山区高速公路长大纵坡路段安全设计要点探究

温影影，汪才喜

（中国公路工程咨询集团有限公司，武汉 430000）

1 引言

我国幅员广袤，地域辽阔，其中，69%的面积为山区，随着国家基础设施建设进入稳定时期之后，高速公路及一些基础设施的建设开始由平原区向山区延伸。但由于山区的地形、地貌、水文、地质以及气候条件与平原区有较大的区别，同时我国对环境、生态等方面的高度重视，导致山区高速公路设计非常复杂。当路线需克服较大高差，地形、地质条件较为复杂时，为降低工程造价，减少对周边自然环境的影响及破坏，极易出现连续长大纵坡路段，因而导致山区高速公路的交通安全状况比平原区更加严峻。据统计，每年全国的重特大恶性交通事故大多发生在山区高速公路上，特别是长大纵坡路段上，且山区高速公路百次事故的死亡、受伤人数以及每次事故的经济损失多年来都位居交通事故榜首。

分析发现，长大纵坡路段上出现交通事故的主要车型为货车。其主要原因如下：

1）下坡路段上不断的刹车制动易出现发动机烧坏、刹车失灵的现象，造成追尾、侧滑等交通事故。

2）在上坡过程中大货车与小客车的速度差较大，导致通行能力降低并出现超车追尾的事故。

3）连续的长大纵坡路段导致驾驶员精神高速集中，易造成疲劳驾驶而出现碰撞、冲出护栏等交通事故。

2 长大纵坡路段的界定

在地形地质条件复杂的山区，高速公路在设计过程中考虑到克服高差的难度，设计速度通常不会选用较高的速度。JTG D20—2017《公路公路线设计规范》（简称《规范》）对不同设计速度对应的最大纵坡与坡长已有规定，并要求高速公路连续长、陡下坡路段的平均坡度与平均坡长不宜超过表1规定，超过时应进行交通安全性评价，提出路段速度控制和通行管理方案，完善交通工程和安全设施，并论证增设货车强制停车区[1]。

表1 连续长、陡下坡的平均坡度与连续坡长

JTG D20—2009《公路路线设计细则》中对山区高速公路连续长大下坡路段的界定如表2所示，且不宜超过表3中的一般值。同时对长大纵坡路段的平均纵坡也有规定：高速公路的连续长下坡路段，任意3km的平均纵坡不宜大于4%，相对高差大于300m时，平均纵坡不宜大于2.5%[2]。

表2 山区高速公路连续长大下坡路段界定标准

表3 平均纵坡度与路线长度建议值

3 降低西昌至宁南高速公路长大纵坡路段交通事故率的安全措施

3.1 西昌至宁南高速公路工程可行性研究情况

西昌至宁南高速公路位于四川省凉山州，起点位于西昌市大兴乡与G7611西昌至香格里拉高速公路相交，途经普格县，终点位于宁南县与G4216宜宾至攀枝花高速公路相交。该项目地处川滇块体东缘的横断山系，地势起伏大、高差悬殊、岭谷相间、河谷幽深。项目区域内地震基本烈度分别为Ⅷ度和Ⅸ度。同时，所在区域断裂、褶皱等地质构造发育，断裂带岩体破碎，滑坡、泥石流、崩塌（危岩体）、强震区和岩溶等不良地质现象在项目沿线广泛分布。

西昌至宁南高速公路路线全长104.929km，桥隧比67.13%。路线起点（地面高程约1 500～1 800m）从邛海东南侧穿越大箐梁子（最高峰约3 400m）至普格县特尔果乡（地面高程约2 100～2 300m），由普格县特尔果乡至普格县县城（地面高程约1 100～1 250m）沿则木河布线，河岸两侧均为山体，普格县县城至宁南县县城（地面高程约900～1 050m）沿黑水河布线，河岸两侧也均为山体。其中，起点（设计高程1 795m）至特尔果乡（设计高程2 230m）约19km为爬坡路段，需克服高差435m；特尔果乡至普格县（设计高程1 200m）约40.2km为下坡路段，需克服高差1 030m。普格至宁南段约45.7km，高差相对较小，路线平纵面如图1、图2所示。

图1 西昌至宁南高速公路平面示意图

图2 西昌至宁南高速公路K线纵断面图

受地形、地质、周边建筑以及环境等条件限制，经展线优化后K线方案K29+800～K55+400平均纵坡2.85%（K32+550～K55+400平均纵坡3.04%），为长大纵坡路段。

