该项目以沈海高速公路闽浙界主线收费站为示范工程,针对连续下坡路段收费广场车辆无法紧急制动的问题,开展平面避险车道设置方法研究与应用项目,对平面避险车道的制动材料、使用方法、布置型式、几何尺寸,以及配套设施进行研究,结合沈海高速公路闽浙界主线收费站安全改善工程进行示范应用,形成了完整的平面避险车道设计理论和方法。
沈海高速公路闽浙界主线收费站位于一连续下坡的坡底部分,车辆一旦失控,很容易发生冲撞收费站、收费亭的事故,该项目研究的平面避险车道无需修建与传统避险车道一样的反坡,充分利用高速公路的路侧条件,修建平坡型的制动床,大大降低了车辆失控发生事故的严重程度,且车辆救援便利,降低了道路拥堵事故的发生。
据统计,自建成以来至2018年4月,闽浙主线站平面避险车道共有26次车辆驶入记录,其中包括两起小客车误入事故,均未发生人员伤亡事故,避险车道有效的制动了刹车出现问题的车辆。
从车辆的进入速度看,最大进入时速为60公里,整体式货车,其进入后的行驶距离为30米,其他半挂车的进入时速均小于40公里,车辆在碎石路床内行驶距离在50米以内;从车轮的陷入深度看,车轮基本嵌入深度为20厘米以内,在车辆总重达到39吨时,车辙深度达到30厘米,与实验结果基本相同。从事故现场看,由于设置的防抛网能有效阻挡石子的飞溅,碎石没有飞溅到相邻车道的现象,较好地验证了该平面的避险效果和设计符合性。
福建省大部分属于山区,在山区路段更容易发生恶性事故,迫切需要安全可靠的安全设施来改善其安全状况,缓解潜伏的事故危机。同时,根据我国国情,山区高速公路的避险车道建设投资巨大,且往往无法根据危险位置设置避险车道,导致避险车道的修建受到不同程度的限制,另外,建设资金的问题与反坡型避险车道修建问题也是很难解决的矛盾。
该项目的研究成果有效的解决了避险车道修建受地形条件限制的矛盾,为合理设置连续下坡路段的安全防护设施提供了一种可操作性的设计方法,研究成果的应用对减少建设资金的投入,提高高速公路运营的安全度,减少恶性事故发生的概率,提高我国高速公路的运营效益具有重要意义。
通过理论计算、计算机仿真方法,该项目研究出了平面避险车道的具体驶入角度和驶入方式,并通过真人驾驶的方式研究了车辆在不同集料厚度、不同驶入角度条件下的车辆响应,提出了安全合理的平面避险车道设置方法。其项目成果已逐步应用于福建省高速公路依托工程中,应用结果显示可大大降低连续下坡路段的事故伤亡数,降低了工程费用,显现出了良好的经济效益。
平面避险车道实验
同时,高速公路长大纵坡路段事故数的减少,不但降低了事故的经济损失,而且创造了安全的高速公路行车环境,给驾驶员提供安全保障,有力地保障了高速公路交通运输的畅通。
假设高速公路封闭时,车辆将从相邻的等级公路绕行,车辆增加行驶时间约1小时至2小时,平均以1.5小时计。按照我国当前的生产力水平,每人每小时创造15元的产值,高速公路封闭1小时,道路使用者损失的时间价值约为:24000÷24×1.5×15=2.25万元(其中24000为收费站统计的较大的区间段平均日交通量)。如果每年减少封闭时间48小时,则将减少损失108万元,节约时间成本效益明显。