路方哲
(平顶山市公路交通勘察设计院,河南 平顶山 467000)
避险车道是被动的防控设施,车辆在连续下坡时出现失控或无法停车等危险状况时,能够驶入避险车道来降低事故的危害性和减少事故损失。本文结合我国高速公路、一级公路交通安全设施的实际情况,基于人、车、路等相关安全因素进行综合考量,对车道线形、交通标线及标志、隔离设施、护栏、轮廓标等的设计进行论述,以期为完善避险车道的设计规范提供参考[1]。
当前,我国的避险车道设计规范并不完善,很少涉及到避险车道的几何设计,仅明确了横断面的宽度,其他指标则要根据道路所在地区的地形实际取值。设计避险车道参数时应考虑其纵横面、平面,明确各参数的取值范围,以确保参数的可行性。为此,本文以某山区高等级公路避险车道为例,分析其线形设计参数设置。
在进行公路避险车道平面设计时,直线段流出角要小,一般<5°,以确保车辆能够平稳驶入避险车道,保持自重安全制动。如果流出角在5°至10°之间,易存在安全隐患,车辆可能会出现滑移现象,而车辆失控及其他异常情况都会给驾驶者带来巨大的心理压力,导致其慌乱或发生出错行为。如果流出角过大,更容易发生整车倾覆的事故。然而,偏小的流出角虽然能够确保车辆及驾驶员安全,但是会增加引道及渐变段长度,对施工建设提出更高要求,增加工程量、施工费用及成本。
左转、右转曲线段流出角均应保持在5°以内。左转圆曲线引道长度要在305 m 以上,以平曲线切线方向为宜,驶出角应保持在10°以内,且设置为切线流出。如果采用非切线流出方式,车辆容易发生滑移,这时应使避险车道由左转圆曲线之切线分离流出,流出角应在5°以内,引道设置为直接流入,流出角<5°。右转圆曲线可以依据地势地形灵活调整,但夹角应在10°以内。
设计渐变段长度时应综合考虑避险车道的渐变率、设计速度等要素。如果渐变率偏大,渐变段长度太短,失控车辆极易高速驶入避险车道,加大了车辆的控制难度,增加了方向盘的转动幅度,从而加大了车辆发生倾覆或横向滑移的可能,给车辆稳定和人员安全带来严重威胁。因此,在设计渐变段时应适度增加长度,采用小渐变率,相对地为驾驶员提供较为充足的时间调整车速,即方便驾驶员有效控制车辆行驶方向,确保车辆安全驶入避险车道,降低不良情况的发生。避险车道渐变段长度及渐变率的取值建议见表1。
表1 避险车道渐变段长度及渐变率取值建议
在进行上坡道避险车道设计时,要考虑坡度阻力及滚动阻力等车辆制动要素。此类车道长度短,施工建设成本低,安全性和效益都比较好,主线下坡的纵坡度比较大时常设置此类避险车道。同时要控制好凹形竖曲线,曲线半径要小。此外,避险车道纵面设计应符合3 s 行程要求。竖曲线长度应充足,确保30 m 的长度,给准备进入避险车道的驾驶员留足够的时间进行判断和调整,但是引道不宜过长。一般情况下,在引道某段或全段中设置竖曲线,竖曲线长度不足会使道路过陡,增加安全隐患,令驾驶员产生畏惧心理,从而无法有效控制车辆。
通常情况下,避险车道的宽度为9~12 m 较为理想,一条完美的避险车道应包括安全车道引道、避险应急车道、服务车道和其他辅助设施,制动车道的宽度为车辆、侧向安全车道(两侧)宽度之和。确定避险车道宽度及流出角后,可以计算其渐变段长度。为保证车辆能够安全驶出主线,要考虑分岔段避险车道的设计方法,此部分纵横坡要同主线一致,以3.75 m 的宽度为佳。引道宽度设计方法有两种:一是以线性渐变模式逐渐增加引道宽度,一直至避险车道的全宽;二是用全宽方式向制动车道宽度过渡,过渡段的作用是拓宽服务车道,以3.5 m的宽度为宜。在设计制动车道横断面宽度时,应考虑救援车道的外侧地形条件及空间是否充足,若空间充足,可以在允许范围内拓宽避险车道的宽度,但也要考虑车辆制动要求,使车辆失控后能够有效避险。避险车道横断面示意图见图1。
图1 避险车道横断面示意图
公路避险车道交通标线及标志的设计应充分考虑失控车辆驾驶员的异常、复杂、恐惧心理,简要标出目前可提供的服务信息,降低信息干扰,去除冗余信息,为驾驶员传达最需要的有用信息[2]。
公路连续下坡的坡中路段及坡前上游停车场、服务区、加水站等设施内应设置相关标志提示,内容包括避险车道的桩号位置及数量等[3],见图2。图中避险车道位置、路线走向等均表示指向、引导、示意,在设计时应直观、明晰、贴近实际。通过避险车道标志告示,驾驶员能够对此路段避险车道的设置情况有大致了解,一旦车辆制动失控,可以及时进入此车道[4],避免发生弃车或撞山行为。
