高速公路提速改造工程交通安全設(shè)施的設(shè)計(jì)分析

張海恬 張 靜

(蘇交科集團(tuán)股份有限公司 智能交通設(shè)計(jì)研究所，南京 210017)

1 項(xiàng)目概況

G25 長深高速公路浙江段(金麗溫高速公路)起于金華二仙橋， 終于溫州南白象， 全長234km， 橋梁里程約70km，隧道里程約40km，從2002 年到2005 陸續(xù)通車。金麗溫高速公路金華東至縉云段(運(yùn)營樁號：K2494+000～K2561+987)， 設(shè)計(jì)速度100km/h， 現(xiàn)狀一般路段限速100km/h，隧道段和其他特殊點(diǎn)段限速80km/h。 為提升金麗溫高速公路的行車安全， 保證小客車標(biāo)志速度調(diào)整后的交通安全需求， 有必要根據(jù)擬提速改造路段的道路條件、安全設(shè)施設(shè)置現(xiàn)狀，結(jié)合交通事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等，從交通安全設(shè)施角度有針對性地提出相關(guān)設(shè)計(jì)改造意見。

2 調(diào)研分析及安全性評價(jià)

2.1 路線技術(shù)參數(shù)的調(diào)研分析

(1)平曲線半徑和曲線間直線長度

金麗溫高速公路金華東至縉云段最小圓曲線半徑為700m，路面橫坡為2%，滿足設(shè)計(jì)速度120km/h 條件下的道路設(shè)計(jì)要求。 金麗溫高速公路金華東至縉云段現(xiàn)超高條件下從100km/h 提高到120km/h 時(shí)， 參照計(jì)算出的120km/h 速度條件下的橫向力系數(shù)均小于0.20， 基本上可以滿足運(yùn)行安全的要求， 但是司乘人員的舒適度有所下降[1]。 因此，有理由認(rèn)為該因素不應(yīng)該成為該路段提速的限制因素， 可在曲線半徑較小的地方增設(shè)相應(yīng)的警示性提醒標(biāo)志和采取必要配套的地面標(biāo)線來降低部分點(diǎn)段實(shí)際的行駛速度。

K2515+252.747 處反向曲線間直線長度為150m，K2524+041.768 處反向曲線間直線長度為140m，K2528+020.792 處反向曲線間直線長度為230m，K2528+972.983處反向曲線間直線長度為232.382m， 不滿足設(shè)計(jì)速度120km/h 規(guī)范要求。 在設(shè)計(jì)規(guī)范中，曲線間直線長度指標(biāo)并非硬性的指標(biāo)，結(jié)合圓曲線半徑來看，兩處圓曲線的半徑均較大， 可通過交通工程手段來提醒駕駛員的注意來提高行車的安全系數(shù)。

(2)路基橫斷面寬度

金麗溫高速公路整體式路基寬度為26m， 分離式路基寬度為13m， 均滿足100km/h 和120km/h 速度條件下路基橫斷面寬度的規(guī)范要求， 路基橫斷面滿足提速后設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 現(xiàn)狀道路整體式路基采用的C 值均為25cm，僅滿足設(shè)計(jì)速度≤100km/h 的要求。 若與提高至0.5m 相比，在通行能力及交通安全影響上并沒有本質(zhì)區(qū)別，而且從工程實(shí)施角度考慮，對中分帶護(hù)欄設(shè)置位置進(jìn)行改造將增加工程投資，并可能涉及管線遷移工程，改造期間還將影響道路通行能力，故對中分帶側(cè)向余寬(C 值)不作更改[2]。

(3)豎曲線和視距

金麗溫高速公路全路段最大縱坡為4.0%， 不滿足120km/h 的設(shè)計(jì)速度規(guī)范要求。 縱坡指標(biāo)對載重汽車的影響較大，但對于小客車的影響相對較小，考慮對長度超過300m 的縱坡路段設(shè)置交安設(shè)施。

金麗溫高速公路共有19 處凸形豎曲線，5 處凸形豎曲線最小半徑為8000m， 不滿足110km/h 速度條件下豎曲線的規(guī)范要求， 考慮到對凸形曲線進(jìn)行主體升級改造難度較大， 可考慮采用增設(shè)警示性安全設(shè)施的方式來實(shí)現(xiàn)提速的可能性。 規(guī)范對豎曲線半徑的要求是在物高0.10m 的條件下計(jì)算得到的， 但高速公路上夜間行駛駕駛員主要觀察前車的尾燈，尾燈高度一般為0.6m，據(jù)視距要求對豎曲線進(jìn)行檢查，設(shè)計(jì)速度100km/h、停車視距160m 時(shí)， 凸形豎曲線半徑最小為3660m； 而設(shè)計(jì)速度120km/h、 停車視距210m 時(shí)， 凸形豎曲線半徑最小為6300m[3]。因此，道路主線凸形豎曲線半徑均滿足120km/h速度下視距要求，亦滿足110km/h 速度下視距要求。單從凸形豎曲線對視距影響分析， 小客車的標(biāo)志速度調(diào)整至110km/h 是可行的。

