論多車道高速公路路基左側(cè)硬路肩設(shè)置的必要性

張虢寧,黨海龍,康星亮

(中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,陜西 西安 710075)

中國(guó)早年建成通車的四車道高速公路已超負(fù)荷運(yùn)行多年,隨著交通量的迅猛增長(zhǎng),其服務(wù)水平下降明顯,需進(jìn)行改擴(kuò)建。盡管JTG B01－2014《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定多車道高速公路宜設(shè)置左側(cè)硬路肩,但在高速公路“四改八”、“六改十”的論證過程中,是否設(shè)置較寬的左側(cè)硬路肩卻鮮有提及。左側(cè)硬路肩作為提高道路行車安全的重要設(shè)施,其意義愈發(fā)凸顯。

1 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀

1.1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

JTG D20－2017《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.4.2條規(guī)定：高速公路、一級(jí)公路的分離式路基應(yīng)設(shè)置左側(cè)路肩；左側(cè)硬路肩內(nèi)含左側(cè)路緣帶,左側(cè)路緣帶寬度為0.5 m(見表1)。

表1 高速公路、一級(jí)公路分離式路基的左側(cè)路肩寬度

對(duì)于整體式路基,《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第4.0.5條和《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.4.2條規(guī)定：高速公路整體式路基雙向八車道及以上路段宜設(shè)置左側(cè)硬路肩,其寬度應(yīng)不小于2.5 m；左側(cè)硬路肩寬度內(nèi)含左側(cè)路緣帶寬度。

國(guó)內(nèi)已完成改擴(kuò)建的高速公路,如沈大(沈陽(yáng)—大連)、滬寧(上?！暇?、濟(jì)青(濟(jì)南—青島)、連霍(連云港—霍爾果斯)高速公路等均未設(shè)置較寬的左側(cè)硬路肩,整體式路基左側(cè)硬路肩并未受到公路行業(yè)的廣泛重視和認(rèn)同。其原因：1)中國(guó)幅員遼闊,但可利用土地有限,隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和城市化的加速,國(guó)土資源日趨緊張。設(shè)置左側(cè)硬路肩會(huì)增加占地,同時(shí)增加項(xiàng)目協(xié)調(diào)難度,不利于建設(shè)的推進(jìn)。2)整體式路基左側(cè)硬路肩的功能定位較模糊,工程投資偏大,效費(fèi)比不高。3)JTG B01－2014《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和JTG D20－2017《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)左側(cè)硬路肩的規(guī)定是基于諸多因素考慮的,為非強(qiáng)制性條文,從科研到實(shí)施等對(duì)其都缺乏深入研究,業(yè)界尚未形成共識(shí)。

1.2 國(guó)外現(xiàn)狀

世界各國(guó)對(duì)路肩的設(shè)置有明確的規(guī)定和說明,但不盡相同,下面以高速公路發(fā)達(dá)國(guó)家為例進(jìn)行說明。

1.2.1 日本

日本地形狹窄,國(guó)土資源較少,高速公路多為雙向四車道,故僅對(duì)第1種公路等硬路肩寬度作了規(guī)定。其《高速公路設(shè)計(jì)要領(lǐng)》規(guī)定：1)第1種第1～2級(jí)公路左路肩(相當(dāng)于中國(guó)右路肩,下同)寬度應(yīng)為2.5～3.0 m,右路肩(相當(dāng)于中國(guó)左路肩,下同)為1.25～1.75 m(見表2)。2)分離式路基必須設(shè)置右路肩,不必考慮故障車的停車,只要能保證行駛所需側(cè)向余寬即可。對(duì)于第1種第1級(jí)公路的路基和中小橋,原則上采用1.75 m；對(duì)于隧道,左路肩和右路肩采用同樣的寬度。日本受限于土地資源少等因素,在公路用地方面控制極為嚴(yán)格,但仍規(guī)定了較寬的右路肩寬度。

表2 日本關(guān)于路肩的標(biāo)準(zhǔn)寬度(一側(cè)雙車道以上) m

1.2.2 美國(guó)

美國(guó)的國(guó)土資源十分豐富,州際高速公路普遍設(shè)置左側(cè)硬路肩。其《公路設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定：高速公路兩側(cè)都應(yīng)設(shè)置路肩；對(duì)于四車道高速公路,左側(cè)硬路肩寬度為1.22～2.44 m；對(duì)于六車道或更多車道高速公路,左側(cè)硬路肩寬度至少為3.05 m,當(dāng)卡車的小時(shí)交通量超過250輛時(shí),左側(cè)硬路肩寬度最好采用3.66 m。

