高海拔山区低等级公路交安设施设计要点分析及其应用

赵 强，卢 伟，孙 娇

(1.国家林业和草原局昆明勘察设计院，云南 昆明 650031；2.云南建投第一水利水电建设有限公司，云南 昆明 650217)

随着经济的发展，居民汽车保有量持续增加(西藏私人汽车数量变化如图1所示)，高海拔山区低等级公路交通安全问题日益突出，为提高高海拔地区低等级公路的交通安全，本文从设计角度出发，分析了高海拔山区地形特点、气候特点和民族生产生活方式特点对低等级公路交通安全的影响机理，以常规低等级公路交安设施设计理念为基础，提出了高海拔山区低等级公路在地形、气候和民族生产生活方式影响下所相对应的交安设施，最后以西藏林芝市303线通果村至那曲地区那布村公路工程项目为例，重点针对地形、气候和民族生产生活方面进行了应用分析。

图1 西藏私人汽车拥有量变化图

1 高海拔山区低等级公路交通安全的研究现状分析

现阶段国内学者对山区低等级公路安全设施的研究主要以农村公路为主，且研究的地理区域主要集中在低海拔山区，该区域内交通安全设施设计的侧重点主要集中在线性指标较低的路段，所对应的交安设施有护栏、减速标线、限速标牌等常规安全设施，针对高海拔山区特别是西藏山区低等级公路的交安设施设计研究较少。

山区主要指山地、高原地区以及丘陵地带，重丘地区地形多为弯急、沟深、纵坡大且视线差，部分地形为临崖、临河。山区低等级公路路线段落存在平曲线半径小、回头曲线多、视距不良、连续下坡、纵坡跨度大等特征，在峡谷地带还存在路侧为悬崖或峭壁地形。国内学者针对山区公路交安设施设计提出了自己的观点，段梦贵等从交通参与者、道路线形、安全保障措施及气候条件等因素出发，分析了各因素对云南高原山区农村公路交通安全影响的作用机理及严重程度，认为在高原山区农村公路的交通安全设施选用与设置上，目前缺乏统一的标准，存在交通安全设施设置混乱的局面；王志国认为公路安全设施设计问题主要有三点：指路标志信息不全、护栏设计防护能力不足和标线材料使用问题；王玉鹏则提出山区公路安全设施的设计主要集中在弯路(连续弯路)、长大下坡等路段的主动引导与被动防护，对特殊气候情况的及时告知，对路侧隐患的安全防护等方面；蔺伟从道路几何线性、路面、交安设施与周边环境、驾驶员及车辆因素等方面对山区公路交通安全的影响进行了分析，并简述了几种常用安全评价方法及其适用性，最后以实际项目案例为验证对象，对存在的交通安全隐患提出针对性的改造措施；管峰认为减速震荡标线和3D彩色立体标线适合在穿越村镇路段、事故多发路段使用，并可有效降低交通事故发生率；在山区农村公路护栏设施研究方面，王小童建议适用我国农村公路护栏的碰撞角度为25°，确定西部农村公路护栏的碰撞能量为70 kJ。

综上分析可知我国现状山区低等级公路交安设施的主要问题如下：

(1)管理养护不到位，这种现象在低海拔和高海拔地区均普遍存在，由于低等级公路的定位较低，在安全防护等设施受到破坏、缺失时不能及时的进行养护维护、更换，导致安全隐患越积越多；

(2)高海拔山区低等级公路交安设施按照内陆山区特点思路进行设计，未考虑高原山区具有独特的地理气候，高原气候条件较低海拔山区地形更为复杂多变，极端天气出现的频率远远高于低海拔山区，交安设施设计往往会忽略极端天气对交通安全的影响；

(3)由于设计初期投资有限，主要资金往往用在主体建设上，交安所占的比例很小，导致了交安设施设置不足，防护能力低，而山区低等级公路地形复杂、线形差、视距不足。随着经济的发展，公路建设资金日渐增多，交通安全理念得到认可，由此导致了初期以公路主体为主的设计理念与现在交安设计理念相矛盾的局面。

