新疆山區(qū)公路長大下坡路段避險車道設(shè)置研究*

鄭廷祥，劉尊青，姚麗萍

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 交通與物流工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052)

在山區(qū)公路長大下坡路段行駛時，經(jīng)常因制動器溫度過高導(dǎo)致車輛制動功能喪失而造成交通事故。在長大下坡路段設(shè)置避險車道可規(guī)避這類事故的發(fā)生。但目前避險車道設(shè)計中多以各省規(guī)范為準(zhǔn)，導(dǎo)致避險車道在設(shè)計、建設(shè)與管理方面存在諸多隱患，避險效果難以保障。新疆山區(qū)地形復(fù)雜，長大下坡路段較多，避險車道的設(shè)置暫無相應(yīng)省級規(guī)范，多借鑒其他省份的設(shè)置方法或工作經(jīng)驗，且對避險車道的研究與應(yīng)用相對滯后，投入使用的避險車道存在諸多安全隱患。

1 新疆烏魯木齊繞城高速公路東線概況

新疆烏魯木齊繞城高速公路東線起于吐烏大(吐魯番—烏魯木齊—大黃山)高等級公路甘泉堡樞紐互通立交，止于西山立交，其中起點至烏拉泊立交為新建段，路線全長62.131 km(見圖1)。雙向六車道，設(shè)計速度100 km/h，道路中心安裝有中央護欄及防眩板。沿線地理環(huán)境復(fù)雜，途徑石人子溝、葛家溝、榆樹溝、半截溝、花兒溝，除部分為丘陵地帶外，大部分路段位于烏魯木齊市東部山區(qū)，路況復(fù)雜。南向北下行線部分地段存在長大下坡，在K116+000及K127+500兩地設(shè)置避險車道，均為上坡式避險車道(見圖2)。

圖1 烏魯木齊繞城高速公路路線示意圖

圖2 K127+500處避險車道

2 避險車道現(xiàn)狀分析

避險車道的作用主要有兩個：一是讓失去控制的車輛與道路主線分離，減小對主線行駛車輛的影響；二是使失控車輛通過制動車床的攔截作用緩慢減速，最大限度降低失控車輛人員傷亡及財產(chǎn)損失。下面從避險車道平縱面線形、制動坡床、配套交通安全設(shè)施、其他附屬設(shè)施及養(yǎng)護管理五方面對國道烏魯木齊繞城高速公路東線避險車道狀況及存在的問題進行分析。

2.1 線形設(shè)計

避險車道多設(shè)置于事故多發(fā)地段。烏魯木齊繞城高速公路東線在K116+000、K127+500處設(shè)置避險車道，而該高速公路大部分為長下坡路段，僅設(shè)有兩處避險車道不能滿足實際需求。如K130+000處為長下坡彎道，極易發(fā)生事故，卻并未設(shè)置避險車道。

避險車道宜設(shè)置在小半徑平曲線路段的切線方向。K127+500處避險車道設(shè)置在小半徑平曲線后，由于失控車輛可能已喪失轉(zhuǎn)動方向的能力，很難安全通過小半徑平曲線，導(dǎo)致車輛無法安全駛進避險車道，從而撞上路側(cè)護欄甚至沖出路外。

避險車道通常設(shè)置在主線下坡且縱坡較大的地區(qū)，縱斷面線形上多以上坡式避險車道為主，現(xiàn)狀分析結(jié)果表明：K127+500處避險車道縱斷面為凹形豎曲線上坡，引道較短，不滿足3 s調(diào)整時間對應(yīng)的長度；由于車輛失控時速度較快，車頭進入制動坡床時會產(chǎn)生一定向上的加速度，易使失控車輛上翻，對駕駛員產(chǎn)生傷害。避險車道橫斷面寬度不足，實測制動坡床寬度為3.5 m，救援車道寬度為2.5 m，均不滿足規(guī)范中最小值4 m和3.5 m的要求。制動坡床寬度不夠，無法充分實現(xiàn)對失控車輛的制動；救援車道寬度不夠，無法及時進行救援。

2.2 制動坡床設(shè)計

為使避險車道對事故車輛起到較好的制動效果，制動坡床材料應(yīng)選擇有較高滾動阻力系數(shù)、坍落度好、不易板結(jié)和被雨水沖刷、粒徑為2～4 cm的卵石或礫石。而K116+000處避險車道制動坡床面層的含水量較高且形成嵌鎖密實型結(jié)構(gòu)，雖具有良好的承載能力，但無法讓車輛快速陷入坡床內(nèi)，無法發(fā)揮良好的制動作用；制動坡床面層材料采用級配砂礫，且選用非單一粒徑，表面材料粒徑基本在2 cm以上，最大粒徑達5 cm，底部基本為天然砂礫，細(xì)料較多，骨料密實成型，制動效果較差(見圖3)。

圖3 K116+000處避險車道制動坡床

2.3 配套交通安全設(shè)施

與避險車道配套的安全設(shè)施如交通標(biāo)志、標(biāo)線、防撞護欄的合理設(shè)置不可忽略。調(diào)研發(fā)現(xiàn)K116+000處避險車道缺少避險車道預(yù)告標(biāo)志、禁止停車警告標(biāo)志和救援信息標(biāo)志，且缺少避險車道引道標(biāo)線，會使失控車輛的駕駛員不能準(zhǔn)確預(yù)判進入時間，標(biāo)志標(biāo)線的缺失會使非失控車輛錯誤駛進避險車道內(nèi)，對后方失控車輛造成干擾。

