山区公路长大上坡安全措施研究

李晟

摘 要：随着我国交通强国战略的提出，越来越多的山区公路建设被提上日程。在这些地形复杂的山区修建公路不可避免的会出现过长的上下坡路段，在山区长大上坡路段行驶，重型车辆需要减速以克服更大的斜坡阻力。本文结合山区公路长大上坡工况，给出了如何才能降低山区长大公路上坡段交通事故发生的概率，从合理设计纵坡坡度和坡长、合理调整平面线型、优化爬坡车道设计、以及提高道路综合保障四方面考虑，为长大上坡山区公路提供安全措施参考。

关键词：长大上坡公路;交通安全;改善措施

中图分类号：U412.3 文献标识码：A

0 引言

随着西部经济的发展，以及路网规划建设的需要，区域公路建设速度和规模逐步提高，高速公路的建成可有效缓解区域经济发展的交通便利瓶颈约束。长上坡路段交通行驶时，速度降低，不同类型的车辆有不同程度的减速。重型卡车由于爬坡性能低，行驶速度远低于小客车，重型车辆混入车流比例会阻碍小客车的正常行驶，降低自由度会导致道路通行能力下降，交通事故频发，危及行车安全。因此，如何降低山区长大公路上坡交通事故发生概率，在加强通行效率的同时，可以从合理设计纵坡坡度和坡长、合理调整平面线型、优化爬坡车道设计等方面考虑。

1 长大上坡路段事故特征分析

发生交通事故的主要原因都是车辆、人、和周围环境综合因素不协调造成的，其主要原因可归结于以下四点：

1.1 汽车驾驶员状态

駕驶员在不同环境下的公路上驾车行驶时，必须不断处理各种道路和交通信息，并相应地调整车辆状态。然而，驾驶员对道路行车信息的处理和驾驶车辆的能力受到人脑的限制。如果道路情况过于复杂，驾驶员的驾驶能力会被抑制，一些重要道路信息可能会被忽略，从而导致驾驶员的压力感，进而增大发生车祸的可能性。因此，汽车驾驶员的驾驶行为是决定交通事故是否发生的重要原因。

1.2 大型车辆超载超高

重型货车客车等大型车辆超载、超高严重，因为车辆重心较高，超载造成轮胎和路面摩擦温度过高，导致行车过程中更容易失稳因而在爬坡过车中刹车失灵。因此要想避免爬坡段公路段事故发生，必须从严查超载超高车辆通行。

1.3 交通设施有待完善

随着“智能交通”在日常出行中地位的提升，在城市区的人们能实时掌握出行路段的拥挤状况，但在偏远山区的公路还缺乏有效的设施和手段，使司机能够更好地遵守驾驶速度、负载、连续驾驶时间等规范，仅为异地长途司机提供信息指导和服务设施是不够的。其次，加强对路况现场实时报道，使驾驶员能在第一时间了解前方驾驶路段情况，比如路面的湿度和温度等能有效降低爬坡时事故发生。

1.4 上坡段线型存在设计缺陷

在长大上坡段线型设计缺陷主要集中在平面线型、平均纵坡坡度、坡长限制条件等方面，比如连续上坡路段坡度设计不合理，“台阶式”连续纵坡过多，以及爬车车道设计不规范等。爬车车道纵断面图如图1所示。

2 长上坡路段安全措施解决方案

首先，合理设计长大上坡路段的坡度和坡长。当爬坡路段坡长固定时，爬坡坡度越大，车辆重心升高，进而影响轮胎与地面的接触摩擦力，造成车辆打滑而引发碰撞。坡度固定时，爬坡长度越长，车速越低，通行能力越低。其次，合理调整平面线形，尽量在设计时不出现连续爬坡路段。最后，优化爬坡车道设计。爬坡车道的设置能极大改善长大上坡路段的通行效率，尤其是对重型卡车等大型车辆通过较多的路段。除了以上三点，提升道路综合保障能力，为驾驶员提供事实道路状况，通过多设置临时停车道和服务区保障其驾驶状态，也能尽量避免长大上坡路段交通事故的发生。

2.1 合理设计纵坡和坡长

选择合理的纵坡坡度和坡长能有效提高重型卡车和中型客车的爬坡速度。

（1）从已有文献[1]表明当纵坡坡度不超过3%时，纵坡长度对中型客车降速不明显，但对于重型卡车降速较为明显。（2）当纵向坡度大于3%时，中型货车的坡长限值基本小于路线规范的最大坡长值。（3）120 km/h高速公路的设计速度，在长上坡路段，在设置爬坡道时应加以限制80 km/h运行，只要容量满足要求，可放宽到3%～4%的坡长限制，降低工程造价。（4）从中型货车的加速度曲线来看，长上坡路段缓坡不宜大于2%，坡度大于1.5%时，坡长不宜小于500 m，否则很难达到10 km/h以上的加速度。（5）节间相对高差小于130 m时，平均纵向坡度不应大于3.2%，节间相对高差应大于130 m，平均纵向坡度不应大于2.5%;当陡坡的坡度和长度都很大或断面有多个陡坡时，上述两种情况的平均纵向坡度应分别控制在3.6%和2.8%以内。（6）任何连续4 km路段的平均纵向坡度不应大于3%。

