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摘要:由于施工空间受限、施工难度高、施工总投资大及施工现场潜在安全风险不可控等因素影响,陡坡、急弯、长大纵坡、净宽不够、视距受限等成为大部分山区危险路段的典型特征。由于各种潜在行车危险因素的综合影响,导致山区危险路段成为重大和特别重大道路交通安全事故的高发地和重灾区,对山区路段的安全、可靠通行带来严重的威胁。如果不能及时采取针对性的安全专项设计优化措施,后果不堪设想。基于此,本文对山区危险路段公路线形设计安全性进行分析。
关键词:山区危险路段;线形特点;安全设计
一、山区危险路段线形的特点
分析山区危险路段的线形分布特点可以较明显地看出,急弯陡弯、长大纵坡、行车视距较低、路基两侧地势险要等均是山区危险路段的典型特点,不同路段的危险因素取决于涉及到的危险因素种类及不同危险因素耦合影响的程度。在工程设计实践中,为了最大程度降低山区路段的事故率,将部分潜在危险源消灭在工程设计阶段,通过优化路线线形设计方案,增设安全设计分项,提高山区危险路段的通行安全性和可靠性。为了厘清山区危险路段线形设计危险源,必须明确山区危险路段的线形与安全性之间的相关关系;以公路路线设计过程为参照点,对公路通行安全性影响较大的因素主要有以下几种,即:公路设计时速与实际通行时速是否协调、通行视距及路面超高是否满足规范要求、平曲线半径及纵坡率二者之间是否匹配合理等。本文选取平曲线半径和路面横坡率两个核心路线设计指标作为控制参数,定量分析山区危险路段线形设计与路段安全性之间的相关关系,拟为后续的线形安全性设计提供参数化借鉴。
1、路线平曲线半径与交通事故量相关关系
图1为某山区公路某标段内道路安全事故发生数量与对应位置平曲线半径值之间的相关关系,事故统计周期为3年,且在事故统计周期内,统计标段没有进行过大型的改扩建施工。
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图1道路安全事故发生数量与平曲线半径值之间的相关关系
分析图1可知,标段内交通事故数量与平曲线半径之间大体呈负相关关系,在山区路段中,平曲线半径小,意味着急坡陡弯效应明显,车辆通行的潜在风险明显增高;其中,平曲线半径为2500m和5500m位置的交通事故量出现波动,可能是由于其他交通安全影响因素叠加影响的结果。平曲线半径值1000~2500m的交通安全事故数量集中,该范围内的路线形式属于小半径路线,道路的行车视距短、设计限速低、急弯陡弯数量和分布明显高于其他路段,对应的事故率较高;路线平曲线半径值大于6500m以后,平曲线半径值对公路交通安全的影响较小。综上,在设计过程中,应尽量控制平曲线半径值,在设计因素和施工条件允许的情况下,平曲线半径设计值应不小于2500m,尽可能将平曲线值控制在6500m以上。
2、路线横坡率与交通事故量相关关系
除了平曲线半径值以外,路面横坡率指标也是公路线形设计过程中的重要参数之一。图2为道路安全事故发生数量与标段内公路不同桩号位置对应横坡率之间的相关关系,事故统计周期也是3年,且在事故统计周期内,统计标段没有进行过大型的改扩建施工。
横坡率之间的相关关系分析图2曲线相关关系可知,山区危险路段的交通安全事故数量与对应桩点位置的公路横坡率存在显著的相关关系;在山区危险路段对应横坡率小于6.5%的范围内,事故数量保持低位震荡水平,对整体的公路交通安全影响极其有限;当山区危险路段对应桩点的横坡率接近7%时,道路交通安全事故发生数量直线拉升,且二者变化基本呈正相关关系,且事故峰值是横坡率6.5%以下对应事故数量均值的近6倍,二者变化悬殊明显。综上,在山区危险路段公路线形设计过程中,应重视道路横坡率的设计控制,横坡率设计值应低于6.5%,尤其是在平曲线直径小于6500m的特殊路段,应尤其控制横坡率指标,杜绝“小平曲线直径,大横坡率”情况出现在山区危险路段的设计图纸中。
二、山区危险路段线形安全性多角度分析
对于山区危险路段的安全性评价而言,必须从路线设计参数本身切入,通过不同的设计参数控制,获取最佳的线形设计方案。本文选取曲率变化和行车视距两个参数作为分析案例,提出合理的安全评价方法。
1、曲率变化协调性
在山区危险路段公路曲率设计过程中,整体曲线中的缓和曲线及曲线的占比尚未有量化限制。在具体设计中,应配合地形条件、设计等级、设计时速、行车通视距离等参数综合确定,最终结果应保证设计线形的曲率变化相互协调,过渡合理,防止因路线曲率连续性差导致的行车方向及离心力突变,影响行车安全,设计过程应强化人性化理念,站在驾驶者角度进行路线设计,提升驾驶人员的驾驶安全体验。图3为曲率变化连续的线形设计案例。
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图2道路安全事故发生数量与公路
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图3山区危险路段曲率变化连续线形设计
2、行车视距合理性
在山区危险路段行车过程中,由于地形起伏变化明显,在设计和施工过程中,为了控制总体施工成本,尽量避免大规模的填挖方施工作业,陡坡急弯行驶工况较为普遍;为了保证转弯位置的行车安全,必须保证转弯位置的行车视距满足规范要求,确保驾驶人员在驾驶过程中能够有充分的时间和反应力应付对向车道出现的突然变化。以转弯行驶过程中常见的平面视距为例,首先应保证驾驶员的停车视距满足规范限值;此外,在考虑设计公路是否为多车道、是否设置中央隔离带等情况,合理确定会车视距、错车视距及超车视距值;尤其是在山区危险路段的“暗弯”位置,必须反复验证停车视距指标,保证行车视距满足安全通行基本要求。图4为合理的平面视距确认图示。在现场施工过程中,如果通视范围内有任何的工程构筑物或者是自然结构物阻塞,必须彻底清理通视范围内的各种构筑物。
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图4合理的平面视距确认图示
总结
在山区危险路段线形设计阶段,必须高度重视安全性设计,为了突出安全设计的针对性和适用性,安全设计方案必须结合具体的线形特点展开,详细分析诸如平曲线半径、横坡率、长大纵坡、超高值、曲率及行车视距等相关控制参数;综合分析不同因素对特点标段的影响程度,提出针对性的安全设计方案,尽可能降低交通安全事故出现概率和已发生事故的严重程度。
参考文献
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