高海拔山區(qū)低等級公路交安設施設計要點分析及其應用

趙 強，盧 偉，孫 嬌

(1.國家林業(yè)和草原局昆明勘察設計院，云南 昆明 650031；2.云南建投第一水利水電建設有限公司，云南 昆明 650217)

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，居民汽車保有量持續(xù)增加(西藏私人汽車數(shù)量變化如圖1所示)，高海拔山區(qū)低等級公路交通安全問題日益突出，為提高高海拔地區(qū)低等級公路的交通安全，本文從設計角度出發(fā)，分析了高海拔山區(qū)地形特點、氣候特點和民族生產(chǎn)生活方式特點對低等級公路交通安全的影響機理，以常規(guī)低等級公路交安設施設計理念為基礎，提出了高海拔山區(qū)低等級公路在地形、氣候和民族生產(chǎn)生活方式影響下所相對應的交安設施，最后以西藏林芝市303線通果村至那曲地區(qū)那布村公路工程項目為例，重點針對地形、氣候和民族生產(chǎn)生活方面進行了應用分析。

圖1 西藏私人汽車擁有量變化圖

1 高海拔山區(qū)低等級公路交通安全的研究現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段國內(nèi)學者對山區(qū)低等級公路安全設施的研究主要以農(nóng)村公路為主，且研究的地理區(qū)域主要集中在低海拔山區(qū)，該區(qū)域內(nèi)交通安全設施設計的側重點主要集中在線性指標較低的路段，所對應的交安設施有護欄、減速標線、限速標牌等常規(guī)安全設施，針對高海拔山區(qū)特別是西藏山區(qū)低等級公路的交安設施設計研究較少。

山區(qū)主要指山地、高原地區(qū)以及丘陵地帶，重丘地區(qū)地形多為彎急、溝深、縱坡大且視線差，部分地形為臨崖、臨河。山區(qū)低等級公路路線段落存在平曲線半徑小、回頭曲線多、視距不良、連續(xù)下坡、縱坡跨度大等特征，在峽谷地帶還存在路側為懸崖或峭壁地形。國內(nèi)學者針對山區(qū)公路交安設施設計提出了自己的觀點，段夢貴等從交通參與者、道路線形、安全保障措施及氣候條件等因素出發(fā)，分析了各因素對云南高原山區(qū)農(nóng)村公路交通安全影響的作用機理及嚴重程度，認為在高原山區(qū)農(nóng)村公路的交通安全設施選用與設置上，目前缺乏統(tǒng)一的標準，存在交通安全設施設置混亂的局面；王志國認為公路安全設施設計問題主要有三點：指路標志信息不全、護欄設計防護能力不足和標線材料使用問題；王玉鵬則提出山區(qū)公路安全設施的設計主要集中在彎路(連續(xù)彎路)、長大下坡等路段的主動引導與被動防護，對特殊氣候情況的及時告知，對路側隱患的安全防護等方面；藺偉從道路幾何線性、路面、交安設施與周邊環(huán)境、駕駛員及車輛因素等方面對山區(qū)公路交通安全的影響進行了分析，并簡述了幾種常用安全評價方法及其適用性，最后以實際項目案例為驗證對象，對存在的交通安全隱患提出針對性的改造措施；管峰認為減速震蕩標線和3D彩色立體標線適合在穿越村鎮(zhèn)路段、事故多發(fā)路段使用，并可有效降低交通事故發(fā)生率；在山區(qū)農(nóng)村公路護欄設施研究方面，王小童建議適用我國農(nóng)村公路護欄的碰撞角度為25°，確定西部農(nóng)村公路護欄的碰撞能量為70 kJ。

綜上分析可知我國現(xiàn)狀山區(qū)低等級公路交安設施的主要問題如下：

(1)管理養(yǎng)護不到位，這種現(xiàn)象在低海拔和高海拔地區(qū)均普遍存在，由于低等級公路的定位較低，在安全防護等設施受到破壞、缺失時不能及時的進行養(yǎng)護維護、更換，導致安全隱患越積越多；

(2)高海拔山區(qū)低等級公路交安設施按照內(nèi)陸山區(qū)特點思路進行設計，未考慮高原山區(qū)具有獨特的地理氣候，高原氣候條件較低海拔山區(qū)地形更為復雜多變，極端天氣出現(xiàn)的頻率遠遠高于低海拔山區(qū)，交安設施設計往往會忽略極端天氣對交通安全的影響；

(3)由于設計初期投資有限，主要資金往往用在主體建設上，交安所占的比例很小，導致了交安設施設置不足，防護能力低，而山區(qū)低等級公路地形復雜、線形差、視距不足。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，公路建設資金日漸增多，交通安全理念得到認可，由此導致了初期以公路主體為主的設計理念與現(xiàn)在交安設計理念相矛盾的局面。

