高速公路寬容性設(shè)計現(xiàn)狀及建議

何金輝

湖北省交通規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司，湖北 武漢 430051

近年來，我國高速公路的數(shù)量大幅度增加。隨著高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，其交通事故發(fā)生率也越來越高，形勢逐漸變得嚴(yán)峻。目前，人為駕駛不當(dāng)、氣候、車輛故障等原因?qū)е陆煌ㄊ鹿暑l繁發(fā)生，不恰當(dāng)?shù)母咚俟吩O(shè)計方法也是一個重要原因，如平縱線形指標(biāo)、標(biāo)志標(biāo)線及路側(cè)設(shè)施等設(shè)計不合理，未考慮駕駛員的舒適性和負(fù)擔(dān)，使得駕駛員在特殊情況下容易出現(xiàn)操作失誤，從而發(fā)生交通事故。因此，設(shè)計人員應(yīng)該以人性化設(shè)計理念來完成道路的設(shè)計工作，充分考慮駕駛員的需求，能夠利用技術(shù)手段引導(dǎo)駕駛行為，糾正駕駛員的偏差，給駕駛員留出必要的容錯空間，使交通出行變得更加安全。文章基于寬容性的設(shè)計理念，從設(shè)計速度、路側(cè)凈區(qū)及防撞護(hù)欄、邊坡分段多級緩坡等方面總結(jié)了優(yōu)化高速公路設(shè)計的具體建議。

1 寬容性設(shè)計理念

（1）寬容性設(shè)計是基于“以人為本”的一種設(shè)計理念。通過增加道路和附屬設(shè)施的一些設(shè)計，降低駕駛員因失誤而出現(xiàn)的事故發(fā)生率，保障駕駛員和乘客的安全，給予駕駛員一定的容錯空間。

（2）寬容性設(shè)計最早由美國提出，此設(shè)計理念的發(fā)展與美國高速公路交通安全的發(fā)展同步。隨著寬容性設(shè)計的發(fā)展，美國汽車保有量逐步提高，而道路交通安全事故發(fā)生率持續(xù)下降。

（3）駕駛員在日常操作中會因?yàn)樯砗托睦淼仍虺霈F(xiàn)錯誤駕駛現(xiàn)象，故道路設(shè)計中應(yīng)該為駕駛員的錯誤預(yù)留出一定的空間，盡可能保障駕駛員與乘客的生命安全，這就是寬容性設(shè)計理念的中心思想。

2 我國高速公路寬容性設(shè)計現(xiàn)狀

（1）我國高速公路事故發(fā)生率持續(xù)增加，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般公路，保證駕駛員和乘客的出行安全是高速公路寬容性設(shè)計的主要原因。

（2）我國高速公路寬容性設(shè)計理念具體內(nèi)容：①在條件滿足的情況下，可在高速公路上設(shè)置緩邊坡、取消路側(cè)護(hù)欄；②寬容性設(shè)計需考慮線形設(shè)計、交通安全設(shè)計和路側(cè)設(shè)計；③對于高速公路長陡下坡路段，應(yīng)通過對避險車道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計來提高高速公路運(yùn)行的安全性。

（3）目前，許多西方國家為建成公路網(wǎng)提出的寬容性設(shè)計思路值得其他國家學(xué)習(xí)，但我國不能完全借鑒國外的寬容性設(shè)計思路，設(shè)計者應(yīng)以我國實(shí)際情況為基礎(chǔ)，充分考慮減少占地的原則，保障寬容性設(shè)計理念在我國切實(shí)可行。

3 高速公路寬容性設(shè)計具體建議

3.1 設(shè)計速度的選擇

（1）運(yùn)行速度與事故發(fā)生率變化曲線如圖1所示。從圖1中可看到，隨著運(yùn)行速度的增加，事故發(fā)生率先減少后增長。實(shí)際上，運(yùn)行速度對事故發(fā)生率的影響具體表現(xiàn)為事故發(fā)生率隨平均運(yùn)行速度差的增大而增大。

