基于運行安全的山區(qū)高速公路路線設計研究

趙韜

摘 要：山區(qū)高速公路較為復雜、危險，但其對于山區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展至關重要，因而在山區(qū)高速公路的路線設計時，首要考慮的問題即是安全性，論文將結(jié)合已有的研究經(jīng)驗，分析運行速度、設計速度、運行路線設計等，并結(jié)合具體的案例進行分析，為相關的研究提供一定的參考。

關鍵詞：運行安全；山區(qū)；高速公路；路線設計

1 運行速度與設計速度

傳統(tǒng)的高速公路路線設計即為設計速度法，結(jié)合工程的規(guī)模和地形，在規(guī)范的指標內(nèi)選定設計參數(shù)，用高指標來獲取最大的運行性能。設計的速度一旦選定，高速公路中的要素如縱波、超高、視距、豎曲線半徑等指標均與設計速度配合，以取得均衡。但是設計速度的方法不能保證線形標準的統(tǒng)一，實際的行使速度總是隨著駕駛員特性、車輛動力性能和公路線形等條件發(fā)生改變。而采用運行速度法進行路線設計較傳統(tǒng)的設計速度法更為安全，被各發(fā)達國家廣泛使用，如英國、法國、德國等，而我國一直在沿用設計速度法進行路線設計，具有一定的局限性。

運行速度是以車輛的實際行駛速度作為設計速度，考慮了絕大多數(shù)駕駛員的心理需求，有效的保證了路線相關的要素，如超高、縱波、視距和豎曲線半徑等，這些要素與設計速度相互配合，獲得一致、均衡的設計。高速公路上的平、縱技術指標的變化大的區(qū)段，運行速度的變化也非常大。實踐已知，當設計速度和運行速度相差20Km/h，發(fā)生交通事故的幾率就比較高。一般采用運行速度進行檢驗的情況：平、縱線形組合有異議的路段，受條件限制而采用平、縱指標極值（最大值或最小值）的路段，實際行駛速度與設計速度差別較大的路段。

從以往的研究得出，設計速度為60Km/h到80Km/h左右的路段，小客車的實際運行速度超出設計速度17Km/h左右；設計速度為100Km/h到120Km/h左右的路段，小客車的實際運行速度與設計速度相差不大，但是大貨車的實際運行速度要低于設計速度20Km/h左右。山區(qū)高速公路的路線設計必須考慮實際運行速度與設計速度的差別，嚴格限制長直線、大半徑平曲線、最小平曲線半徑的運用，從根本上解決運行速度的突變。此外，山區(qū)重載交通高速公路，應當分車道限速行駛、增設爬坡車道等，以改善運行速度。

2 基于運行安全的山區(qū)高速公路運行速度的路線設計

2.1 視距。視距是車輛運行中最為重要直接的元素，基于運行安全的車輛停車視距，要在設計速度基礎上所得的停車視距進行修正，現(xiàn)行公路的設計規(guī)范指出，對于設計速度為80Km/h和100Km/h的高速公路，貨車停車視距應當為125m和180m，但是某些路段滿足不了貨車停車視距的要求，因而采用該標準對貨車的停車視距進行檢驗十分必要。

2.2 超高。在現(xiàn)有的路線標準中規(guī)定，積雪冰凍地區(qū)按6%，一般地區(qū)按最大超高值8%計算曲線超高值。對于不同的設計速度，要從實際出發(fā)，結(jié)合車輛運行的速度確定合理的超高。如果高速公路運行的主要是大貨車，要研究其實際的運行速度，選擇合理的超高，避免車輛向曲線內(nèi)側(cè)滑移而側(cè)翻；如果以小客車為主，其超高應加強1.5%左右。

2.3 平曲線半徑。平曲線半徑的選擇要確保行駛的舒適性和安全性，平曲線最小半徑的一般值和極限值的區(qū)別在于曲線行車的舒適性差異，限制極限最小平曲線半徑，盡量少采用與極限最小接近的值，以免運行速度出現(xiàn)很大的變化。此外，還要限制平曲線大半徑的運用，以限制小客車高速行駛的情況。

