浅析山区高速公路的交安设计策略

卢磊磊

(山西交通科学研究院集团有限公司,山西 太原 030000)

1 山区高速公路交通安全概述

作为我国高速公路网构成中的特殊部分，山区高速公路的地位不同于普通高速公路，地形条件复杂、气候条件多变、道路通行条件综合性强等均是山区高速公路的突出特点，因此，在山区高速公路运营实践中，交通安全成为山区高速公路的重要分项之一，理应予以高度关注；以省内山区高速为例，桥隧比高、地形起伏波动大、短距离内路线高差变化较大、连续弯道、长大纵坡占比高等因素均不同程度影响了省内山区高速公路的安全通行，总体安全形式亟待优化提升。

通过分析调查省内山区高速公路事故易发点工况及事故类型可知，重载交通工况与长大纵坡叠加、冰雪雾天等不良天气条件、行车视距不足等问题是造成省内山区高速公路事故高发的直接因素，如何基于以上危险点开展交通安全设施优化，提高山区高速公路的被动安全设防能力，是目前亟待解决的问题。本文以山区高速公路交安设计为研究内容，拟通过设计优化的方式提高山区高速公路的安全运营整体水平。

2 山区高速公路部分主体交通安全设施优化设计策略

2.1 标志标牌设计优化

考虑到山区高速公路的行车视距较小，陡坡急弯占比较大，驾驶人员在驾驶阶段极易产生驾驶恐惧感，高速公路标志标牌一方面可以起到信息提示和驾驶预警的功能；此外，合理的标志标牌布设方式还能够提高提高驾驶人员的安全感，保证驾驶人员在不良路段驾驶时能够始终保持对路面状况的全方位掌控和了解。标准的标准标牌布置原则应基于读取点、执行点、标志标牌点及执行完毕点的位置综合确定，特殊路段位置应适当调整不同点位的距离，适当加密标准标牌，并在不同位置的标牌上准确写明危险路段的距离。如图1为不同点位的先后关系示意。

图1 标志标牌相关不同点位的先后关系示意

以行车视距较差的急弯为例，由于急弯路段的驾驶员视线受限，无法通过直接观察做出驾驶预判，此时必须发挥标志标牌的提示和预警功能，为了延长标志标牌的识别时间，该路段应适当前置标志标牌位置，并在原基础上加密标牌数量，起到反复提示的作用，如果实际条件不满足加密条件，则应适当降低限速，通过降速平衡驾驶人员的识别反应时间，标志标牌的布置结构形式也会影响驾驶人员的识别反应时间，建议多采用门式架支撑结构，在同等车速条件下延长识读距离；此外，急弯路段的路缘两侧应布设导向标志，导向标志的反光性应满足设计要求，在转弯中心位置布置高度适中的反光镜，保证驾驶人员在临近转弯点时能够提前预知对向车道的行驶情况。

2.2 车道护栏设计优化

高速公路车道护栏是限定道路车辆行驶范围，约束驾驶行为的重要设施之一，其对道路交通运输安全的保障能力具有重要作用，尤其是山区高速公路，由于道路连续转弯、长大纵坡路段占比较高，加之车辆在行驶过程中的通视条件较差，在以上因素的综合影响下，车辆行驶阶段容易诱发侧翻、失速等突发事故，此外，道路两侧的护栏则起到了充分的撞击防护功能，能够最大限度内降低车辆的损伤程度。在山区高速公路护栏设计过程中，不能沿用单一的设计标准，应根据不同路段的交通量、限速等级及护栏外侧危险性等因素综合确定护栏结构形式和防撞击等级。考虑到山区高速公路护栏对限位功能的要求，建议推广使用刚性混凝土椅式护栏，混凝土护栏由钢筋混凝土材料组成，属于典型的刚性结构，在经受车辆荷载的瞬间冲击作用下，刚性混凝土护栏未出现明显的形变和位移，冲击动能主要转化为车辆势能、机械能及内能，为了提高混凝土护栏的防撞能力，必须优化护栏的截面尺寸和配筋率。一方面应加厚底座和中部，相应提高配筋率，提高结构强度；另一方面，应提高混凝土护栏腰部的实际长度，重点防止大型载重车辆在冲击作用下出现侧翻、倾覆等安全事故，并在腰部等容易与车辆直接接触面增设橡胶垫层，提高防撞护栏的吸能性能。

3 山区高速公路部分辅助交通安全设施优化设计策略

3.1 避险车道的优化设计及应用

避险车道主要面向大型载重车辆，考虑到省内大部分山区高速公路存在大型载重车辆交通量高的突出特点，因此，提高山区高速公路的总体安全水平，优化山区高速公路的交安设施整体质量，必须重点从大型载重车辆入手，避险车道和制动降温池就是专门针对于大型载重车辆的特殊交通安全设施，其主要分布在连续长下坡和连续急弯陡坡组合路段，以上两种路况在山区高速公路中极为常见，所以，避险车道和制动降温池也成为山区高速公路的“标配”。通过现场调研发现，目前很多路段的避险车道和制动降温池的设计及应用还存在一定的漏洞，应予以优化。首先，避险车辆设计应兼顾地形和驾驶人员心理情况，正常情况下，避险车道应布设在连续长下坡或连续陡坡急弯路段的小半径位置附近，长大纵坡与连续小半径转弯的衔接位置是山区高速公路的典型危险路段，在沿小半径曲线的切线位置，必须布置避险车道，此外，不能单纯在长大纵坡末端布设避险车道，考虑到驾驶人员在出现制动失灵情况下的心理恐惧感，建议在长大纵坡中段增设避险车道。

除了优化避险车道的位置设计外，还应重视避险车道本身的结构设计，最大程度发挥出避险车道的功能和作用，避险车道应尽量依托地形地势，降低后期土方作业量，控制施工总体成本，避险车道端部应与桥梁隧道等重要工程构筑物保持一定的安全距离，防止事故车辆冲出车道危及工程结构。此外，应保证避险车道路床填筑材料的硬度、压实度及表面清洁程度满足设计要求，填筑料粒径应尽可能单一，填筑料粒径均值应介于12～15 mm范围内，保证避险车道铺面的制动效果。为了满足避险车道在降水等恶劣环境条件下的功能性，应做好避险车道的排水设计，目前大部分避险车道并没有配套专门的排水结构，应予以重视；建议在避险车道路床底部和端部增设防水土工布，并在铺面两侧开挖排水沟，保证铺面积水的快速外排。

3.2 制动降温池设施的优化设计及应用

制动降温池的主要功能是满足车辆制动系统的降温冷却功能，以保证车辆在长大纵坡路段行驶过程中的制动有效性和可靠性，同样，制动降温池也基本面向大型载重车辆和大型客运车辆设计，不可否认的是，在山区高速公路中，大型载重车辆本身就是移动的事故危险源，理应引起足够的重视。在山区高速公路中，制动降温池一般与避险车道配套设计，降温池容积设计应以能够覆盖车辆刹车片和轮胎大部为原则，以保证降温冷却效果；由于降温池大部处于行驶主线盲区范围内，因此，降温池周围应增设安全提示标志，车辆驶入降温池后不宜长时间停留，更不允许通过倒车等方式反复降温，以防止车辆在降温池路段发生追尾等事故。北方地区由于冬季气温较低，降温池容易出现结冰冻胀现象，因此，降温池在冬季基本封闭，这也是降温池在具体应用实践中的一大缺陷。