圖1 運(yùn)行速度與事故發(fā)生率變化曲線

（2）相對事故發(fā)生率的計算公式如下：

式中：A1為速度變化前事故率；A2為速度變化后事故率；V1為變化前速度；V2為變化后速度；n為模型參數(shù)，由事故類型或傷亡程度決定。

（3）目前，我國高速公路行駛速度為80～100km/h。根據(jù)不同高速公路的實(shí)際情況，其設(shè)計速度可以秉承彈性理念。彈性理念考慮的范圍包括使用地方及國家設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，識別設(shè)計異常值并提出調(diào)整方案，了解各類道路設(shè)計特征的安全性和運(yùn)營特性，以及在情況允許時使用較低的設(shè)計速度等。

3.2 高速公路側(cè)方區(qū)域布局

（1）在高速公路設(shè)計中，其側(cè)方區(qū)域主要是由車行道邊緣起至高速公路之外的擴(kuò)展地區(qū)，包含應(yīng)急停車帶、非機(jī)動車道、路肩、輔道。為了使事故車輛可以無障礙停車，并對駕駛狀態(tài)做適當(dāng)變更之后，使車輛繼續(xù)回原車道行駛，側(cè)方區(qū)域需要保持清潔，不應(yīng)有任何障礙物，并且邊坡坡度需保持在控制值以下。

（2）根據(jù)功能不同，路側(cè)凈區(qū)寬度取決于其坡度、高速公路類型、運(yùn)行速度、設(shè)計交通量及平曲線等因素。

（3）通過對路面、兩側(cè)排水管廊的連通及連通中間的分隔帶等方面的綜合考量，路測可以設(shè)置橫向與縱向的排水設(shè)施。對于排水寬容性設(shè)計，應(yīng)該將設(shè)施的可穿越設(shè)計、延伸設(shè)計及防護(hù)措施納入考量范圍，使車輛能夠避免與路側(cè)設(shè)施發(fā)生碰撞。

（4）高速路段原則上不應(yīng)存在各種路緣石，必要時應(yīng)使用斜坡型路緣石來替代垂直型路緣石，其高度需控制在100mm以下。如果車輛和路緣石出現(xiàn)擦碰，需采取必要措施避免車輛翻車。

（5）在進(jìn)行寬容性設(shè)計時，需綜合考量立交匝道平曲線的實(shí)際銜接位置，并以此為參照，確保凈區(qū)寬度和設(shè)計速度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3 高速公路側(cè)方設(shè)施設(shè)計指引

（1）根據(jù)實(shí)際條件情況，高速公路側(cè)方設(shè)施主要為消能解體結(jié)構(gòu)，包含交通標(biāo)志標(biāo)牌、交通控制設(shè)備和照明設(shè)備。

（2）消能解體結(jié)構(gòu)的受撞擊高度，需要和普通的車型撞擊高度大致相同，設(shè)置為0.5m。

（3）消能解體結(jié)構(gòu)設(shè)置在前坡時，消能解體設(shè)施需和高速公路邊緣的距離設(shè)置在600mm以下。

（4）為了保障消能解體結(jié)構(gòu)在受力時能有效發(fā)揮作用，應(yīng)該對其基礎(chǔ)進(jìn)行埋深處理，同時將解體后設(shè)備桿件根部的高度控制在100mm以下。

（5）在防撞護(hù)欄被撞擊之后，需要在此撞擊位置設(shè)計消能解體設(shè)施，并處于最大側(cè)向位移范圍以外。

3.4 防撞護(hù)欄設(shè)計

（1）高速公路防撞欄是基本的交通基礎(chǔ)設(shè)施，它是沿車輛行駛方向設(shè)置的防護(hù)屏障，可以有效保證行駛車輛的安全，避免車輛與路側(cè)障礙物發(fā)生碰撞，導(dǎo)致駕駛員及乘客生命財產(chǎn)安全受損。對于高速公路防撞欄的寬容性設(shè)計主要考慮以下方面：防撞護(hù)欄的基本設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)、普通路側(cè)與中央防撞護(hù)欄的性能指標(biāo)、過渡區(qū)布局、適用情況及高速公路施工區(qū)安全設(shè)置。

