由于地形和經(jīng)濟條件的限制,山區公路不可避免連續長(cháng)大下坡路段,很容易引發(fā)大型貨車(chē)的嚴重交通事故,其安全問(wèn)題越來(lái)越受到世人的關(guān)注.為改善山區公路連續長(cháng)大下玻路段的交通安全狀況,通過(guò)設置避險車(chē)道則是提高山區公路交通安全的最為有效的工程措施.本文系統地總結了避險車(chē)道的類(lèi)型、設計方法、設置地點(diǎn)、線(xiàn)形、坡度、配套設施等, 對避險車(chē)道的設計做了較為系統地闡述.

[關(guān)鍵詞]山區公路 避險車(chē)道 設計

我國山地、高原和丘陵約占全國土地總面積的三分之二,這些地區很多受建設資金和地形地質(zhì)條件的限制,部分路段存在技術(shù)等級低,安全設施少,坡陡且長(cháng),連續長(cháng)大下坡路段有時(shí)不可避免.車(chē)輛在這些連續長(cháng)大下坡路段上行駛,因為長(cháng)時(shí)間使用行車(chē)制動(dòng),使得制動(dòng)器溫度急劇上升,制動(dòng)“熱衰退”現象突出,嚴重時(shí)車(chē)輛制動(dòng)失效,發(fā)生嚴重安全事故的現象經(jīng)常發(fā)生.緊急避險車(chē)道的應用對提高道路交通安全和減少交通事故具有重要的意義.

一、避險車(chē)道的定義和類(lèi)型

避險車(chē)道最早起源于美國,為了使主線(xiàn)車(chē)流中失去控制的車(chē)輛能夠減慢行駛速度并且停止下來(lái),在主線(xiàn)道路旁設置的一種輔助車(chē)道形式.避險車(chē)道一般設置在公路長(cháng)大下坡路段,設置避險車(chē)道的原理是把失控車(chē)輛的動(dòng)能轉化為重力勢能和抵抗路面摩擦的能量,從而使車(chē)輛停下來(lái),保障行車(chē)安全和駕駛員生命財產(chǎn)不受損害.根據實(shí)際情況采用不同的縱斷面線(xiàn)形,避險車(chē)道分為以下四種類(lèi)型.

1..沙堆型避險車(chē)道

其路床是由松散的干沙子組成,沙堆的坡度是靠沙子的重力自然形成,由于沙堆可以使車(chē)輛的行駛阻力大大增加,所以路床的長(cháng)度可以相對減短,其長(cháng)度一般不超過(guò)130 米.但沙子的特性受天氣的影響較大,所以該種緊急避險車(chē)道多用于地形受?chē)栏裣拗频牡胤?

2..坡度增加型避險車(chē)道

可以利用車(chē)輛的行駛阻力和坡度阻力的共同作用來(lái)使車(chē)輛的速度降低,所以路床的長(cháng)度可以相對的減小,但是該種車(chē)道的工程造價(jià)較高.

3..坡度降低型避險車(chē)道

通常情況是與主線(xiàn)平行而且非常接近主線(xiàn),主要是利用車(chē)輛的行駛阻力使車(chē)輛速度降低,但由于其坡度是降低的,在減速過(guò)程中還會(huì )使車(chē)輛的一部分重力勢能轉化為動(dòng)能,所以該種形式的避險車(chē)道不能較有效的降低車(chē)輛的速度.

４.水平型避險車(chē)道

其優(yōu)缺點(diǎn)介于坡度降低型避險車(chē)道和坡度增加型避險車(chē)道之間.

二、避險車(chē)道位置的選擇

避險車(chē)道設置位置的確定非常重要,美國“運輸工程師協(xié)會(huì )”于1989年簽發(fā)了“緊急避險車(chē)道設置必要性指南”認為判斷避險車(chē)道是否有必要設置應考慮三個(gè)因素.即:事故發(fā)生機率、平面線(xiàn)形與載重車(chē)輛運行速度之間的相關(guān)關(guān)系、引發(fā)嚴重交通事故的安全隱患.依據以上三種因素,提出了確定避險車(chē)道設置位置的三種方法:工程經(jīng)驗法、事故發(fā)生頻率法和坡度嚴重率分級系統法.目前,我國避險車(chē)道位置的確定依靠工程經(jīng)驗、事故頻率兩種方法.工程經(jīng)驗法由設計人員在設計中考慮線(xiàn)形、縱坡、及貨車(chē)制動(dòng)性能等確定避險車(chē)道位置,事故頻率法用于正在使用中的道路,由道路有關(guān)部門(mén)根據已發(fā)生的交通安全事故來(lái)確定.