2.4 隧道線形。為了確保隧道內(nèi)的安全行駛，要避免內(nèi)部設置S形反向曲線，并且反向曲線的設置要盡量緩和，可以采用直線進行過渡。車輛在接近凹形豎曲線底部和凸形豎曲線頂部時，前方的視距會相應的減小，駛?cè)胨淼罆r要經(jīng)過變坡點，存在安全風險。在隧道的線形設計中，為了防止駕駛員過早發(fā)現(xiàn)長大隧道口加速行駛，要避免洞口附近小半徑圓曲線和長大下坡的不利組合，路線設計時駕駛員發(fā)現(xiàn)洞口至行駛到洞口的時間一般控制在18s左右。此外，長大隧道出口平曲線半徑不能超過3Km，縱坡盡量小，隧道內(nèi)縱坡控制在2.3%左右。

2.5 縱坡及連續(xù)縱坡。在設計縱斷面時，即使完全符合坡長限制、最大縱坡和緩和坡段的要求，仍然不能保證實際的使用質(zhì)量。有許多山區(qū)高速公路由于平均縱坡大，在上坡時一直使用低速檔，容易造成車輛的水箱開鍋，下坡時剎車失靈容易出現(xiàn)安全事故，因而控制平均縱坡十分必要。當路線設計中不可避免的需要采用連續(xù)長大下坡時，要合理設置陡坡和緩和坡段，并安排避嫌車道，減少事故發(fā)生。

3 應用案例分析

以某地的山區(qū)高速公路路線設計為例，該路線的全長為69.4Km，采用雙向4車道設計標準，路基寬度為24.5m，設計速度為80Km/h，為典型的山區(qū)重載交通道路。論文基于運行安全的路線設計需要，從各影響因素進行簡要的分析：

3.1 超高：由于是典型的重載交通道路，重車行駛的比率較大，從上述的分析可以，重載車輛的運行速度要低于設計速度，如果僅僅是從小客車的舒適性考慮，提高超高值，將不利于大貨車的運行安全，因而超高按照設計速度取值，不進行超高加強設計。

3.2 連續(xù)縱坡：考慮到某段地勢陡峻，需要在陡壁上布線，會給施工帶來很大的困難，如構造物施工、設備鋪設等問題。針對該路段南岸方案縱坡較大的特點（最大縱坡4.0%，平均縱坡3.3%），存在隧道多、施工條件差、環(huán)境破壞嚴重等問題，可以采用北岸布線方案。北岸布線后，可以避免高填挖深帶來的地質(zhì)病害，減少對環(huán)境的破壞，并且解決了連續(xù)縱坡的問題，最大縱坡為2.5%，平均縱坡為1.8%，確保了行車的安全性。

3.3 隧道線形：根據(jù)隧道布設的情況，對全隧道進出口路段的平、總線形組合進行檢驗，要求在隧道內(nèi)外，運行速度行程范圍內(nèi)的線形保持一致性，至少行車3s以上。采用80Km/h的行車速度對全線隧道進行檢測，發(fā)現(xiàn)6處隧道出口存在小偏角的問題（為7°），某處的隧道進口平曲線半徑僅有910m。優(yōu)化后，隧道出口偏角控制在15°，進口平曲線半徑為1200m，滿足隧道設計的要求，可以保證安全行駛的需要。

3.4 視距：視距是高速公路檢查的一個重要元素，采用設計速度80Km/h，分別對大貨車、小客車進行停車視距的檢驗，經(jīng)過計算之后，大貨車和小客車的視距都滿足設計要求，不需要對橫斷面進行加寬。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，高速公路的建設速度非常快，也取得了突出的成就。作為社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎工程，高速公路發(fā)揮的作用是顯而易見的，但是由于我國的地質(zhì)地貌比較多樣，高速公路的建設非常復雜。山區(qū)高速公路的設計和施工一直是一個難點，由于工程的復雜性，實際建成通車后存在一定的安全風險，因而基于安全運行的路線設計具有現(xiàn)實意義。

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