2.2 互通立交及服務(wù)設(shè)施的調(diào)研分析

金麗溫高速公路范圍內(nèi)共有7 處互通式立交， 互通式立交主線設(shè)計(jì)速度為100km/h， 現(xiàn)狀互通樞紐進(jìn)出口匝道普遍存在匝道駛出入漸變率較大， 加減速車道及漸變段長度不能滿足提速后的規(guī)范要求， 主線在分流處的豎曲線半徑需要滿足識別視距的最小要求， 變速車道漸變段長度存在小于規(guī)范值要求。 從省內(nèi)的其他高速公路(例如金麗溫、黃衢南等)速度提升運(yùn)營實(shí)際效果看，互通區(qū)加減速車道長度保留現(xiàn)狀， 也未影響互通式立交的整體運(yùn)營安全。因此，當(dāng)變速車道漸變段長度也小于規(guī)范值要求，可通過施劃標(biāo)線等手段，占據(jù)部分主線硬路肩，以達(dá)到漸變段延長長度的要求，滿足提速后要求。

2.3 隧道的調(diào)研分析

金麗溫高速公路全線共有6 座短隧道， 設(shè)計(jì)速度為80km/h，不滿足設(shè)計(jì)速度100km/h 條件下的規(guī)范要求。借鑒金麗溫高速公路麗溫段的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)(設(shè)計(jì)速度80km/h，長度小于1000m 隧道的標(biāo)志速度均提高至100 km/h)，對于短隧道可考慮提高標(biāo)志速度20km/h 至100km/h。 因此，在通透性可以保證的情況下可提高標(biāo)志速度，而6 處隧道為連續(xù)的隧道群，要完善相應(yīng)的安全保障措施。

2.4 路基段護(hù)欄的調(diào)研分析

金麗溫高速公路整體式路基路側(cè)護(hù)欄設(shè)置A 級波形梁護(hù)欄，部分路段設(shè)置SB 級、SS 級護(hù)欄；中分隔帶采用單柱單面分設(shè)型鋼護(hù)欄， 部分路段設(shè)置Am 級波形梁護(hù)欄，均滿足100km/h、120km/h 速度條件下的規(guī)范要求。但考慮到現(xiàn)狀護(hù)欄使用年限較久， 而且有交通事故碰撞護(hù)欄的行為， 有必要針對事故數(shù)據(jù)情況對事故多發(fā)路段和險(xiǎn)要路段的護(hù)欄進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)。

3 交通安全設(shè)施的設(shè)計(jì)

3.1 護(hù)欄設(shè)計(jì)

(1)波形梁護(hù)欄設(shè)計(jì)

針對事故易發(fā)路段路側(cè)護(hù)欄防撞等級欠佳等現(xiàn)象，利用原有護(hù)欄進(jìn)行加強(qiáng)改造。 采用在原有雙波普通型護(hù)欄上采用加高一層波形梁護(hù)欄， 新增護(hù)欄立柱間距為4m，布設(shè)時(shí)與原有的護(hù)欄立柱錯(cuò)位布置。 新增立柱規(guī)格為φ140×4.5×2500(mm)，立柱打入深度為1.4m。 護(hù)欄端頭采用D-I 端頭。 如加強(qiáng)路段的現(xiàn)有護(hù)欄立柱間距為2m，與4m 間距路段連接時(shí)，加強(qiáng)護(hù)欄的立柱在該處的間距為3m，前后段間距仍按4m 排布。 布設(shè)后，波形護(hù)欄立柱間距為2m， 護(hù)欄較原來的抗沖擊能力得到顯著提升。同時(shí)，改造后雙波板為兩塊，新增雙波板在發(fā)生碰撞時(shí)可承受部分撞擊力。因此，加強(qiáng)后的護(hù)欄防撞能力相較于原有護(hù)欄有了大的提升。

