通事故發生的概率，從合理設計縱坡坡度和坡長、合理調整平面線型、優化爬坡車道設計、以及提高道路綜合保障四方面進行了闡述，為提高長大公路上坡段行車安全提供參考。

參考文獻：

[1]鄺清嫻.山區高速公路長上下坡安全性研究[D].華南理工大學，2010.

[2]中華人民共和國交通運輸部.公路路線設計規范：JTGD20-2006[S].北京：人民交通出版社，2006.

[3]李莉莉.山區高速公路長大上坡路段通行能力分析和安全改進措施研究[D].長安大學，2011.

[4]杰拉爾.山區高速公路連續上坡通行能力與服務水平研究[D].長安大學，2007.