2 高海拔山區(qū)低等級公路交通安全的影響因素分析

2.1 高海拔山區(qū)的地形特點影響分析

高海拔山區(qū)的地形較內(nèi)陸山地地形主要表現(xiàn)在海拔高、地形復雜多變、海拔跨度大等方面，本文所用的應用分析項目位于林芝地區(qū)，該項目起終點的海拔高差接近1 700 m，巨大的高差和驟減的氧氣濃度對駕駛員身體造成極大的影響。而那曲地區(qū)海拔基本維持在4 600 m左右，雖然地形較為平坦緩和，但是高海拔造成的氧氣濃度低、植被景色單一，往往也對駕駛員的身體產(chǎn)生影響。

2.2 高海拔山區(qū)的氣候特點影響分析

高海拔山地地區(qū)氣溫較內(nèi)陸山地地區(qū)普遍較低，氣候條件更為多變惡劣，具體表現(xiàn)在冬季降雪量大、雪季持續(xù)時間長、路面結冰嚴重，最低氣溫較內(nèi)陸地區(qū)低10～20 ℃；其次隨著海拔的不斷增加，氣候變化越來越明顯，特別是在峽谷地帶，突變的氣候會給駕駛員帶來極大的身體、心理壓力，極易導致司機產(chǎn)生突發(fā)性身體不適，從而誘發(fā)交通安全事故。而低等級公路往往是連接高海拔山區(qū)村鎮(zhèn)的主要公路，甚至是唯一道路，有些村鎮(zhèn)由于歷史原因所處位置偏僻，地形復雜，氣候條件惡劣，造成了所連接的公路線位也面臨惡劣氣候的考驗。

2.3 高海拔山區(qū)的民族生產(chǎn)生活特性影響分析

高海拔山區(qū)由于獨特的地理氣候特點，形成了相對自由的放牧生活節(jié)奏和人們豪放自由奔放的性格，自由的放牧方式給交通帶來了不可控的隨機影響。在西藏山區(qū)低等級公路上隨處可見或停在路上、或慢行于路上的牦牛。由于低等級公路缺少全線的隔離設施，再加上放牧的生活需要，導致牦牛等動物可以隨意穿越公路，這往往會導致駕駛員采取緊急制動或猛打方向盤的危險行為，極易造成追尾和沖出路外的交通安全事故。其次由于民族生活方式和受教育程度的差異，西藏山區(qū)司機的駕駛安全理念相對薄弱，駕駛風格相對隨意，任意變道、超車、停車等行為時有發(fā)生，這也是誘發(fā)交通安全事故的一個因素。

3 高海拔山區(qū)低等級公路交安設施設計應用分析

由于高海拔山區(qū)獨特的地形、氣候、民族生產(chǎn)生活特點，交安設施在設計時要充分考慮以上因素，現(xiàn)結合林芝市303線通果村至那曲地區(qū)那布村公路工程提出了針對性的措施。

該工程跨越林芝市和那曲地區(qū)，是西藏自治區(qū)省道303線的一段，起點位于林芝市通果村，終點位于那曲地區(qū)那布村，設計標準為三級公路，項目起點海拔3 600 m，終點海拔4 900 m，中間翻越措多埡口一座，埡口處海拔為5 300 m，路線沿娘曲河逆流而上，典型的高原峽谷地形，該項目涵蓋了以上所述的全部影響因素：地形復雜、氣候多變、沿線村莊分布離散、放牧區(qū)域不集中等，針對該項目所具有的獨特的地理氣候及民族特征，在交安設施設計過程中提出了具有針對性的措施。

3.1 高海拔山區(qū)低等級公路交安設施設計應用分析

首先針對復雜多變的山地地形，除按常規(guī)思路進行一些交通安全隱患點的防護設施設計以外，還要注意海拔高度的改變對司機的影響，及時在變化點起始位置處設立相應的提示標志，提醒司機前方海拔連續(xù)升高，注意自身身體狀況。其次在高海拔山區(qū)公路設計時，都只在埡口附近及海拔最高點設置海拔高度提示標志，這樣往往達不到提前提示的作用，而人的身體狀態(tài)在埡口位置往往處在最低水平階段，極易出現(xiàn)缺氧、胸悶、頭暈等癥狀，由此導致司機應對突發(fā)事件的反應時間延遲。在該項目中，路線起終點海拔高差在1 700 m左右，路線縱段走勢為持續(xù)升坡，在K35+850處為埡口，海拔高度5 300 m，針對埡口處的風險影響，在本項目的K15+000處設立提示標志，該標志由地點標志和輔助標志聯(lián)合組成，提醒司機前方20 km處為海拔5 300 m的措多埡口，設在此處可以提醒司機注意海拔變化，并結合自身狀況選擇前行或休整。