對于部分處于小半徑、大縱坡及互通、服務(wù)區(qū)出入口路段的中分帶護(hù)欄，采用立柱加密的措施進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。布設(shè)時(shí)，與原有的護(hù)欄立柱錯(cuò)位布置。橫隔梁采用與現(xiàn)狀護(hù)欄同規(guī)格的槽鋼。 新增立柱規(guī)格為φ140×4.5×2150mm，立柱入土深度為1400cm。 當(dāng)遇中分帶內(nèi)埋有通信管道或立柱無法打入至指定深度時(shí)， 護(hù)欄立柱采用混凝土基礎(chǔ)。

對于部分填挖交界處的波形梁護(hù)欄端頭， 護(hù)欄未深入挖方段20m，按規(guī)范進(jìn)行改造。 對于路側(cè)為報(bào)警亭，缺失護(hù)欄的位置，采用波形梁護(hù)欄對其進(jìn)行封閉。對于橋梁和路基護(hù)欄過渡處護(hù)欄，對連接過渡段進(jìn)行改造，在靠近橋梁處4m 位置，波形梁護(hù)欄底部增加一層波形板，并在上下游設(shè)置圓頭式護(hù)欄端頭。 針對部分現(xiàn)狀橋梁護(hù)欄混凝土部分高度不滿足波形梁護(hù)欄搭接要求路段， 采用在橋梁護(hù)欄與波形梁護(hù)欄之間增設(shè)3m 長SA 級混凝土護(hù)欄過渡段的形式進(jìn)行處理。

(2)混凝土護(hù)欄設(shè)計(jì)

對于隧道入口路段，因受制于路面寬度變化、光線亮度等原因，容易產(chǎn)生交通事故。 考慮將路側(cè)護(hù)欄改造為F型混凝土護(hù)欄，防撞等級為SA 級，路側(cè)護(hù)欄以拋物線型向洞口壁延伸，并滿足隧道建筑界限的要求。混凝土護(hù)欄的鋼筋保護(hù)層厚度為4cm。 針對新增混凝土護(hù)欄與隧道建筑界限(檢修道)C 值的處理，采用C30 素混凝土沿隧道檢修道頂面向混凝土護(hù)欄設(shè)置50cm 長的過渡段。

3.2 交通標(biāo)志和標(biāo)線設(shè)計(jì)

(1)限速標(biāo)志調(diào)整

對原有單柱式限速標(biāo)志進(jìn)行拆除， 重新設(shè)置分車型限速標(biāo)志，標(biāo)志結(jié)構(gòu)采用雙柱式；對于現(xiàn)狀基礎(chǔ)及立柱完好的雙柱式結(jié)構(gòu)，采用更換標(biāo)志版面方式進(jìn)行處理。對匝道限速標(biāo)志采用逐級減速方案， 在減速車道漸變端起點(diǎn)附近增設(shè)80km/h 匝道限速標(biāo)志，采用單柱式結(jié)構(gòu)，標(biāo)志板下緣距離路面高度為2m，標(biāo)志板反光膜為Ⅳ類。

(2)隧道入口路段

對隧道群第一個(gè)隧道入口前以及石城山隧道入口前地面文字和標(biāo)識進(jìn)行清除，并進(jìn)行重新施劃。通過施劃彩色防滑標(biāo)線、禁止變道振動實(shí)線、縱向減速標(biāo)線以及對硬路肩進(jìn)行視線誘導(dǎo)的渠化標(biāo)線等措施(如圖1)，對行車速度的過渡進(jìn)行有效控制。

(3)客貨分道路段

客貨分道標(biāo)志包含 “貨車靠右行駛”、“分道預(yù)告標(biāo)志”、“貨車禁入左側(cè)車道標(biāo)志”及“分道解除標(biāo)志”，采用單懸臂支撐結(jié)構(gòu)， 標(biāo)志板反光膜均為Ⅳ類。 在長度超過300m 的縱坡相對較大路段， 上坡路段施行客貨分道行駛，以增加上坡路段道路的通行能力，并避免客貨車之間較大的速度差導(dǎo)致的安全隱患。

(4)互通、服務(wù)區(qū)路段標(biāo)線

根據(jù)省內(nèi)其他高速公路提速后的事故統(tǒng)計(jì)， 發(fā)現(xiàn)互通出口匝道存在事故易發(fā)的情況， 本次對互通出口匝道的標(biāo)志標(biāo)線進(jìn)行重新布設(shè)， 完善信息指引， 規(guī)范車輛行駛，合理進(jìn)行速度過渡銜接。 針對提速后，互通/服務(wù)區(qū)的加減速車道長度不滿足要求的情況， 通過對標(biāo)線進(jìn)行渠化來滿足要求[4]。 占用部分硬路肩，對車道邊緣線進(jìn)行渠化，延長加、減速車道的長度，使之滿足規(guī)范要求。