2 高海拔山区低等级公路交通安全的影响因素分析

2.1 高海拔山区的地形特点影响分析

高海拔山区的地形较内陆山地地形主要表现在海拔高、地形复杂多变、海拔跨度大等方面，本文所用的应用分析项目位于林芝地区，该项目起终点的海拔高差接近1 700 m，巨大的高差和骤减的氧气浓度对驾驶员身体造成极大的影响。而那曲地区海拔基本维持在4 600 m左右，虽然地形较为平坦缓和，但是高海拔造成的氧气浓度低、植被景色单一，往往也对驾驶员的身体产生影响。

2.2 高海拔山区的气候特点影响分析

高海拔山地地区气温较内陆山地地区普遍较低，气候条件更为多变恶劣，具体表现在冬季降雪量大、雪季持续时间长、路面结冰严重，最低气温较内陆地区低10～20 ℃；其次随着海拔的不断增加，气候变化越来越明显，特别是在峡谷地带，突变的气候会给驾驶员带来极大的身体、心理压力，极易导致司机产生突发性身体不适，从而诱发交通安全事故。而低等级公路往往是连接高海拔山区村镇的主要公路，甚至是唯一道路，有些村镇由于历史原因所处位置偏僻，地形复杂，气候条件恶劣，造成了所连接的公路线位也面临恶劣气候的考验。

2.3 高海拔山区的民族生产生活特性影响分析

高海拔山区由于独特的地理气候特点，形成了相对自由的放牧生活节奏和人们豪放自由奔放的性格，自由的放牧方式给交通带来了不可控的随机影响。在西藏山区低等级公路上随处可见或停在路上、或慢行于路上的牦牛。由于低等级公路缺少全线的隔离设施，再加上放牧的生活需要，导致牦牛等动物可以随意穿越公路，这往往会导致驾驶员采取紧急制动或猛打方向盘的危险行为，极易造成追尾和冲出路外的交通安全事故。其次由于民族生活方式和受教育程度的差异，西藏山区司机的驾驶安全理念相对薄弱，驾驶风格相对随意，任意变道、超车、停车等行为时有发生，这也是诱发交通安全事故的一个因素。

3 高海拔山区低等级公路交安设施设计应用分析

由于高海拔山区独特的地形、气候、民族生产生活特点，交安设施在设计时要充分考虑以上因素，现结合林芝市303线通果村至那曲地区那布村公路工程提出了针对性的措施。

该工程跨越林芝市和那曲地区，是西藏自治区省道303线的一段，起点位于林芝市通果村，终点位于那曲地区那布村，设计标准为三级公路，项目起点海拔3 600 m，终点海拔4 900 m，中间翻越措多垭口一座，垭口处海拔为5 300 m，路线沿娘曲河逆流而上，典型的高原峡谷地形，该项目涵盖了以上所述的全部影响因素：地形复杂、气候多变、沿线村庄分布离散、放牧区域不集中等，针对该项目所具有的独特的地理气候及民族特征，在交安设施设计过程中提出了具有针对性的措施。

3.1 高海拔山区低等级公路交安设施设计应用分析

首先针对复杂多变的山地地形，除按常规思路进行一些交通安全隐患点的防护设施设计以外，还要注意海拔高度的改变对司机的影响，及时在变化点起始位置处设立相应的提示标志，提醒司机前方海拔连续升高，注意自身身体状况。其次在高海拔山区公路设计时，都只在垭口附近及海拔最高点设置海拔高度提示标志，这样往往达不到提前提示的作用，而人的身体状态在垭口位置往往处在最低水平阶段，极易出现缺氧、胸闷、头晕等症状，由此导致司机应对突发事件的反应时间延迟。在该项目中，路线起终点海拔高差在1 700 m左右，路线纵段走势为持续升坡，在K35+850处为垭口，海拔高度5 300 m，针对垭口处的风险影响，在本项目的K15+000处设立提示标志，该标志由地点标志和辅助标志联合组成，提醒司机前方20 km处为海拔5 300 m的措多垭口，设在此处可以提醒司机注意海拔变化，并结合自身状况选择前行或休整。

3.2 气候多变点提示应用气候多变设计图

气候变化提示在高等级公路中较为常见(如桥梁中的注意横风)，针对高海拔山区变化无常的气候特点，高海拔低等级公路也应该增加相应的信息提示标志，在本项目中K30+000-EP段为海拔5 000 m以上区域，冬季雪害严重，且垭口附近有较强寒风。结合实际情况在K30+000和项目终点分别设置注意雨(雪)天气及限速相组合的警告标志，提醒驾员注意气候变化，减速慢行，安全行驶。