3.2 氣候多變點提示應用氣候多變設計圖

氣候變化提示在高等級公路中較為常見(如橋梁中的注意橫風)，針對高海拔山區(qū)變化無常的氣候特點，高海拔低等級公路也應該增加相應的信息提示標志，在本項目中K30+000-EP段為海拔5 000 m以上區(qū)域，冬季雪害嚴重，且埡口附近有較強寒風。結合實際情況在K30+000和項目終點分別設置注意雨(雪)天氣及限速相組合的警告標志，提醒駕員注意氣候變化，減速慢行，安全行駛。

3.3 西藏山區(qū)獨特的放牧方式交安設施應用

針對西藏山區(qū)牧民獨特的生產(chǎn)生活方式，不能禁止或者改變放牧的區(qū)域，只能通過增設交通設施來保障交通安全。如在夜晚行車時，低級公路上往往不設置路燈，視線較差，由于夜間車輛較少，車速會很快，甚至超速行駛，而牦牛的毛色普遍偏深，駕駛員在行車時很難提前注意到路面上的深色物體，如不采取相應的措施，極易發(fā)生車畜相撞的交通事故。由于牦牛的停留地點具有隨機性，不可能準確的設置相應的提示標志和強制減速設施，只能結合實地調查，在村莊附近設置，有條件的地形還可以設置通道，避免牲畜穿越公路，降低危險性。結合實際調查的內(nèi)容，本項目分別在K7+200和K15+000村莊前后200 m處設立村莊警告標志和減速震蕩標線來提醒司機減速慢行。

3.4 積雪路段防護設施應用

我國高海拔山區(qū)降雪量大、混凝土護欄將道路封閉，不利于除雪，且降雪極易堆積在混凝土護欄旁，影響排水，使得路面積水結冰，造成路面摩阻系數(shù)減小，車輛易打滑，車輛一旦失控，將造成嚴重的交通事故，林芝—拉薩高速(林拉高速)在穿越米拉山前后段時氣候變化劇烈，冬季積雪異常嚴重。當積雪融化成雪水再經(jīng)降溫結冰時，路面摩擦力變小，司機在急剎車的操作中很可能出現(xiàn)打滑、側翻等交通事故，因此常積雪路段應該設置波形梁護欄代替同等級的混凝土護欄。另外在易積雪的低填方及挖方路段可設設置積雪標桿來引導車輛安全行駛，公路積雪標桿的功能是在積雪覆蓋路面情況下，為駕駛員標識出公路幾何線形。本項目中的K30+000-EP段為雪季積雪嚴重路段，此路段中路線連續(xù)升坡展線，中間跨越海拔5 300 m埡口，考慮到積雪情況，路側危險路段設置波形梁護欄進行防護，挖方段設積雪標桿來引導車輛安全行駛，如圖2所示，對積雪標桿進行黃色和黑色反光漆間隔涂刷，以引導司機在公路范圍內(nèi)駕駛。

圖2 積雪標桿示意圖

3.5 雙語設置應用

由于藏區(qū)公路的服務對象主要是當?shù)夭刈迦嗣?，因此在設計信息文字提示標志時要藏語和漢語兼顧，本項目所設的指路標志、地點標志、指示標志等均采用藏漢雙語設計，本項目中間經(jīng)過吉納村，通過設置吉納村的藏漢雙語標志來傳遞地點信息，同時服務本地的藏族同胞和路過的漢族司機。

3.6 視線誘導設施設置應用

高海拔地區(qū)極端惡劣天氣頻繁發(fā)生，往往會出現(xiàn)能見度驟降的視線受阻情況，而車輛行駛需要一定的通視距離，反光膜和輪廓標設置就顯得尤為重要。二級及二級以下公路的視距不良路段、設計速度大于或等于60 km/h的路段、車道數(shù)或行車道寬度有變化的路段及連續(xù)急彎陡坡路段宜設置輪廓標，其他路段視需要可設置輪廓標，而視線誘導設施在實際低等級公路設計中沒有強制要求，應用較少。本項目設計過程中在危險路段、視距不良路段均設置視線誘導設施，具體采用將反光膜及輪廓標附著在護欄上的方式，如圖3所示，在夜晚和天氣惡劣的情況下到達防護與視線誘導的雙重功能。

圖3 附著式輪廓標示意圖

4 結 語

重點從地形、氣候、民族生產(chǎn)生活方式等三個方面對高海拔山區(qū)低等級公路交通安全的影響因素進行分析，并針對以上三點提出了具體對應的交安防護措施。以西藏林芝某三級公路設計項目進行應用分析，在項目的交安設施設計中具體采用的防護措施有：提前設置埡口提示標志，設置氣候變化和限速結合的警告標志，在積雪路設置積雪標桿，在過村鎮(zhèn)路段設置雙語指示標志和減速震蕩標線，將輪廓標附著在波形梁護欄等。由于該項目現(xiàn)處于設計階段，安全設施的應用效果需等到運營階段才能體現(xiàn)，下一步該項目通車運營后會結合實際應用效果進行總結分析，查找不足，為后續(xù)相似的項目提供思路和參考。