美國(guó)對(duì)于左側(cè)硬路肩寬度的采用較靈活,對(duì)于市區(qū)段的高速公路,如設(shè)有HOV車道(共乘車道,通行拼座車和公交巴士的快速車道)的高速公路,HOV車道與普通車道采用特殊標(biāo)線分離,一般不設(shè)置較寬的左側(cè)硬路肩；對(duì)于城市近郊的高速公路(如環(huán)城高速公路),其多為六車道以上,設(shè)置寬度為3 m以上的左側(cè)硬路肩,并以黃色標(biāo)線劃分,禁止在左側(cè)硬路肩行車或停車；對(duì)于州際六車道及六車道高速公路,應(yīng)設(shè)置寬度為18 m左右的中間帶,設(shè)置寬度不小于3.05 m的左側(cè)硬路肩(見圖1)。較寬的中間帶,輔以3 m以上左側(cè)硬路肩,能充分減少對(duì)向車道噪音和車燈炫光帶來的影響,給駕駛?cè)颂峁┹^自由舒適的行車感受,寬容度較高。不僅高速公路,甚至一般公路都設(shè)置兩側(cè)硬路肩,如美國(guó)95號(hào)干線公路(拉斯維加斯—尤馬段)為雙向四車道斷面,設(shè)置了2.5 m左側(cè)硬路肩。

圖1 設(shè)置3 m左側(cè)硬路肩的美國(guó)40號(hào)州際公路

1.2.3 法國(guó)

法國(guó)《公路幾何設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定：中間帶寬度由中分帶和左側(cè)路緣帶組成,經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下,20%的路段建議中間帶寬度≥5 m；左側(cè)路緣帶寬度通常為1 m,可作為道路的路肩使用,主要是考慮到允許行車路線發(fā)生偏差而設(shè)置的。

綜上,高速公路使用成熟的國(guó)家對(duì)左側(cè)硬路肩均有不同程度的認(rèn)識(shí)。美國(guó)的高速公路普遍設(shè)置較寬的中間帶寬度及兩側(cè)硬路肩,一方面極大提高了行車安全性,另一方面主要考慮為遠(yuǎn)期擴(kuò)容預(yù)留空間。日本、法國(guó)等國(guó)家可利用土地較少,中間帶寬度不大,但仍規(guī)定了1～1.25 m左側(cè)硬路肩。

2 中國(guó)高速公路左側(cè)硬路肩設(shè)置的必要性

隨著公路安全設(shè)計(jì)越來越受到重視,已有不少公路從業(yè)者和科研人員意識(shí)到較寬的左側(cè)硬路肩對(duì)于高速公路整體式路基的重要意義。

2.1 左側(cè)硬路肩的定義

硬路肩是指與行車道相鄰并輔以具有一定強(qiáng)度路面結(jié)構(gòu)的路肩部分,它可承受汽車荷載的作用力。中國(guó)高速公路將右側(cè)硬路肩稱為應(yīng)急車道、緊急停車帶或救援通道等,主要作用是為行車提供有效停車視距,供故障車輛緊急停車、救援車輛通行等。左側(cè)硬路肩是指位于行車道左側(cè)的硬路肩,可提高公路行車的安全性和舒適性。中國(guó)高速公路整體式路基未設(shè)置左側(cè)硬路肩,均設(shè)置了寬度為0.5～0.75 m的左側(cè)路緣帶,一定程度上替代了左側(cè)硬路肩的功能。

2.2 左側(cè)硬路肩的功能和意義

2.2.1 改善行車視距

近年建設(shè)的高速公路項(xiàng)目,中分帶停車視距是一個(gè)被反復(fù)提及的問題。早期的四車道高速公路,尤其是山區(qū)高速公路,多數(shù)彎道未考慮中分帶停車視距,由此引發(fā)的追尾事故屢見不鮮。改擴(kuò)建為多車道高速公路后,設(shè)置左側(cè)硬路肩可有效增加內(nèi)側(cè)車道車輛與中分帶的橫凈距,配合標(biāo)志標(biāo)線,起到良好的視線誘導(dǎo)作用。

平曲線內(nèi)為滿足停車視距需要所增加的橫凈距按下式計(jì)算：

式中：h為需增加的橫凈距(m)；RS為視點(diǎn)軌跡線半徑(m)；S為停車視距(m)；h0為視點(diǎn)與護(hù)欄立面的橫向距離(m)。

以設(shè)計(jì)速度120 km/h的八車道高速公路為例,S取小客車停車視距210 m,視點(diǎn)和物點(diǎn)取內(nèi)側(cè)車道中心線,中間帶寬度取4.5 m,計(jì)算得不同平曲線半徑下內(nèi)側(cè)車道滿足停車視距所需增加的橫凈距見表3。

