浅谈山区公路紧急避险车道的设计

莫小国

摘要：文章针对近年来省内公路建设逐渐向山区发展的趋势，结合省内外避险车道的发展情况，对紧急避险车道的设计方法作一探讨。

关键词： 山区公路；避险车道；设置原则；设计要点

Abstract: this paper discusses the province highway construction in recent years the trend of the development of the XiangShanOu gradually, combining with the development of the inside and outside of the hedge lane, to an emergency the design method of the driveway discussed in this paper.

Keywords: mountainous highway, Hedge lane; Setting principle; Design key points of the

中圖分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

避险车道，是为在行使过程中制动失灵或无法正常控制的车辆专门设置的一条应急的安全车道。《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）中规定，连续长陡下坡路段，危及运行安全处应设置避险车道。但目前相应的规范还没有出台，避险车道的设置在线形、材料、防撞等附属设施方面还存在一些问题，给使用避险车道的司机和车辆带来一定的隐患。本文主要针对山区公路紧急避险车道的设计方法作一探讨。

1、避险车道的发展及作用

避险车道最早起源于美国并有30多年的历史，在20世纪70年代，人们发现失控车辆经常冲出公路停在路边废料堆上，或者冲到山上用于运滚木的旧路上且未导致严重交通事故，由此道路工程技术人员受到启发修建了避险车道。自第一条避险车道在美国加利福尼亚州诞生后得到很快的发展，据1990年的统计数字，美国27个州设置的避险车道数量已达170多处。

我国的高速公路在避险车道的修建上虽起步较晚，但近几年也得到了长足的发展。1998年，北京八达岭高速公路设置了国内第一条避险车道，在一定程度上取得了一定效果。现如今，国内已有200多条避险车道。

避险车道的设置可以减少载重汽车的失控事故率，减少人员伤亡及财产损失。根据国内外的经验表明，避险车道及与之对应设置的标志、服务设施可有效地遏制交通事故的发生，尤其是重、特大交通事故。

2、避险车道的设置原则

2.1 设置条件

避险车道设置在山区公路中，是为在行驶过程中制动失灵或无法正常控制的车辆专门设置的一条应急的安全车道。避险车道一般设置在公路连续长、陡下坡路段，当平均纵坡≥4%，纵坡连续长度l≥3km；车辆组成中大、中型重车占比≥50%以上且载重车缺乏辅助制动装置，为避免车辆在行驶中因速度失控而造成事故，应在下坡路段的下半部右侧适当位置设置避险车道。另外，在车辆失控后会产生严重事故，危及道路运行安全的下坡路段也应设置紧急避险车道。

2.2 避险车道类型

避险车道出现过三种类型：上坡制动砂床型、沙堆型、重力型。

⑴上坡制动砂床型：是由光滑的、粒径均匀的天然砂砾铺设在匝道上构成制动砂床，制动砂床主要通过砂砾的滚动阻力使失控车辆减速或停止，它通常建立在上坡上，上坡的重力分力可以增加它的减速效能。

⑵沙堆型：将松散、干燥的沙子堆积在上坡的匝道上，它也是靠重力及沙堆阻力来使车辆减速。但沙堆易受天气的影响(雨雪影响沙堆的稳定性)，高数值的减速度对司机及车辆造成损伤较大。

⑶重力型：它是靠陡峭的坡度使车辆减速。重力型匝道一般是建立在旧路上的，但长陡坡不仅仅是使车辆停止，而且还有车辆进入避险车道后由于重力返回主线，影响主线上正常行驶的其他车辆的问题。

重力型和沙堆避险车道在美国30年前比较常见，由于这两种避险车道存在着较大的弊端，实际工程中已渐渐停止了使用。由于制动砂床的安全性，上坡制动砂床型避险车道目前已成为最普遍和最安全的避险车道形式。

3、避险车道的设计要点

避险车道的主要作用：⑴使失控车辆从主线中分离，避免对主线车辆造成干扰；⑵进入避险车道的失控车辆能安全减速、平稳停车，避免出现人员伤亡、车辆严重损坏的事故；⑶使失控车辆在避险车道内能得到安全、及时、有效的救助。

3.1 设置位置

避险车道一般设置在连续长大下坡的下半部，在连续长大下坡或陡坡路段接小半径曲线的前方，同时考虑设置地点的地形条件，应在适当路段选择工程量较小的位置设置避险车道，以供制动失效的车辆强制减速停车之用。避险车道可修建在主线直线段上合适的位置，并应修建在坡底人口稠密区之前，以保证失控车辆上司乘人员以及位于坡底居民的安全。

3.2 避险车道的组成

一条完善的避险车道应由引道、避险车道、服务车道、防撞消能设施及配套交通安全设施组成。

引道：连接着主线和避险车道，为主线和制动床之间提供一定的偏移量，使失控车辆在安全的前提下驶入避险车道。在引道上，驾驶员应能看清避险车道的全貌，避免产生恐慌心理，引道的终点应设置为方形，使失控车辆前轮同时驶入制动砂床，避免出现二次事故。