1..連續下坡或陡坡路段小半徑曲線(xiàn)前方

連續下坡路段或陡坡路段與小半徑曲線(xiàn)相接處是事故多發(fā)點(diǎn),在車(chē)輛駛入小半徑曲線(xiàn)前,宜沿曲線(xiàn)切線(xiàn)設置避險車(chē)道.

2..連續長(cháng)下坡的下半部

從駕駛員行車(chē)心理角度,駕駛員更易接受長(cháng)坡路段下半段使用避險車(chē)道.運營(yíng)道路避險車(chē)道的位置確定是以事故統計數據為依據,再結合地形地勢條件確定.經(jīng)實(shí)踐證明,無(wú)論是工程經(jīng)驗法還是事故頻率法都存在弊端.工程經(jīng)驗法只能通過(guò)感性認識指出某一路段為危險路段,是一種主觀(guān)性較強的方法,缺少科學(xué)性.而事故頻率法是在多起事故發(fā)生后,根據事故多發(fā)點(diǎn)來(lái)確定避險車(chē)道的位置,其位置的確定是以生命和財產(chǎn)為代價(jià),是一種事后補救方法,該法不易推薦.

三、避險車(chē)道設計

1..引道與交角

引道起著(zhù)連接主線(xiàn)與避險道的作用,可以給失控車(chē)輛駕駛員提供充分的反應時(shí)間,足夠的空間沿引道安全地駛入避險車(chē)道,減少因車(chē)輛失控給駕駛員帶來(lái)的恐慌.根據車(chē)輛駕駛員的視覺(jué)及心理反應特點(diǎn),駕駛員自看見(jiàn)引道到作出判斷并采取行動(dòng)的時(shí)間大約需3秒.根據這一反應時(shí)間可以計算引道的最小設置長(cháng)度.如失控車(chē)輛的速度按120km/h計算,則引道的最小長(cháng)度應為100米.避險車(chē)道入口應盡量布置在平面指標較高路段,并盡量以切線(xiàn)方式從主線(xiàn)切出,進(jìn)入避險車(chē)道的駛入角不應過(guò)大,以避免引起側翻.如設偏角,偏角不宜過(guò)大,為保持駕駛員在駕駛方向上的穩定,因此與主線(xiàn)的交角以小于11度為宜.

2..避險車(chē)道寬度

避險車(chē)道的寬度應保證能使一輛以上的車(chē)輛進(jìn)入.在短時(shí)間內有兩輛或更多車(chē)進(jìn)入避險車(chē)道的情況不常見(jiàn),對于某些地區,避險車(chē)道的最小寬度應滿(mǎn)足8米的要求.當然避險車(chē)道的寬度越寬越好,但在考慮安全要求的同時(shí),應考慮其經(jīng)濟性及實(shí)用性.如果需要停放兩輛或更多車(chē)輛時(shí),避險車(chē)道的寬度為 9—12米時(shí)可能會(huì )更好.但同時(shí)允許兩輛或更多車(chē)輛在短時(shí)間內相繼進(jìn)入避險車(chē)道,如附屬設施、引導設施設置不完備,而此時(shí)駛入車(chē)輛的司機往往又處于高度緊張慌亂之中,車(chē)輛在失控狀態(tài)下極易造成二次事故.因此,建議只考慮按一輛貨車(chē)駛入避險車(chē)道的情形來(lái)確定避險車(chē)道的寬度.假使存在需要停放兩輛或更多車(chē)輛的情況,推薦在附近另設一處避險車(chē)道的方案.

緊急避險車(chē)道:修建避險車(chē)道迫在眉睫

3..避險車(chē)道長(cháng)度

為了保證失速車(chē)輛在避險車(chē)道末端前安全停車(chē),避險車(chē)道的最小長(cháng)度應為失速車(chē)輛停車(chē)所需的最小距離.對于上坡型避險車(chē)道,可通過(guò)失速車(chē)輛入口速度、避險車(chē)道坡度、避險車(chē)道坡床集料的滾動(dòng)摩擦系數等,采用運動(dòng)學(xué)公式計算出來(lái).

