公路设计与安全

鞠学利

(承德交通勘察设计院有限公司)

1 前 言

作为一大安全隐患，公路交通问题一直影响着人们出行的安全。要解决好公路安全问题，提高公路交通的安全性，必须要从多方面入手，处理好人、车、路三方面的问题。现阶段，虽然由违章驾驶、违反交通规则、恶劣自然条件等原因造成的公路安全事故发生几率居高不下，可是这并不是造成公路交通安全事故发生的全部原因，公路交通基础设施不健全也是造成公路交通事故发生的一大原因之一。众所周知，在路基平整、视线开阔清晰、公路安全标志物健全的公路上行车驾驶往往比在路基缺损、视线模糊、路标不健全的公路路段形成驾驶安全得多，这也从一个侧面说明了公路规划建设与设计对提高公路交通安全得重要性。为此，将主要对公路交通规划建设阶段对安全性因素的重视程度与交通公路安全水平提高之间的关系进行分析一研究，以降低公路交通安全事故的发生几率，提高公路交通的安全性与可靠性。

2 道路因素解析

2.1 平面线形对交通安全的影响路线设计

道路中平、纵设计是关键。平面线形设计，需要满足车辆行驶要求，并且在设计行驶速度下确保行车安全。设计速度是依据车辆动力性能，在不同等级公路、不同地形条件下规定的行驶速度。

(1)长直线接小半径平面线形，易发生交通事故。

过长的直线段易使驾驶员因景观单调而产生疲劳，导致注意力分散、反应迟缓，一旦遇见紧急情况，常因措手不及而发生交通事故。曾经有人认为高速公路≥4 km 的直线，可以认为是长直线。目前路线设计规范仅是“直线长度不宜过长”。日本、德国规定长直线为20 倍设计速度，即72 s。此外，在同向曲线问插入短直线，驾驶员很容易将直线和两端曲线看成是反向弯曲，由判断失误而导致误操作。反向曲线之间的直线过短，不利于超高、加宽的设置，不能实现反向变化的连续平稳过渡，对交通安全产生不利影响。在长直线上设置陡坡，下坡时车辆的行驶速度会远大于计算行车速度，极易造成交通事故。因此在严格遵循《公路工程技术标准》规定的同时，还应根据实际情况，合理使用直线。

(2)关于圆曲线设计，一般依据设计速度和地形来选用。圆曲线最小半径随设计速度改变而改变，设计速度越大圆曲线最小半径就越大。目前高速铁路设计速度250 ～350 km/h，圆曲线最小半径≥7 000 m。圆曲线半径小，车辆行驶速度不能大，否则车辆产生的离心力大，易造成车辆侧翻。

2 纵面线形对交通安全的影响

(1)长陡坡对车辆的影响。若陡坡过长，爬坡时会使汽车水箱出现沸腾、汽阻，导致行车缓慢无力，甚至发动机熄火;长陡坡下行时，由于需长时间减速、制动，也会造成制动器发热或烧坏，从而导致交通事故。

(2)过长纵坡，易使驾驶员对坡度判断失误。如长而陡的下坡路段连接一段较平缓的下坡时，驾驶员会误认为下一路段坡度为上坡，从而采取加速行驶的错误操作。另外，长陡坡造成加速度或减速度的积累，使车速过高或过低而诱发事故.因此，为有效保证车辆在纵坡行驶的的交通安全，对于连续坡长的平均坡度和坡长必须加以必要的限制和改造。

举例:京昆高速公路石太北线冀晋界段长约18 km 下山路段，原推荐路线长18 km，平均纵坡2.13%，高差383.4 m。比较线长15.1 km，平均纵坡2.53%。为了满足连续长陡下坡路段两端延长线的平均纵坡应小于2%的要求，展线后路线长20.6 km，平均纵坡1.96%，造价增加4.1 亿元。

长大下坡引出避险车道概念，北京八达岭高速公路是我国首先修建避险车道的高速公路。北京八达岭高速公路上行路段，连续急弯陡坡，多次发生超载车辆翻车事故，造成车毁人亡的悲剧，被人们称之为“死亡之谷”。

3 桥梁设计与安全

中小桥结构:16 m 以下的上部结构，板梁截面尺寸偏小，活荷载比重较大，超重活载作用下，结构受力易突破设计安全度，而产生单板受力或板梁断裂。

建议:有重大超载车辆通过时中小桥梁结构尺寸及配筋增加10% ～15%，或采用整体现浇结构。

特殊结构的桥梁，自重荷载所占受力比重较大，能达到85% ～95%左右，所以车辆荷载加大，对结构受力影响较小，一般不会出现安全问题。

小桥尽量整体现浇的道理:活载的横向分布系数能与实际发生的分布系数相一致。不会产生单板受力问题。桥面横向刚度较大，有利于承受较大的荷载。抗挠度好。

2 桥梁基础设计与安全

桥梁基础设计与安全独柱墩尽量少用。

2.1 高墩(≥15 m)的设计

要经过受力计算，选用合适的高墩截面尺寸，保证特殊情况下桥梁下部基础的安全，包括地震等特殊情况。

2.2 扩大基础的设计

扩大基础的顶面，应在局部冲刷线以下1.5 m。如果基岩面较浅，可考虑在弱风化基岩内埋置锚固钢筋，在浇筑扩大基础。

2.3 桩柱基础

由于种种原因，不能确保冲刷线的准确无误，设计中往往采用桩柱基础。经验值:墩柱配筋12% ～15%，桩配筋

10% ～12%。

2.4 桥梁水文计算与安全

一般情况下，依靠水利部门的行洪评价所提供的流量、水位、冲刷即可。往往地方道路不做行洪评价，则需要根据流量计算公式计算设计流量，确保桥孔长度、桥面标高。依据冲刷确定基础深度。

需要注意的几点。

(1)桥面标高的确定要留有一定的余量，确保行洪安全。

(2)桥长确定后，桥孔布置应考虑行洪时上游漂流物，对孔径的要求。漂流物较长的一般是树木，因此，桥孔要适当加大。

(3)桥基础一定要计入局部冲刷(教科书中桥台是不计局部冲刷的)，桩基础还要考虑水浮力作用。

(4)为了桥梁的安全，尽可能桥要高，孔径要大，基础要牢靠。

［1］路线设计细则(总校稿)(JTG/T D20—200X)［S］.中华人民共和国交通运输部发布.

［2］霍明.山区高速公路勘察设计指南.人民交通出版社.

［3］新理念公路设计指南交通部公路司.人民交通出版社.