白玉凤
(山西省交通规划勘察设计院有限公司,山西 太原 030032)
近年来,随着国家对农村交通的大力支持,农村公路得到了快速发展,基本实现村村通。截至2019年底,山西省农村公路建成126 023 km,其中,一级公路877.4 km,二级公路6 796.2 km,三级公路18 742.3 km,四级公路97 987.9 km,等外路1 619.2 km,分别占农村公路总里程的0.70%、5.39%、14.87%、77.75%、1.28%[1]。农村公路给人们生产生活带来方便快捷,也对农村经济发展提供了保障。由于农村公路固有的交通特性:道路线形指标低,视距差;平交口处行人、非机动车混行严重;农村群众交通安全意识淡薄等原因,在平交口处发生的交通事故约是普通路段的1.3倍,其中,由于超速行驶造成的交通事故约占总事故数的25.13%[1]。尽管部分平交口设置了限速标志,但由于缺少相应的监管设施,效果并不理想。因此,采取有效的减速措施,降低平交口处车速,消除安全隐患,降低事故率,具有重要意义。目前,部分农村公路平交口设置了强制性减速设施——减速带,由于减速带形式、高度、宽度不一及设置间距不等,夜晚视认性较差,造成摩托车、电动车常因来不及减速发生事故。本文在对目前常用的几种减速带进行优缺点、成本对比分析的基础上,提出减速带的合理设置距离,为完善农村公路提供参考。
经调研,目前市场上的减速带主要有橡胶减速带、铸钢减速带、混凝土减速丘及太阳能减速带等。
2.1.1 橡胶减速带
橡胶减速带截面形似梯形,表面带有较大抗滑力的凹凸结构。减速带各单元之间可以组装成整体。橡胶减速带底面宽度为300~400 mm,高度为30~60 mm,宽度允许偏差为其长度的±1.5%,高度允许偏差为±1.6 mm[2]。
橡胶减速带具有减震性、抗压性极好,对车磨损少、噪声小,黄黑相间色彩分明、美观大方、造价低等优点;缺点是使用寿命较短。
橡胶减速带常用规格有(长×宽×高)三级减速带(1 000 mm×330 mm×50 mm)适用于良好路面的一般道路及城市道路、农村公路,最大承压重量10 t。
2.1.2 铸钢减速带
铸钢减速带采用特种钢制作,颜色黄黑相间,承重在200 t以上。大样图见图1,规格以(250×350×50)mm较为常用。
图1 铸钢减速带大样图
通常采用标准块状任意组合方式和先进的内膨胀锚固技术,在减速带两边的中央各有一个小孔为安装孔,用螺栓固定于地面,安装牢固、稳定可靠,车辆撞击时不会松动。混凝土路面采用100×12 mm金属倒挂膨胀螺栓。沥青路面采用125×10 mm钢钉,特殊路面可再加长。
铸钢减速带具有减震性、抗压性极好,寿命长、耐磨性强、黄黑相间色彩分明,不变形可二次利用等优点;缺点是比橡胶减速带造价较高。
2.1.3 混凝土减速丘
混凝土减速丘按规模大小主要有两种:大型减速丘和小型减速丘。
大型减速丘的宽度宜采用6 600 mm,中心高宜采用76 mm,减速丘的纵向边缘应逐渐降低至路肩齐平,见图1[3]。
小型减速丘可采用预制型和现浇型。预制型减速丘宽度宜为300~500 mm,中心高度宜为30~50 mm;现浇型采用不低于C20的混凝土,宽度宜为500~600 mm,中心高度宜为50~60 mm[3]。
图2 减速丘大样图(单位:mm)
减速丘的优点为可有效降低车速,造价低。缺点为:当车辆通过时容易产生噪声,行车舒适性差,存在一定的安全隐患,板块长期使用后易破坏脱落,且安装时施工过程对路面会造成一定的破坏,增加了路面的维护费用。
2.1.4 太阳能减速带
太阳能减速带将太阳能道钉与圆形减速带结合到一起,圆形减速带顶部留有太阳能道钉大小的槽位,把太阳能道钉固定在圆形减速带顶部卡槽内,太阳能道钉夜间主动发光的特性使减速带警示效果更好,缺点是造价高。
2.2.1 优缺点对比分析
各种减速带优缺点对比如表1。
表1 各种减速设施优缺点对比一览表
2.2.2 成本对比分析
参考山西公路造价信息单价,并现场询价,计算成本如表2。
表2 减速带成本对比一览表
经以上优缺点及成本分析,结合农村公路养护资金有限,橡胶减速带是农村公路平交口的首选,从承压看,选用橡胶减速带(1 000×330×50)mm是比较合理的。
驾驶员开始制动前最少需要0.4 s的知觉-反应时间,产生制动效果约需0.3 s时间,合计0.7 s,结合国外公路工作者协会规定,判断时间为1.5 s,作用时间1 s,从感知、判断、开始制动到制动发生效力全部时间通常按2.5~3.0 s计算,反应时间的长短还与驾驶员的素质、个性、年龄、情绪、环境、行车途中思想集中情况以及工作经验等相关[4]。本文以3 s作为计算制动距离的基本参数。
农村公路按照交叉路口的等级、路权分配分为农村公路与农村公路间的交叉、农村公路与干线公路之间的交叉。以下分别进行分析。
3.2.1 农村公路与农村公路间的交叉
农村公路以三、四级路为主(占92.62%),设计速度限速多为30 km/h、40 km/h,路基宽度以6.5 m、7.5 m为主。根据《公路交通安全设施设计细则》(JTG/T D81—2017)12.5.2减速丘应在路面全幅设置。平交口前,当驾驶员看到前方减速带时,开始制动减速,到减速带前减速到5 km/h,根据驾驶员的反应特性,感知、判断、开始制动至制动发生效力的时间为3 s,3 s行程约为5 m;当驾驶员以5 km/h的速度行驶3 s(约5 m),无特殊路况时,驾驶员就会有加速的欲望。综上,减速带设置在农村公路交叉口前10 m是比较合理的。农村公路十字交叉口和丁字交叉口减速带设置如图3、图4所示。
图3 农村公路十字交叉口减速带示意图(单位:m)
图4 农村公路丁字交叉口减速带示意图(单位:m)
3.2.2 农村公路与干线公路之间的交叉
当干线公路与农村公路相交时,当左转至农村公路看到前方减速带时,实施减速,根据
式中:Vt为车辆运动末速度;V0为车辆运动初速度;a为车辆运动加速度,取a=1.8 m/s2;s为车辆运动距离。
干线公路左转车辆按20 km/h计,车辆减速至减速带前5 km/h,经计算约需要15 m,考虑减速带应在路面全幅设置,因此,当干线公路与农村公路相交时,减速带应设在平交口前15 m比较合适。农村公路与干线公路十字交叉口和丁字交叉口减速带设置如图5、图6所示。
另外,平交口还应配合设置丁字口警告标志或十字口警告标志、停车让行(减速让行)标志等。
图5 农村公路与干线公路十字交叉口减速带示意图(单位:m)
图6 农村公路与干线公路丁字交叉口减速带示意图(单位:m)
经以上优缺点和成本对比分析,从材质及承压来看,橡胶减速带(1 000×330×50)mm是农村公路设置的首选。从设置距离看,当两条农村公路的平交口处,减速带设置在距平交口10 m的位置是较合理的;当农村公路与干线公路交叉的平交口处,减速带设置在距平交口15 m处是比较合理的;在特殊路段,尤其是视距不良路段,配合设置平交口警告标志、停车让行或减速让行标志、减速标线效果更好。