某高速公路主线收费站安全影响分析及治理

范达伟 王 静

根据统计本主线收费站，2011年7月份出口最高日车流量8 745辆，平均日车流量7 966辆，其中绿色通道车辆，日最高535辆，日平均339辆，日益增加的车流量，对本收费站的服务能力提出了更高的要求。

同时，日益增加的车流量也增加了交通事故发生的可能性。高速公路收费站交通事故是人、车辆、道路环境等多种因素联合效应的结果。大量收费站事故原因统计分析表明，驾驶员是事故发生的直接致因，事故中涉及驾驶员因素高达50%以上，其中操作不当的比例约为35%，而“操作不当”包含了由于视距不良、路面滑溜、能见度差、收费广场入口段线形衔接不合理等客观原因所诱发的驾驶员的错误反应，因而收费站设施的设置及设计参数与交通事故也存在相关关系。

1 现状技术指标分析

通过实地踏勘测量，并翻阅本收费站设计的原始资料，从平面线形、纵断面线形、广场变宽渐变率、收费站路面四个方面，做出了如下的指标分析比对。

1． 1 平面线形

本收费站位于直线段上，平面线形良好。经分析，平面线形满足相关规范要求。

1． 2 纵断面线形

本收费站所处位置主线纵坡值为i=2．8%，纵断面竖曲线半径R=17 000 m。相关设计规范要求:“收费站处的纵坡应小于2%，当受地形条件及其他特殊情况限制时，不得大于3%。”当收费站设置在主线上时，收费站的纵断面竖曲线半径，应与互通式立体交叉的主线指标一致，设计速度120 km/h互通式立体交叉，其竖曲线半径(凸曲线)一般最小值为R=45 000 m，极限值为23 000 m。经分析，本收费站主线纵坡值不满足规范2%的要求，纵断面竖曲线半径也远不满足规范最小值45 000 m的要求。

1． 3 变宽渐变率

本收费站广场变宽渐变率，经测量计算为1/4．052 8。相关设计规范要求:“主线收费站广场变宽渐变率，取值范围为1/5～1/7”。经分析，本收费站广场变宽渐变率小于1/5～1/7，不满足相关要求。

1． 4 收费站路面

本收费站由正常路基至收费广场的路段，其路面结构与收费广场一致，也采用水泥混凝土路面，而通常的设施办法是，该路段采用沥青混凝土路面。使用沥青混凝土路面的优点是摩阻性能好，便于车辆刹车制动。经分析，收费站由正常路基至收费广场的路段，采用水泥混凝土路面摩阻性较沥青混凝土差，不利于刹车制动。

2 收费站安全影响因素分析

2． 1 收费广场渐变率

收费广场出入口渐变段，应引导车辆自然顺畅地进入收费广场，其渐变率要求变化平缓，便于车辆行驶，否则容易使驾驶员产生行车偏移感，导致操作不当而危及行车安全。收费广场渐变率(l)是出入口渐变段相对主线路段增加的道路宽度(b)与收费广场渐变率长度(L)的比值，即l=b/L。按照有关实验表明，车辆由直线行驶进入另一个车道的偏斜比在0．9 m/s左右时，驾驶员一般无行车偏移的感觉，亦无不舒服感。

经过数据统计和回归分析，得到收费广场渐变率与交通事故数之间的相关模型:Y=1．423 1e8．0664x，其中，Y为对应收费站广场渐变率的交通事故预测数;x为收费广场渐变率。由模型可知，交通事故的发生频率与收费广场渐变率成正比。渐变段长度不足，渐变率过大，会造成车辆安全判断视距不足，不能满足进入收费广场车辆减速和变更车道的安全要求，从而导致交通事故的发生。

本收费站广场变宽渐变率为1/4．052 8，是引发事故的主要原因之一。

2． 2 收费广场入口段纵坡

高速公路收费站入口段纵坡设计若没有充分考虑车辆进入收费广场的行驶特点，出现长下坡的不利道路线形，就会影响驾驶员的正常操作，使车辆进入收费广场减速不充分，纵向安全行车距离不足及行车方向不能及时调整到收费车道而发生交通事故。如沈大高速公路最南段的后盐收费站，收费广场入口段纵坡为2．4%，通车5年时间里，站内由于制动失灵造成交通事故占事故总数的47．13%，出口发生事故占事故总数的87．36%。汉宜高速公路永安收费站，位于宜昌至武汉方向一处长下坡段中间，最大纵坡3%，车辆下坡行驶时受惯性作用，很容易引发事故。经统计分析，收费站交通事故与其入口段纵坡之间是正相关的，即纵坡越大，收费站安全性就越低。本收费站主线纵坡值不满足规范2%的要求，纵断面竖曲线半径也远不满足规范最小值45 000 m的要求，是引发事故的主要原因之一。

2． 3 收费站路面性能

根据汽车行驶动力学特点，汽车制动距离可表示如下:

其中，D为汽车制动距离;u为汽车制动开始时的速度;f为轮胎与路面的摩擦系数;i为道路纵坡。

从上述公式可以看出，汽车制动距离受路面摩擦性能和道路纵坡相互作用的影响，当路面摩擦系数较低时，汽车制动距离延长，行车安全性能下降，事故发生概率增大。本收费站由正常路基至收费广场的路段，采用水泥混凝土路面摩阻性较沥青混凝土差，不利于刹车制动。

3 治理措施方案

3． 1 方案一

通过对收费广场渐变段进行加宽处理，建议以不侵入收费管理区为原则，尽量加大渐变率，使之满足相关规范要求。经测量及方案设计，渐变率可由约1/4加大至1/6，渐变段由240 m增大至340 m。

本方案实施方便，工程造价较低，对交通影响小，且治理效果明显。

3． 2 方案二

对正常路基至收费广场的路段，实施白改黑，可对收费站路面修建抗滑表层，增大路面摩阻力。改建后，路面摩阻抗滑性能大大提升，将有利于车辆，特别是大型载重车辆的刹车减速制动。

本方案可与方案一配合使用。

3． 3 方案三

对相关主线路段进行改造，降低纵坡值，并增大纵断面竖曲线半径。本方案工程规模巨大，影响范围广(约800 m)，对交通影响大，虽治理效果明显，但工程造价过大，实施不便。

［1］ 张雨化．道路勘测设计［M］．北京:人民交通出版社，1994．

［2］ 刘伯莹，姚祖康．公路设计工程师手册［M］．北京:人民交通出版社，2002．

［3］ 交通运输部．中华人民共和国行业标准，公路路线设计规范［M］．北京:人民交通出版社，2006．