2.2 合理调整平面线形

在线路进行设计规划时，应合理调整平面线形，避免在设计上坡段路线出现长直线和段直线的路段。根据相关规范规定[2]，长直线路段的长度不应超过车速的20倍，例如高速公路设计时速120 km/h，则设计上坡段直线距离以不超过2.4 km。选择合适的同向和反向曲线长度，同向曲线和反向曲线最小直线长度分别取720 m和240 m，即同向曲线最小直线段宜采用行车速度的6倍，而反向曲线最小直线长度宜采用行车速度的2倍。

2.3 优化爬坡车道设计

爬坡车道一般是用于主路旁增设的辅助车道，用于在上坡路段专供大型车辆行驶的车道，以便将主路中行驶速度较低的车辆分离出来，从而提高道路行驶效率，并且还能在一定程度上降低车辆事故发生的概率。在长大上坡路段设置爬坡车道主要有安全、环保、经济、以及维持全线道路服务水准的优点[3]。爬坡车道的优化主要集中在对车道起点终点以及爬坡长度的优化。

爬坡车道的起点和终点应充分考虑道路的线形、地形地貌、地质构造等条件，起点处应选在视野开阔通透性好的路段，爬坡路口设置路牌以便驾驶员顺利进入。

2012年，美国加州交通部建议加设重型车与乘用车速度差在以上的附加车道每小时15 km。在德国，辅助性起点车道位于重型车辆平均车速低于70 km/h的路段。日本就有这方面的规定安装在纵斜度大于5%的地方。特别是在高速公路上，它的期望速度更大超过100 km/h时，在纵向坡度大于3%的地方设置爬坡道。爬坡道主要有两种类型：口袋型爬坡道和超车式爬坡道。

前者为口袋式爬坡道（见图2）。即辅助车道位于最外侧的车道。这是为了强制低速车辆使用这条辅助车道，以免干扰速度较快的车辆。然而，从其他现场研究取得的数据来看，合规率，即重型车辆使用的比率辅助车道，低速车辆的横向分离率相对较低。在合规率低的情况下，它不足以缓解移动瓶颈。重型车辆应在分道处和分道处变道两次合并地点，使重型车辆的司机不愿使用爬坡车道。还有一些速度很快的车辆滥用这条爬坡道超车。这也意味着一些安全问题。另一种可以弥补这种问题的是超车型爬坡道。（见图2所示）超车式爬坡行车线，在最内侧行车线加设一条高速行车线车辆。在分道处、爬坡道入口处，重型车辆不需要变道而行这些车辆自然地进入最外面的车道。这改善了低速车辆和重型车辆的横向分离车辆，最终帮助缓解交通拥挤问题。

2.4 提高道路綜合保障措施

对于坡度大于4%的陡坡路段[4]，可以通过设置减速或者限制超车标志、增加爬坡车道等措施，消除路边影响视线的障碍物，以保障车辆和行车人员的安全。消除视距不良路段：主要设置视距不良标志、哨声标志、限速标志、禁止标志等可根据需要设置超车标志、直线引导标志、减速设施、路边护栏或安全墙根据路侧的安全状况设置护栏等。

3 结语

交通安全作为交通设计的核心目标之一，对提高交通系统的经济效益和社会效益具有重要作用。本文从山区长大上坡路段事故发生的原因及特征，主要是从道路环境、人员驾驶情况、车辆健康状况等方面综合分析了上坡段易发生交通事故的原因。结合以上背景，给出了如何才能降低山区长大公路上坡段交通事故发生的概率，从合理设计纵坡坡度和坡长、合理调整平面线型、优化爬坡车道设计、以及提高道路综合保障四方面进行了阐述，为提高长大公路上坡段行车安全提供参考。

参考文献：

[1]邝清娴.山区高速公路长上下坡安全性研究[D].华南理工大学，2010.

[2]中华人民共和国交通运输部.公路路线设计规范：JTGD20-2006[S].北京：人民交通出版社，2006.

[3]李莉莉.山区高速公路长大上坡路段通行能力分析和安全改进措施研究[D].长安大学，2011.

[4]杰拉尔.山区高速公路连续上坡通行能力与服务水平研究[D].长安大学，2007.