3.2 设计过程中针对长大纵坡路段的考虑

3.2.1 进行多方案分析比较，尽量避免出现长大纵坡路段的情况

本项目针对长大纵坡路段提出3个比选方案与之进行综合分析，分别是D线、E线、F线。经分析，E线方案与则木河活断裂走向平行，且多次交汇，受则木河活动断裂影响，沿线地质条件交叉，多处发育滑坡、垮塌，不适于道路建设，舍弃E线方案；D线DK28+900～DK68+721.466段平均纵坡为2.34%，完全消除了长大纵坡路段；F线FK29+800～FK52+610段平均纵坡为2.8%、FK29+800～FK57+460段平均纵坡为2.62%，即存在长大纵坡路段；D、F线对应的K线也存在长大纵坡路段。针对D、F线以及对应的K线分别从地形地质条件、运营速度安全性、与沿线乡镇的协调性、对沿线矿产资源的影响、工程规模及投资、桥梁墩高与抗震等，结合地方政府意见综合比较后推荐出合适的方案。

3.2.2 从运行速度与设计速度的协调性控制路线设计指标，避免出现长大纵坡路段

根据《规范》要求“采用运行速度检验时，相邻路段运行速度之差应小于20km/h，同一路段设计速度与运行速度之差宜小于20km/h”。本项目利用纬地运行速度测算分析系统对运行中提出的方案进行了分析，通过导入线形几何设计指标及其他相关参数，测算得到小客车与大货车在拟定的路线方案中运行速度，通过分析车辆运行速度与设计速度的差值调整路线方案中平纵面线形指标，避免出现长大纵坡路段的情况，并将运行速度与设计速度的差值控制在合理范围内，提高车辆运行的安全性。

3.2.3 无法避免长大纵坡路段的情况需设置强制停车区等道路附属安全补救设施

在连续下坡路段设置强制停车区、避险车道、爬坡车道以及路侧的防撞护栏，是保证载重汽车制动性能稳定、防止车辆失控、缓解超车碰撞等事故的重要措施。本项目针对连续长坡的下坡路段，根据调查的交通组成情况，结合纬地运行速度测算分析系统测算的设计速度与运行速度的一致性、运行速度的协调性评价结果，针对长大纵坡路段在合适的位置设置有避险车道、爬坡车道、强制停车区以及防撞护栏等。

3.2.4 完善交通标志、标线等设施

交通标志、标线是传递交通信息，进行交通管理的一种特殊语言。山区高速公路上由于驾驶员不熟悉路况或缺乏山区高速的行驶经验，极易导致交通事故的发生。设置完善的交通标志引导驾驶员，可以让驾驶员提前了解前方道路线形和道路状况的变化，预判需采取的正确措施以确保行驶安全。本项目结合连续下坡预告标志，将设置“前方连续下坡”“禁止空挡滑行”“事故多发路段”等警告标志；在连续下坡起点、中间合适的位置、连续下坡终点设置“连续下坡开始”“连续下坡××km”、“保持车距”、“连续下坡剩余××km”、“连续下坡结束”等标志；对连续长下坡路段加强速度控制，结合纬地运行速度测算分析系统的测算结果，设置“限速××”，并在合适的位置设置限速标线、减速标线、可变情报板，及时提醒过往车辆前方道路情况。

3.3 其他降低山区高速公路交通事故率的措施

3.3.1 增强交通宣传力度，严禁超载、超限、超速等违规、违法行为

从山区道路交通事故车型分布规律可知，大型货车发生的事故比例最高，而造成大货车事故的人为原因主要是违规、违法超载、超限、超速等。对于超载、超限、超速等违规、违法行为，不仅需要加强管理、加大打击力度，还要加强交通安全宣传，提高驾驶员的安全驾驶意识。可以通过发放宣传资料、路侧电子显示屏播放交通事故、沿线张贴交通安全宣传标语等形式，宣传酒后驾驶、超载、超限、超速、疲劳驾驶等严重交通违规、违法行为给社会和家庭带来的严重后果，提醒和教育驾驶员遵守法律法规，自觉抵制不文明、不安全交通行为。

3.3.2 完善高速公路交通事故救援体系

高速公路上由于汽车行驶速度快，冲击力强，一旦发生事故往往后果非常严重，直接危害到人民的生命财产安全[3]。因此，完善高速公路的交通事故紧急救援尤为重要。完善的交通事故救援不仅需要制定发生事故后应采取的紧急措施和应急方案，还需要加强高速公路的交通管理，以便于事故后救援团队能迅速抵达，救援方案能有效执行。

4 结语

通过对西昌至宁南高速公路长大纵坡的路线方案研究，从设计上提出多方案比选并利用运行速度分析软件调整路线设计参数，尽量避免出现长大纵坡路段的情况。若长大纵坡不可避免，那就需要采取必要的安全补救措施，以实现长大纵坡路段的安全运营。