表3 設(shè)計(jì)速度120 km/h的高速公路所需加寬橫凈距 m

若設(shè)置寬度為2.5～3 m的左側(cè)硬路肩,可滿足平面半徑為一般最小值以上路段的中分帶停車視距要求,這對(duì)于大部分高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目意義非凡。中國(guó)大部分高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目都面臨老路指標(biāo)不足的問題,一方面是由于高速公路建設(shè)時(shí)采用的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不同、造價(jià)控制等因素造成平縱指標(biāo)偏低；另一方面是因?yàn)楦臄U(kuò)建對(duì)老路進(jìn)行提速時(shí),老路平縱面無法滿足更高的設(shè)計(jì)指標(biāo)。事實(shí)表明,高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目原位拓寬最為經(jīng)濟(jì),在保證基本不動(dòng)老路平面的前提下,設(shè)置左側(cè)硬路肩可基本解決平面視距不足的問題。

2.2.2 為故障小客車提供緊急停車

多車道高速公路外側(cè)車道一般為貨車道,內(nèi)側(cè)車道為小客車專用車道,右側(cè)硬路肩作為應(yīng)急車道或緊急停車帶使用。根據(jù)《道路交通安全法》第52條、第68條,除車輛遇到故障需臨時(shí)檢修且難以移動(dòng)時(shí)可停在緊急停車帶外,正常車輛禁止在緊急停車帶停車。

發(fā)生故障時(shí),外側(cè)貨車可快速安全地停在右側(cè)硬路肩上,但內(nèi)側(cè)車道的小客車需連續(xù)變道至道路最右側(cè)方能停車。車輛橫移一條車道的時(shí)間t一般為3.0 s,車輛橫移時(shí)行駛的距離L＝(v/3.6)t(v為行車速度)。內(nèi)側(cè)小客車發(fā)生故障時(shí)需橫移3條車道,花費(fèi)約10 s,行駛約330 m才能到達(dá)右側(cè)硬路肩。上述計(jì)算只是理想狀態(tài)下的分析,實(shí)際所需時(shí)間和距離更長(zhǎng),因?yàn)樾】蛙囁俣容^高,駕駛員需首先減速,并專心觀察前后方車輛,等待合適時(shí)機(jī)快速變換車道,并反復(fù)上述操作直至目標(biāo)車道,這對(duì)駕駛員的駕駛水平和心理素質(zhì)都是極大考驗(yàn)。故障車輛在長(zhǎng)距離內(nèi)以較低速度連續(xù)變換車道,發(fā)生事故的幾率將大大增加,尤其對(duì)于外側(cè)正常行駛的貨車極易引發(fā)連續(xù)追尾、傾覆等惡性事故。

設(shè)置左側(cè)硬路肩基本可避免這類問題,較寬的左側(cè)硬路肩,允許故障車輛停車,避免對(duì)其他車道的交通產(chǎn)生干擾,減少安全隱患。

2.2.3 為行車提供容錯(cuò)空間

高速公路內(nèi)側(cè)車道鄰近中分帶護(hù)欄,加上路緣石、對(duì)向車燈的干擾,無形中給內(nèi)側(cè)車道的駕駛員帶來緊張感和壓抑感,增加了車輛與中分帶碰撞的幾率。統(tǒng)計(jì)表明,高速公路路側(cè)事故占事故總數(shù)的50%以上,其中與中分帶有關(guān)的事故占22%～25%。2004年全國(guó)共發(fā)生54起死亡10人以上的特大交通事故,其中9起與中分帶有關(guān),死亡125人?？梢?中分帶較易引發(fā)惡性事故(見圖2)。車輛在行駛中難免發(fā)生一些無法預(yù)知的緊急情況,從駕駛?cè)私嵌?長(zhǎng)時(shí)間高速行車,身體疲勞,在高頻振動(dòng)及周邊重復(fù)視覺的催眠作用下易產(chǎn)生錯(cuò)覺,導(dǎo)致對(duì)車距判斷失誤而發(fā)生追尾；少數(shù)駕駛員駕車漫不經(jīng)心、看手機(jī)、左顧右盼等,都極易引發(fā)事故。從車輛角度,行駛中爆胎、前方違章停車、鄰近車輛突然變道等都會(huì)帶來事故風(fēng)險(xiǎn)。

圖2 高速公路中分帶事故

因此,設(shè)計(jì)時(shí)除要滿足規(guī)范要求外,還應(yīng)結(jié)合高速公路運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀,考慮一定的容錯(cuò)設(shè)計(jì)。通過設(shè)置左側(cè)硬路肩可為失控車輛提供緩沖空間,降低事故發(fā)生率,應(yīng)作為高速公路設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮的要素。