3.3 西藏山区独特的放牧方式交安设施应用

针对西藏山区牧民独特的生产生活方式，不能禁止或者改变放牧的区域，只能通过增设交通设施来保障交通安全。如在夜晚行车时，低级公路上往往不设置路灯，视线较差，由于夜间车辆较少，车速会很快，甚至超速行驶，而牦牛的毛色普遍偏深，驾驶员在行车时很难提前注意到路面上的深色物体，如不采取相应的措施，极易发生车畜相撞的交通事故。由于牦牛的停留地点具有随机性，不可能准确的设置相应的提示标志和强制减速设施，只能结合实地调查，在村庄附近设置，有条件的地形还可以设置通道，避免牲畜穿越公路，降低危险性。结合实际调查的内容，本项目分别在K7+200和K15+000村庄前后200 m处设立村庄警告标志和减速震荡标线来提醒司机减速慢行。

3.4 积雪路段防护设施应用

我国高海拔山区降雪量大、混凝土护栏将道路封闭，不利于除雪，且降雪极易堆积在混凝土护栏旁，影响排水，使得路面积水结冰，造成路面摩阻系数减小，车辆易打滑，车辆一旦失控，将造成严重的交通事故，林芝—拉萨高速(林拉高速)在穿越米拉山前后段时气候变化剧烈，冬季积雪异常严重。当积雪融化成雪水再经降温结冰时，路面摩擦力变小，司机在急刹车的操作中很可能出现打滑、侧翻等交通事故，因此常积雪路段应该设置波形梁护栏代替同等级的混凝土护栏。另外在易积雪的低填方及挖方路段可设设置积雪标杆来引导车辆安全行驶，公路积雪标杆的功能是在积雪覆盖路面情况下，为驾驶员标识出公路几何线形。本项目中的K30+000-EP段为雪季积雪严重路段，此路段中路线连续升坡展线，中间跨越海拔5 300 m垭口，考虑到积雪情况，路侧危险路段设置波形梁护栏进行防护，挖方段设积雪标杆来引导车辆安全行驶，如图2所示，对积雪标杆进行黄色和黑色反光漆间隔涂刷，以引导司机在公路范围内驾驶。

图2 积雪标杆示意图

3.5 双语设置应用

由于藏区公路的服务对象主要是当地藏族人民，因此在设计信息文字提示标志时要藏语和汉语兼顾，本项目所设的指路标志、地点标志、指示标志等均采用藏汉双语设计，本项目中间经过吉纳村，通过设置吉纳村的藏汉双语标志来传递地点信息，同时服务本地的藏族同胞和路过的汉族司机。

3.6 视线诱导设施设置应用

高海拔地区极端恶劣天气频繁发生，往往会出现能见度骤降的视线受阻情况，而车辆行驶需要一定的通视距离，反光膜和轮廓标设置就显得尤为重要。二级及二级以下公路的视距不良路段、设计速度大于或等于60 km/h的路段、车道数或行车道宽度有变化的路段及连续急弯陡坡路段宜设置轮廓标，其他路段视需要可设置轮廓标，而视线诱导设施在实际低等级公路设计中没有强制要求，应用较少。本项目设计过程中在危险路段、视距不良路段均设置视线诱导设施，具体采用将反光膜及轮廓标附着在护栏上的方式，如图3所示，在夜晚和天气恶劣的情况下到达防护与视线诱导的双重功能。

图3 附着式轮廓标示意图

4 结 语

重点从地形、气候、民族生产生活方式等三个方面对高海拔山区低等级公路交通安全的影响因素进行分析，并针对以上三点提出了具体对应的交安防护措施。以西藏林芝某三级公路设计项目进行应用分析，在项目的交安设施设计中具体采用的防护措施有：提前设置垭口提示标志，设置气候变化和限速结合的警告标志，在积雪路设置积雪标杆，在过村镇路段设置双语指示标志和减速震荡标线，将轮廓标附着在波形梁护栏等。由于该项目现处于设计阶段，安全设施的应用效果需等到运营阶段才能体现，下一步该项目通车运营后会结合实际应用效果进行总结分析，查找不足，为后续相似的项目提供思路和参考。