（2）撞護(hù)欄自身的性能指標(biāo)、防撞等級需求和安裝等通常會影響防撞護(hù)欄，因此在設(shè)置和安裝防撞護(hù)欄時應(yīng)避免這些影響。高速路段工作性能與防護(hù)等級較高，其中央分隔帶處的防撞護(hù)欄材料以混凝土為主。混凝土護(hù)欄在受到?jīng)_擊后的位移和變形較小，可在最大程度上保護(hù)中央分隔帶另一側(cè)的行駛車輛。

（3）路側(cè)凈區(qū)內(nèi)的一切障礙物都要設(shè)置防護(hù)欄，設(shè)置防護(hù)欄時應(yīng)考慮事故發(fā)生的可能性、嚴(yán)重程度、事故歷史和路側(cè)凈空等。

（4）為有效減少相應(yīng)位置事故發(fā)生率和減少損失，應(yīng)該在設(shè)置防撞護(hù)欄時，將端部漸變率納入考量范圍，防撞護(hù)欄可以進(jìn)行外側(cè)偏移。其末端的防護(hù)性能的好壞與結(jié)構(gòu)、長度和類型密切相關(guān)。

（5）按照寬容性設(shè)計理念，盡可能采用消能解體結(jié)構(gòu)作為防撞墩。根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)計引導(dǎo)性設(shè)施，將事故車輛引導(dǎo)到相對安全的區(qū)域。

3.5 邊坡寬容性設(shè)計

（1）由于高速公路用地范圍較大，我國填方路基坡度和挖方路基坡度分別設(shè)置在1∶2和1∶1，但是這不符合路側(cè)凈區(qū)的規(guī)定，不利于駕駛員行駛安全。根據(jù)我國的實(shí)際情況，無法完全利用美國路側(cè)凈區(qū)的邊坡設(shè)置技術(shù)對國內(nèi)的高速公路進(jìn)行設(shè)計，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

（2）分段多級緩坡處理方案：根據(jù)我國地形條件和經(jīng)濟(jì)情況，無法將凈區(qū)內(nèi)的邊坡坡度全部設(shè)置為緩于1∶4。

（3）臨近路肩位置的坡對比較平緩，駕駛員如果出現(xiàn)駛離車道的失誤情況，可立即采取相應(yīng)挽救措施，此路段可以讓事故車輛再次返回至行車道，因此整段邊坡的坡度無須設(shè)置在1∶4以下。

4 結(jié)束語

高速公路寬容性設(shè)計是優(yōu)化道路安全的一種設(shè)計理念，依據(jù)該理念可以設(shè)計相應(yīng)的防撞護(hù)欄，使駕駛員和乘客盡可能避免因駕駛失誤而受到傷害。通過寬容性路側(cè)設(shè)計，路側(cè)凈區(qū)可為事故車輛提供停車區(qū)域，防止車輛沖出路外。在高速公路設(shè)計中應(yīng)用寬容性設(shè)計理念能夠有效降低事故發(fā)生率，減少安全隱患，要求設(shè)計人員根據(jù)駕駛員心理和生理實(shí)際情況設(shè)置引導(dǎo)措施。人性化設(shè)計理念的實(shí)現(xiàn)建立在現(xiàn)有規(guī)范和傳統(tǒng)道路設(shè)計的基礎(chǔ)上，設(shè)計人員需重視細(xì)節(jié)設(shè)計，并引入動態(tài)設(shè)計理念，提出結(jié)合實(shí)際情況的寬容性設(shè)計理念，建設(shè)安全舒適、環(huán)境友好型高速公路。