L 等于V2[254(i+Df)]

式中: V2為車(chē)輛的駛入速度,i為坡度,Df為滾動(dòng)阻力系數.如要保證避險車(chē)道避險車(chē)道長(cháng)度設置滿(mǎn)足使用要求,需對車(chē)輛的駛入速度進(jìn)行正確的預測,尋求項目建設造價(jià)與安全效果的最佳平衡點(diǎn).

4..避險車(chē)道坡度

避險車(chē)道的縱坡應適應地形的變化, 由預估設置位置的自然條件決定.當由于自然條件限制導致不能滿(mǎn)足引道長(cháng)度的設置要求時(shí),可適當增加避險車(chē)道的坡度,同時(shí),坡度設置應考慮貨車(chē)的縱向穩定性,應保證失控車(chē)輛不發(fā)生溜車(chē)現象.并綜合考慮地形地貌、工程預算、避險車(chē)道坡床集料、司機心理和行車(chē)穩定性等因素,所以建議避險車(chē)道縱坡的設置為:砂類(lèi)材料不應超過(guò)10%、碎石類(lèi)材料不應超過(guò)15%、礫石類(lèi)材料不應超過(guò)20%.

5..避險車(chē)道材料

目前避險車(chē)道大都采用滾動(dòng)阻力系數較大的材料,優(yōu)點(diǎn)是可有效地減小坡度、長(cháng)度,節約造價(jià).但缺點(diǎn)是會(huì )使失控車(chē)輛突然進(jìn)入高阻力狀態(tài),過(guò)大的阻力導致車(chē)輛底盤(pán)迅速停止,車(chē)廂及內裝貨物在慣性的作用下前沖,對駕駛室擠壓或剪切造成人員傷亡.因此,避險車(chē)道段落內材料的消能作用應從弱到強,使失控車(chē)輛對減速度有個(gè)適應的緩沖過(guò)程.一定深度的坡床集料是保證避險車(chē)道能夠充分發(fā)揮作用的必要條件,推薦避險車(chē)道的坡床集料深度為1.1米.避險車(chē)道入口處坡床集料的最小鋪設深度為75毫米,沿避險車(chē)道方向在最初的30～60米范圍內逐漸過(guò)渡,一直達到設置最深深度.坡床集料可選豆型砂礫等材料,避險車(chē)道坡床集料的鋪設深度變化應漸變平緩,不可出現跳躍、落差等情況.

6..其他設施

（1）受地形影響避險車(chē)道達不到要求的長(cháng)度時(shí),可以在端部設置消能減速設施提供更加安全的保障,如在避險車(chē)道的端部設置集料堆或防撞砂桶.設計時(shí)應保證制動(dòng)失靈車(chē)輛在與這些設施碰撞時(shí)速度不超過(guò)40km/h.需注意的是,防撞消能設施的設置存在著(zhù)兩方面的危險: 首先是產(chǎn)生嚴重的水平減速度和突然的垂直加速度,容易造成駕駛員、車(chē)輛、財產(chǎn)受損, 第二是車(chē)輛的前軸受力并不能將減速度等效的傳遞到車(chē)輛的后軸,容易引起車(chē)輛的受力不平衡,導致貨物散落、后輪分離和掛車(chē)向前傾覆.因此,為了減少避險車(chē)道的長(cháng)度以節省造價(jià)而在避險車(chē)道末端設置防撞消能設施的做法不宜提倡.

(2)服務(wù)車(chē)道和地錨的設計,輔助車(chē)道是供救援車(chē)輛牽引貨車(chē)時(shí)使用的,地錨則是貨車(chē)離開(kāi)避險車(chē)道的輔助設施.流動(dòng)阻力的特性對于載重汽車(chē)來(lái)講是安全的,但對于車(chē)輛駛離避險車(chē)道來(lái)說(shuō)又成了障礙.美國“運輸工程師協(xié)會(huì )”指出:如果在緊急避險車(chē)道設計輔助車(chē)道,設計者還需要進(jìn)行相應的交通組織設計,即通過(guò)相應的交通標識設計,確保使用緊急避險車(chē)道的駕駛員能夠區分避險車(chē)道與服務(wù)車(chē)道,且能使車(chē)輛在進(jìn)入引道前可獲得目前避險車(chē)道的使用狀況等相關(guān)信息,尤其應重視在夜間情況下使用緊急避險車(chē)道時(shí)的安全保障設計.