2.2.4 提供檢修養(yǎng)護(hù)的安全空間

高速公路中分帶的養(yǎng)護(hù)主要包括管線檢修、垃圾清理及綠化植被修剪和澆水等,是危險(xiǎn)系數(shù)極高的作業(yè)項(xiàng)目。在交通量較大的高速公路,車輛失控沖進(jìn)養(yǎng)護(hù)作業(yè)區(qū)的事故時(shí)有發(fā)生。西安繞城高速公路2016—2018年共發(fā)生3起與中分帶養(yǎng)護(hù)作業(yè)有關(guān)的交通事故,致4人死亡。此類事故雖然發(fā)生率不高,但其本是可避免的。根據(jù)養(yǎng)護(hù)規(guī)范,養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)控制區(qū)由警告區(qū)、上游過渡區(qū)、緩沖區(qū)、工作區(qū)、下游過渡區(qū)及終止區(qū)組成,作業(yè)時(shí)在作業(yè)路段上游過渡區(qū)起點(diǎn)設(shè)置錐形警示墩標(biāo)志,有條件的設(shè)置防闖入預(yù)警設(shè)備。但這僅限于理想狀態(tài),如前文所述,高速公路路況瞬息萬(wàn)變,行駛中的車和人總會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)見的非正常狀況,現(xiàn)有的養(yǎng)護(hù)作業(yè)方式無法從根本上避免事故發(fā)生。而設(shè)置左側(cè)硬路肩可為養(yǎng)護(hù)作業(yè)提供安全的操作空間,不影響高速交通流,增大養(yǎng)護(hù)人員與車流之間的安全距離,大幅降低事故發(fā)生幾率。

2.2.5 其他功能

(1)設(shè)置較寬的左側(cè)硬路肩可提高道路通行能力。當(dāng)車輛間橫凈距較小時(shí),駕駛員需通過增大車輛橫向距離、降低車速保證行車安全。左側(cè)硬路肩可提供有效的側(cè)向空間,提高道路通行能力。在緊急狀態(tài)時(shí),左側(cè)硬路肩也可作為緊急救援通道。

(2)高速公路執(zhí)法管理一般在右側(cè)硬路肩進(jìn)行,而設(shè)置左側(cè)硬路肩可為執(zhí)法車輛提供更便利的執(zhí)法空間,保證對(duì)左側(cè)車輛進(jìn)行執(zhí)法的人員和車輛的安全。

(3)左側(cè)硬路肩可臨時(shí)擺放路面清理物,如積雪、檢修工具、事故殘留物等。

3 設(shè)置左側(cè)硬路肩存在的問題和建議

鑒于中國(guó)國(guó)情,對(duì)于整體式路基左側(cè)硬路肩的設(shè)置還存在一些問題：1)對(duì)左側(cè)硬路肩的研究較少,缺乏相關(guān)科研成果和文獻(xiàn)作為理論支撐；2)目前沒有已建成的項(xiàng)目作為參考,加上規(guī)范條文的非強(qiáng)制性,從業(yè)者對(duì)其認(rèn)識(shí)和重視程度不足；3)左側(cè)硬路肩停車相關(guān)交通法規(guī)尚未健全,缺乏對(duì)應(yīng)的管理運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)；4)社會(huì)公眾對(duì)左側(cè)硬路肩缺乏概念性認(rèn)知,可能存在誤用,如利用左側(cè)硬路肩超車、隨意停車等。

針對(duì)設(shè)置左側(cè)硬路肩面臨的實(shí)際問題,可采取在左側(cè)硬路肩設(shè)置隆聲帶或震動(dòng)帶的方式,避免駕駛員誤用左側(cè)硬路肩。美國(guó)20年的經(jīng)驗(yàn)表明,震動(dòng)帶造價(jià)便宜,對(duì)路面沒有損傷,效果顯著,能對(duì)硬路肩行車起到較好的控制作用。同時(shí)完善相關(guān)法律法規(guī),加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)管理,加大對(duì)社會(huì)公眾關(guān)于左側(cè)硬路肩功能作用的宣傳。

4 結(jié)語(yǔ)

《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》中高速公路整體式路基雙向八車道宜設(shè)置寬度不小于2.5 m的左側(cè)硬路肩的規(guī)定目前未得到普遍響應(yīng)。而高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目逐年增多,意味著車道數(shù)會(huì)越來越多,交通量會(huì)越來越大,交通安全問題越來越突出,整體式路基的左側(cè)硬路肩的合理性和必要性也會(huì)越來越明顯,設(shè)置左側(cè)硬路肩應(yīng)引起行業(yè)決策層和管理層的重點(diǎn)關(guān)注。對(duì)于未來計(jì)劃實(shí)施的新建或改擴(kuò)建高速公路項(xiàng)目,左側(cè)硬路肩設(shè)置應(yīng)在充分論證的基礎(chǔ)上科學(xué)靈活地選用。