圖1 隧道入口路段標(biāo)線設(shè)計(jì)圖

對互通、服務(wù)區(qū)出口匝道的標(biāo)志標(biāo)線進(jìn)行重新布設(shè)，完善信息指引，規(guī)范車輛行駛，合理進(jìn)行速度過渡銜接。對于進(jìn)口匝道，因加速車道上的車速與主線的差異性大，為防止車輛在車速慢時(shí)過早進(jìn)入主線引發(fā)交通事故，在出口標(biāo)線的起始50m 范圍內(nèi)設(shè)置實(shí)線， 禁止車道變道。同時(shí)， 為減少主線上車輛的交織對匝道上的車輛匯入主線產(chǎn)生干擾， 對匯流區(qū)域內(nèi)200m 長度的車道分界線由虛線調(diào)整為振動實(shí)線，線寬15cm。

(5)小半徑、大縱坡和區(qū)間測速路段

對于大縱坡路段，在下坡路段設(shè)置縱向減速標(biāo)線，通過視覺刺激，加強(qiáng)控速。金麗溫高速公路全線共有大縱坡路段7 處，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研，已有5 處大縱坡路段設(shè)置有縱向減速標(biāo)線， 僅需針對剩余兩處大縱坡路段增設(shè)縱向減速標(biāo)線， 并對長度超過300m 的大縱坡路段中分帶護(hù)欄進(jìn)行立柱加密。 對提速路段采取區(qū)間測速，共設(shè)置兩段，左幅一段，右幅一段，每段區(qū)間測速路段設(shè)置預(yù)告標(biāo)志、起點(diǎn)指示標(biāo)志和終點(diǎn)指示標(biāo)志3 塊標(biāo)志牌。

3.3 其他安全設(shè)施設(shè)計(jì)

為加強(qiáng)提速路段的運(yùn)營安全，還需對隧道反光環(huán)、隧道立面標(biāo)記、立柱貼反光膜、輪廓標(biāo)等安全設(shè)施進(jìn)行完善設(shè)計(jì)[5]。

為加強(qiáng)隧道內(nèi)的輪廓顯示， 確保車輛在隧道內(nèi)的安全運(yùn)行，在隧道內(nèi)設(shè)置反光環(huán)，反光環(huán)采用L30mm 角鋼為骨架，與隧道內(nèi)壁采用膨脹螺栓進(jìn)行連接，迎車面貼V類反光膜。反光環(huán)應(yīng)按等間距進(jìn)行設(shè)置，一般路段間距為200m， 適當(dāng)位置可加密， 隧道進(jìn)出洞口后20m 各設(shè)置1道。 對隧道洞口重新設(shè)置立面標(biāo)記， 加強(qiáng)洞口的視線誘導(dǎo)。為加強(qiáng)提速路段的視覺誘導(dǎo)，采取對全線波形護(hù)欄立柱上貼反光膜的措施。反光膜采用紅色、白色兩種顏色組成，呈上下分布，每種顏色反光膜尺寸15cm×15cm；反光膜下緣距離地面高度為10cm，粘貼方向應(yīng)與司機(jī)視線方向保持垂直；反光材料為V 類反光膜；反光膜設(shè)置間距每8m 設(shè)置一處， 加減速車道及彎道路段等可視情適當(dāng)加密。為加強(qiáng)視線誘導(dǎo)，采用在改造的混凝土護(hù)欄上設(shè)置輪廓標(biāo)的措施。 輪廓標(biāo)采用LDS 線性輪廓標(biāo)，距離路面高度為60cm，設(shè)置間距為12m。

4 結(jié)論

(1)通過對路段內(nèi)涉及的限速標(biāo)志進(jìn)行調(diào)整，一般路段小客車標(biāo)志速度提高至110km/h， 隧道群小客車標(biāo)志速度提高至100km/h；

(2)充分利用現(xiàn)有條件，從加強(qiáng)視線誘導(dǎo)、改善停車視距、合理控速、提前警示等方面提高局部指標(biāo)較差路段的行車條件；

(3)隧道路段采用規(guī)范出入口的地面標(biāo)線設(shè)置，提高護(hù)欄過渡段的防撞等級以及加強(qiáng)對隧道內(nèi)輪廓的顯示；

(4)通過對事故多發(fā)路段事故原因、形態(tài)的綜合分析，從加強(qiáng)視線誘導(dǎo)、加強(qiáng)護(hù)欄等級、設(shè)置控速和警告設(shè)施等措施改善路段的行車條件，降低事故的發(fā)生。