避险车道：即制动砂床，使失控车辆在安全减速的情况下平稳停车。避险车道宽度，在一般货车交通量不大的路段可取5m，在高等级公路的长陡下坡路段（l≥3km，i≥4%），避险车道的宽度应保证一辆以上的车辆进入避险车道，理想的车道宽度应≥8m。

服务车道：紧邻避险车道供救援车辆使用的道路。服务车道一般平行于避险车道设置，供拖车行驶，保证进入避险车道的车辆得到及时的救援，同时为了避免失控车辆在紧急的情况下，特别是夜间视线不好时，把服务车道当成避险车道使用，一般服务车道设计成折回主线的形式。

防撞消能设施：由于地形的原因，避险车道不能达到必要的长度，需在砂床端部设置防撞消能设施（防撞、消能）。防撞消能设施可采用集料堆或防撞砂桶，集料堆或防撞砂桶中材料一般采用与制动砂床铺装相同，以免污染砂床路基，减小材料的滚动阻力。防撞消能设施对于有可能越出避险车道的失控车辆来说，是最后的救生机会，因而防撞消能设施的合理设置是非常关键的。对于因地形限制、避险车道长度达不到要求而设置的防撞消能设施，应避免产生极大的减速度，但在末端设置防撞消能设施而减少避险车道的长度，从而达到节省造价的做法是不取的。由于目前国内货车超载超重情况还是存在的，所以一般在制动砂床末端皆应设置防撞效能设施。

配套交通设施：为了拖出失控车辆，设置锚块固定拖车是必要的；为使失控车辆能安全、及时的发现、驶入避险车道，同时避免其他车辆使用避险车道，应设置相应的指示、禁令标志；在避险车道两侧设置护栏，对失控车辆的保护很有必要；如有条件，可提供照明，以便驾驶员在夜间更好的识别避险车道；如有条件，可布设一定的监控设备，以便失控车辆及时得到救助，并加强对失控车辆进入避险车道的相关参数进行检测。

3.3 避险车道的线形设计

避险车道平、纵线形均应为直线。

图1避险车道

失控车辆一般车速较高，且驾驶员心理较为紧张，避险车道设计成曲线，失控车辆有可能沿着曲线切线方向冲出避险车道而造成翻车等事故。纵面线形为竖曲线的避险车道对司机和车辆来说存在着潜在的危险。失控车辆在竖曲线上高速行驶时，会产生时刻变化的向心力，它和其它力合成可能产生很大变化减速度，有可能超过司机或车辆所能承受的速率变化范围。

因此避险车道的线形无论是平面还是纵面均应设置成直线（直坡），与主线夹角（驶入角）也要尽可能小，这样能使失控车辆更容易驶入避险车道。美国的相关资料表明，避险车道的设置角度一般均小于l0度，以5度以下居多。

避险车道的纵坡一般为10%～20%，建议取10%、15%，过大的纵坡会使失控车辆驾驶员心存恐惧，不敢进入。竖曲线T长应≥20m，但竖曲线半径可不受控制，竖曲线不应进入避险车道（制动砂床）。避险车道在纵面上应保证驾驶员能看见全部避险车道。

3.4 避险车道的长度

避险车道制动砂床长度计算公式为：

式中：――失控车辆驶出速度（km/h）；

――失控车辆经砂床减速后由防撞消能设施消止的速度（km/h），一般取0。

――滚动阻力系数，见下表1；

――砂床坡度，以代数值表示。

由公式可知，滚动阻力和砂床坡度是关系避险长度的重要因素，采用滚动阻力较大的豆砾石和较大的坡度可以有效的减小避险车道的长度。

长大下坡路段车辆在驶入避险车道时的速度可以通过调查资料获取，没有观测资料的可通过计算得出。“美国调查失控车辆的车速结果显示：失控状态下的车速很少超过90英里/h(145 km/h)，因此计算避险车道长度时，可按V=90英里/h。”

3.5 路面结构

避险车道制动砂床材料应是干净的、不易被压实的且具有较高滚动阻力的材料。“根据美国资料研究，好的砂床材料应是圆形，在车轮的碾压下上下砂砾通过相互的滚动、置换，使车辆更容易陷入。最理想的砂砾粒径应在0.5英寸(1.27 cm)左右，最小在0.25英寸(0.63 cm)，最大在1.5英寸(3.81 cm)。這样粒径的砂砾具有较高的滚动阻力系数。”则效果最好的材料级配要求如下表2。

为了避免使用后砂床集料与底基泥土混合板结从而影响其制动效能，避险车道底基应硬化。为了保证材料完全发挥其滚动阻力，一定的砂床深度是必要的条件，一般砂床深度为50cm～100cm，为了使车辆能够平稳减速，应在避险车道始端设置30～60m的过渡段使集料厚度由7.5cm逐渐过渡到完整厚度。