图2 避险车道标志提醒告知示意图
在避险车道1.5 km的上游处或其他适宜位置设置连续下坡的剩余长度信息告示、标志或连续下坡警告[5]。此告示、标志的设置应依据交通运输部编制的《提升公路连续长陡下坡路段安全通行能力专项行动技术指南》所规定的形式,设置连续下坡剩余长度的信息辅助标志,警告标志为正等边三角形的连续下坡标志,颜色为黄底、黑边;告示标志为矩形行车安全提醒标志,底色为白色,字体为黑字体,见图3。
图3 连续下坡警告、告示标志示意图
在避险车道上游的2 km,1 km,0.5 km 或匝道入口等位置连续设置避险车道预告标志,意图是反复提醒、告知驾驶员避险车道的具体位置,提示失控车辆驾驶员使用避险车道,并做好驶入避险车道的准备。在实际营运过程中存在避险车道入口提示标志位置设置是否得当的问题[6],有的设置在了匝道的起点前,有的设置在了救援车道起点的右侧或分流鼻端。避险车道入口位置警告标志设置不合理会给驾驶员驶离匝道带来严重影响,影响避险车道的使用效果,或导致失控车辆错过驶入此车道的机会,或因驾驶员心里慌乱而急转方向导致车辆发生侧翻等事故。避险车道入口处的警告标志应设置在驶离匝道入口的起点处,也就是主线横断面的变化位置[7]。在实际设计中,避险车道警告标志的底色、文字、图案等不符合规定要求时不利于驾驶员的识认,因此,应严格按照统一标准设计,为驾驶员提供便利。
禁止停车相关标志的设置也应依据相关规范标准进行。车辆驶离匝道的位置应设置“禁停”标志,且标志面应与驶离匝道的行车方向平行。在高速公路上行驶时,一些驾驶员不太了解避险车道,常将避险车道视为港湾式停靠站及紧急停车带来使用,驶离匝道停车的问题非常常见,给安全使用避险车道带来极大影响,所以,可以设置“禁停”标志提示驾驶员。
在同一段陡下坡和连续长坡等多处应设置避险车道。下处避险车道的预告标志应设置在其余避险车道的分流鼻端处,最后一处除外。在高速公路上行驶时,如果驾驶员因犹豫或其他因素错过了当前避险车道,可以利用预告标志提前做好进入下处避险车道的准备。预告标志的版面、字高、尺寸、形状等均要依据《道路交通标志和标线第2 部分:道路交通标志》下个出口预告标志的规定进行设计,于当前避险车道的分流鼻端位置设置预告标志,方便驾驶员判断是否进入当前避险车道。
设置避险车道护栏时,路堑边坡宜为带盖板矩形边沟,如果为浅碟形边沟,可无护栏。边坡侧无救援车道,制动床双侧要设护栏;有救援车道,车道右侧和制动床左侧要设护栏,救援车道与制动床之间设护栏。制动床双侧护栏宜为混凝土式护栏,入口设计速度为80 km/h时,护栏等级应在五级以上;设计速度为80 km/h 以上时,护栏等级应在六级以上。同时,制动床、救援车道为地锚端头,且与驶离匝道等护栏间要设计过渡段。考虑到车辆驶入救援车道后不利于其安全减速及稳定行车姿态,以及避险车道设计应体现以人为本,在救援车道、制动床之间要设置护栏。为便于施救,还要在救援车道、制动床之间护栏的中后部设置活动开口,并采用地锚端头的立面标记,以有效警示和降低车辆与护栏端头碰撞时的伤害程度。
对从主线驶来的车辆而言,制动床的左侧互联端产生了障碍物,若发生碰撞,将伤及车辆及随车人员。依照《公路交通安全设施设计规范》的相关要求,避险车道的分流量端护栏前可以设置缓冲设施,高速公路此处应设导向防撞垫,非高速公路此处可设防撞桶。
救援车道与制动床的分界点同救援车道的渐变段起点间可连续设置可移动的反光膜隔离栏(红白相间)。救援车道与制动床之间无护栏时,隔离栏要一直延伸到避险车道的最末端[8]。设置隔离栏可以封闭救援车道,起到指引作用。
设置避险车道的轮廓标需要满足下列条件,即:无救援车道时,制动床双侧护栏、挡土墙要设轮廓标;有救援车道时,制动床双侧护栏、隔离设施要设轮廓标,车道右侧护栏、挡土墙可不设轮廓标。轮廓标的设置主要是发挥夜间引导作用。轮廓标要用红色反射器,12 m 的间距,0.7 m 的高度,且符合当前《公路交通安全设施设计规范》及《轮廓标》的要求。
本文依据《公路交通安全设施设计规范》等现行标准,结合我国公路建设发展实际,充分考量相关安全因素,研究和分析了公路避险车道线形设计,以及连续下坡的剩余长度、禁停、警告、下个避险车道的预告标志等交通标志及隔离、护栏、轮廓标等设施的设置方式,以期为公路避险车道交通安全设施的布置提供参考。