避險車道的護欄是失控車輛有效制動的另一保障。K116+000、K127+500處避險車道護欄的防撞等級為A級，雖能滿足高速公路最低防撞等級要求，但對失控的大型載重貨車無法起到較好的保護作用，宜采用最高防撞等級(SS級及以上)的防撞護欄；兩處避險車道護欄側(cè)壁缺少反光輪廓標(biāo)，容易使夜間失控車輛無法正確進入避險車道避險；K127+500處避險車道的制動坡床與救援車道間缺少帶有反光輪廓標(biāo)的隔離設(shè)施，易導(dǎo)致失控車輛進入制動坡床后因未能及時制動而沖上救援車道。

2.4 相關(guān)附屬設(shè)施

避險車道末端的緩沖、消能設(shè)施也很重要，防撞墻、集料堆、消能桶、廢舊輪胎等都是可供選擇的減速消能設(shè)施。K116+000、K127+500處避險車道末端防撞消能設(shè)施選擇輪胎和堆體，堆體高度和坡度設(shè)置合理，但堆體材料與廢舊輪胎灌注材料不滿足要求，且堆體材料與廢舊輪胎灌注材料不一致，易污染制動坡床，降低其制動性能。其次，防污、排水系統(tǒng)缺失，結(jié)冰時期易使制動坡床板結(jié)，降低安全性能；融雪時期制動坡床含水量大大增加，降低其阻尼性能。

2.5 避險車道的養(yǎng)護與管理

定期養(yǎng)護與管理對避險車道發(fā)揮良好的救險效果至關(guān)重要。制動坡床材料的定期翻松能保障其制動效果，標(biāo)志標(biāo)線的補全可更好地引導(dǎo)失控車輛進行避險。而K116+000、K127+500處避險車道存在制動坡床板結(jié)、標(biāo)志標(biāo)線參差不齊、照明和監(jiān)控設(shè)施缺失等諸多問題，養(yǎng)護與管理嚴(yán)重欠缺。

3 改善建議

(1)建議將避險車道設(shè)置在大曲率曲線、主線為直線的切線放線處，盡量選擇主線為直線的路段，且駛?cè)虢嵌葘κЭ剀囕v不能太大，宜小于5°；根據(jù)公路主線轉(zhuǎn)向，主線左轉(zhuǎn)引道宜在曲線的切線方向流出，主線右轉(zhuǎn)引道宜以小于10°的流出角流出；引道設(shè)計長度宜為9 s設(shè)計行程，根據(jù)流出角的不同設(shè)計超高，引道末端建議設(shè)計為正方形；制動坡床寬度宜設(shè)置為4～6 m，救援車道寬度宜設(shè)置為5.5 m及以上。

(2)合理設(shè)計避險車道制動坡床結(jié)構(gòu)，控制制動材料面層集料厚度在起始處為7.5 cm，通過30～60 m內(nèi)的直線過渡到厚度為1.1 m的集料，最小厚度不小于1 m。制動坡床中石料采用干凈、粒徑較統(tǒng)一、形狀較規(guī)整的豆礫石，粒徑控制在1.27 cm左右，最大不超過3.81 cm，最小不低于0.63 cm。

(3)改造已有避險車道護欄，制動坡床左側(cè)、救援車道右側(cè)及避險車道尾端的護欄防撞等級不低于六(SS)級。結(jié)合新疆的環(huán)境因素，建議適當(dāng)設(shè)置達到防撞要求的水泥混凝土防撞護欄，這種護欄易于修復(fù)且耐破損能力強。同時在K116+000、K127+500處避險車道制動坡床與救援車道之間增設(shè)柱式輪廓標(biāo)，用于區(qū)分兩種車道并防止失控車輛闖出制動坡床，有條件時還可設(shè)置地錨來協(xié)助救援。車道的分界點與駛離匝道正常段起點之間增設(shè)可移動的具有反光功能的隔離設(shè)施，如貼有紅白相間反光膜的水馬，用于導(dǎo)流和防止車輛誤入救援車道。

(4)根據(jù)新疆地區(qū)春季融雪、冬季結(jié)冰的氣候特征，建議加強避險車道排水設(shè)施建設(shè)，防止制動材料硬化板結(jié)或含水量過大而降低車道的制動阻力和安全性。

(5)加強對避險車道的巡視、檢查。對于使用后的避險車道，盡快將制動坡床表面填平；對于長期未使用的避險車道，按期翻松制動材料；冬季將制動坡床表面的積雪及時處理干凈，以防制動材料板結(jié)達不到制動效果；條件允許時，設(shè)置坡頂制動檢查站、停車加水區(qū)等，確保行駛車輛制動性能合格。

4 結(jié)語

避險車道的合理設(shè)置能最大限度降低失控車輛的損失。從避險車道的平縱面線形、制動坡床、配套交通安全設(shè)施、附屬設(shè)施及養(yǎng)護管理措施等方面對烏魯木齊繞城高速公路東線避險車道設(shè)置情況進行分析，查找存在的問題并提出改善建議。但避險車道存在被動性，為從根本上消除安全隱患，減少交通事故的發(fā)生，應(yīng)更側(cè)重于車輛本身的設(shè)計和公路線形設(shè)計。