服务车道供拖车和维护车辆使用，其表面应硬化，一般路面结构同主线。引道连接主线和避险车道，其路面结构应与主线相同。

3.6 排水设施

为了避免制动砂床冻结和集料被污染，进而减小砂床滚动阻力，功能减弱，避险车道应设置完备的排水系统。

一个完善的砂床排水系统，既要及时排出砂床内积水，又要防止坡面漫流及砂床底部反渗透带来的细料。通过横坡设置可以阻止水源进入避险车道污染砂床，通过设置纵向盲沟和横向排水管可以迅速排除砂床内积水，通过在底基铺设防渗土工布可以阻止含水细料的渗透。见图3。

图2避险车道排水设置

3.7 避险车道交通安全设施

为了使货车司机在车辆失控时有使用避险车道的心理准备，在坡顶应提供长大下坡坡度、坡长、平面线形和避险车道位置等信息，在避险车道之前至少设置两块避险车道预告标志（前1km、前500m）。

在避险车道引道入口处应设置避险车道标志，引导失控车辆驶入，同时可设置“禁止停车”、“失控车辆专用”标志并在路面刻画提示标线，保证只有失控车辆才能使用标线。

在避险车道两侧应设置钢筋砼护栏，并在两侧设置轮廓标，轮廓标颜色应为红色，以明显区别于主线。

4、避险车道在浙江的应用情况

浙江省对避险车道的认识和建设是近两年才开始的，设计时主要参考国内其他省份的经验，还存在着一些不足。104国道天台关岭避险车道始建于2005年12月，是浙江省境内第一个避险车道，经过二年试运行，该避险车道已成功避免重特大事故20多起。2008年4月，当地公路管理部门对这条避险车道存在的一些不足进行了更新改造。主要从以下几方面进行：

一是车道路面改造。将避险车道引道路段实施路面硬化，确保把避险车辆安全引到避险车道内；另外，避险主车道路面由原先的砂石路面改为卵石路面，增加摩擦力。

二是安全防护设施改造。避险车道边上的安全设施由原先钢制护栏改为混凝土挡墙，提高防护效果。在104国道与避险车道连接处设置防撞筒，在避险车道终点设置砾石堆，减少车辆冲击力。另外是完善标志，在104国道靠近避险车道路段增加、完善提示标志，确保驾驶员能够准确掌握避险车道位置。

三是改善避险车道纵坡。车道纵坡比例由原先的12.5%改变为10%，减少坡陡度，防止避险车辆进行避险车道后出现倒退现象，增加安全机率。

四是完善排水系统。完善边坡、边沟等排水设施，避免卵石路面出现积水现象。

330国道丽水地段枫树湾路段是一个长达6公里多的连续下坡加急弯路段，事故多发，为省级事故“黑点”，2006年由丽水市直属公路管理段投资240余万元在主线路基右侧建成避险车道，全长160多米，这也是除天台外浙江省第二条避险车道。建成以后，引导多辆经过该路段的失控车辆紧急驶入，避免了多起车毁人亡重特大交通事故的发生。

图3330国道枫树湾路段避险车道

5、避险车道设计中存在的问题

从国内其他省份及浙江省设计的避险车道来看，存在着几何线形不符合要求、功能设施不合理、辅助设施不齐全等问题，主要表现在以下几个方面：（1）避险车道驶出角过大，致使遇险车辆不能安全驶入从而发生侧翻；（2）避险车道长度不够，车辆冲出避险车道或者需要防撞设施才能控制失控车辆；（3）未设置服务车道或服务车道未做硬化处理，致使失控车辆得不到及时救助或难以救助；（4）未设置完善的排水设施，致使坡床集料板结，失控车辆停驶距离增长，易发生危险；（5）标志、标线设置不齐全或不合理，致使失控车辆错过避险车道。（6）未设置必要的救助设施，如锚块、救助电话等，致使失控车辆未得到及时救助，引发二次事故。

图4 避险车道不合理设置

此外，避险车道在使用的过程中，应着重加强对失控车辆的及时救助，以免引发二次事故；应加强对砂床的及时养护，以免残存轮迹威胁后入车辆的安全。

6、结束语

近年来，随着省内公路网系统的逐步完善，公路的建设已逐渐从平原区向山岭区发展。在山区公路的设计中不仅要注重平纵面线形的设计，而且还应注重人性化的设计，避险车道的设计即符合这一要求。设置避险车道，可以减少载重汽车的失控事故率，减少人员伤亡和财产损失，保障公路的安全畅通。

参考文献

[1]JTG B01-2003，公路工程技术标准。

[2]JTG D20-2006，公路路线设计规范。

[3]交通部公路安全保障工程技术组，公路安全保障工程实施技术指南，人民交通出版社，2006。

[4]吴京梅，山区公路避险车道的设置，中国公路，2007（07）。

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