改扩建工程中有关安全的技术设计分析

文/鞍山市纵横工程监理咨询有限公司 盛士刚

当前公路工程改扩建的实施，一般采取“边通行、边施工”的方式完成。低等级公路提级时，在建设与运营安全保障方面存在巨大挑战，其主要技术特点可以归纳为以下两大方面：

“边通行、边施工”对通行安全与效率的影响

对于采取“边通行、边施工”的方式来完成的扩幅改建工程，施工阶段既有改建道路的工程车辆，又有社会车辆，交通冲突点较多，交通组织较为复杂，给交通顺畅、安全通行带来隐患。

从已开展的改建工程看，主要存在两种问题：一是车道压缩，造成路段通行能力不足，可能会造成长时间或分时段的交通拥堵；二是车道变窄、变少，引发驾驶员不安全行驶行为增多，造成通行交通及通行交通闯入作业区的事故发生概率增大。

要解决以上问题，需要加强公路养护施工作业区的交通组织和安全管理。但在目前，我国在公路施工作业区的交通组织和安全技术研究上，尚未形成完善的针对不同等级公路的技术体系。2009年颁布的交通运输部行业标准《公路养护安全作业规程》（JTG H10-2009），虽然定义了养护施工区的关键参数，但这些定义主要以理论推导为基础，并单纯从保障交通安全的角度得出，对道路通行效率的考虑较少，且没有针对各等级公路特点开展专门的研究和规定。

因此，针对改扩建工程交通特点，开展施工过程交通组织及安全保障技术研究，对保障车辆顺利通过施工作业路段，避免发生交通拥堵，并保障施工养护作业人员的安全，有着重要的研究价值和社会、经济效益。

改扩建公路运营期安全保障面临挑战

一级公路交通安全问题突出

我国一级公路的交通安全水平明显低于其他等级公路。表1给出了2014年我国各等级公路交通事故情况。从表1可以看出，一级公路的事故率分别是高速公路、二级公路、三级公路和四级公路的1.37倍、2.05倍、4.88倍和78倍；另外，一级公路的死亡率、受伤率也明显高于其他等级公路。因此，相对其他等级公路而言，一级公路是最危险的公路。

表1 2014年各种道路类型事故情况

以往研究表明，一级公路作为仅次于高速公路的高等级公路，其线形设计指标普遍较高，主线运行速度也普遍较快，平交口多，不完全封闭导致的接入频繁、横向干扰严重等特征，是导致上述问题的主要原因。

一级公路安全保障的更高要求

一级公路与乡镇的接入点多采用平面交叉的方式。平面交叉口是各流向车辆和行人集中交汇、通过和转换方向的节点。不同交通流向、不同交通方式之间的相互干扰，不但会使交叉口处的通行能力降低，同时也很容易发生交通事故。对于改建后的一级公路而言，由于主线设计速度较高，车辆运行速度快，如果不严格控制出入口、不合理渠化交叉口，必将引发更严重的交通事故。

接入口管理方面，由于公路设计缺乏操作细则，设计人员无法准确地把握接入口控制标准，造成公路接入口控制不严格，加之公路路域的城镇化进程较快，公路两侧开发强度增大，区域经济的活跃促使城市功能强化。政府和居民在“路通财旺”的指导思想下，使公路两侧的土地连片开发，横交道路和路边产业迅速发展，公路两侧的生产、生活、服务设施聚集，对公路接入口的需求迅速增加。这导致公路主线的通行能力和服务水平下降较快，交通运行效率降低。部分接入口的接入位置不合理、视距严重不良等现象较多，容易诱发交通事故。

鉴于一级公路的运行特性，升级改造后必然面临如何有效提高交通安全水平和运行效率的问题。因此，迫切需要在公路设计和建设过程中，预先开展一级公路安全设计，提出合理的出入控制标准和科学的交叉口渠化管理方法，从而提高其开通后的安全运营水平。

新老路差异沉降技术是工程中的重点和难点

工程实践证明，如果老路拓宽引起的路基差异沉降处理不好，将对公路的使用寿命与使用品质产生直接的影响，甚至出现路面开裂等早期损坏。这些病害造成路面平整度不良、局部积水、路面摩阻系数下降等问题，如果不能在建设阶段采取措施预防或在运营阶段及时处置，将导致行车安全隐患。

重载运输特点考验路面的耐久性

调查表明，车辙已经成为我国80%沥青路面大中修的原因。按照道路工程工期安排，一般是上半年路基施工、下半年基层和面层施工，沥青混合料面层会有一部分是在秋冬低温季节施工。所谓低温施工，是与现行施工规范中对沥青混合料铺筑时气温要求大于10℃相对而言，一般是指气温低于10℃条件下开展的沥青混合料施工。此时，沥青混合料与周围环境的温差很大，混合料的热量散失很快；低温季节常常风速也比较大，从而加快了沥青混合料温度的下降。

目前，热拌沥青混合料在低温季节施工时，一般都会采用提高沥青混合料的拌和温度的方式来保证路面质量。但实际施工过程中，不但消耗大量燃料、成倍产生沥青烟等有害气体，而且常常使沥青在施工时就严重老化，对最终沥青路面的路用性能产生不利影响。

绿色交通发展要求更高

公路改扩建施工过程中会产生大量的废旧材料。废旧沥青路面的再生利用在发达国家已是普及技术，我国许多省市区或多或少地使用了沥青路面再生技术。但并没有成为道路工程主流技术。目前工程规模应用非常有限，且存在冷再生路用性能需要提升、厂拌热再生废料利用率低、废旧材料应用较少等问题。

围绕《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006年-2020年）》提出的“在重点行业和重点城市建立循环经济的技术发展模式，为建设资源节约型和环境友好型社会提供科技支撑”总体目标，针对交通基础设施固体废弃物综合利用以及“减量化、资源化、生态化”需求，全面提升道路工程的固体废弃物资源化能力和效率，从道路工程自身废弃物的循环利用、节能降耗两个方面入手，对废旧沥青材料资源化综合利用技术集成示范，有助于推动交通运输行业资源循环利用和产业结构升级，乃至经济社会可持续发展。另外，改建工程的施工带来的噪声会严重影响沿线人民的生产生活，因此有必要开展能够降低施工噪声影响的施工技术研究。