浅谈避险车道与路线平面的关系

文/新疆交通规划勘察设计研究院　陈建刚

随着社会的发展，出行者已不仅仅满足于路通、车通的基本需求，更加渴望早日走上“幸福小康路”、坐上“安全放心车”。另一方面，随着路网的不断完善和加密，山区道路的陡坡及长大纵坡等，成为设计中安全隐患重灾区。作为长大下坡的安全措施之一，避险车道已越来越多被设计者采用。

避险车道设置偏重于纵面指标

遇到长大下坡，无论是设计人员还是道路管理人员，通常第一反应是增加避险车道，但在选择设置位置时，考虑的因素偏重于纵面指标。根据收集的资料，避险车道位置选择的主要依据相对单一。

对于改建道路来说，虽然改建前后运营条件有所好转，但一般情况下，平面和纵面的基本线形不会有太大变化，避险车道的设置位置，仍然可以参考既有道路的运营情况确定。通过调查收集的长陡下坡路段车辆制动失效的事故资料，可以作为避险车道位置选择的有力依据。

对于新建道路，通常是以车辆制动失效发生事故为基本条件，采用理论分析的方法确定避险车道位置。长大下坡路段重型车辆在行驶过程中会连续制动，往往会造成制动系统持续升温，一般认为制动毂温度升至260℃时，制动效能会大幅度降低，车辆失去制动能力。通过分析车辆制动毂升温的情况，计算出下坡路段制动毂甚至安全界限值的位置，作为避险车道设置位置的参考。借鉴美国和澳大利亚、南非等国外研究成果，长大下坡路段国内避险车道设置位置通常如表1所示。

表1 避险车道设置位置及间距

表2 行驶距离与最小半径关系计算一览表

避险车道与平面指标关系分析

对于高等级公路，平面指标相对较高，避险车道设置位置选择与平面关系不大。但作为公路等级为二级以下的道路，尤其是山岭重丘区，路线指标偏低，多数弯道半径偏小，无法通过速度比较高的车辆。避险车道的设置还需要结合纵坡，综合分析平面。

长大下坡路段车辆制动失控后，自身重力主要受到下坡方向的分力和车轮滚动阻力的影响。具体如下：

自身重力在下坡方向的分力：

Fi=m×g×sinα≈m×g×i

其中：m——汽车质量；g——重力加速度；

α——坡道倾角；i——坡度；（在坡度很小的情况下，sinα ≈ i）

车轮滚动阻力： Ff= m×g×f

其中：f——滚动阻力系数；（水泥混凝土路面f=0.1，沥青路面f=0.12，砂砾路面f=0.15）

根据牛顿第二运动定律F=Fi－Ff =m×a，可以得出下坡路段失控车辆的加速度：a= g×（i－f）

由此根据距离、起始速度、加速度、末速度的关系，计算出车辆完全失控，并行驶一段距离后的速度，同样可以计算出此处需要的曲线最小半径极限值（具体计算过程不再详细叙述）。按照4%纵坡，初始速度40km/h，横向力系数0.20，超高按照最大8%取实际设计值，计算行驶距离与最小半径关系，结果如表2所示。

从表2中可以看出，随着失控车辆行驶距离的增加，行驶速度越来越快，通过的曲线最小半径也是越来越大。而对于山区道路，路线曲折，曲线半径普遍偏小，避险车道设置需考虑平曲线的因素，应设置在失控车辆不能通过的小半径平曲线前。

对于小半径平曲线比较多的情况，可以根据曲线半径计算安全通过的行驶速度，绘制曲线安全速度分布图，结合纵坡、地形等其他因素选择避险车道的位置。不具备条件时，建议通过增加紧急停车带、增设标志等安全措施，提醒司机及时停车检查车况，提高道路的安全性。

结语

实践证明，在长大下坡路段设置避险车道，是降低失控车辆发生事故率比较有效的措施。但也存在一些避险车道很少有失控车辆驶入的情况，甚至从未被使用过，这说明对避险车道的设置考虑因素不足。根据以往承担项目避险车道设置情况，对避险车道与平面指标的相关性提出了理论分析方法，供广大设计及管理人员参考。