避险车道设置的探讨(最终)

宁夏公路勘察设计院有限责任公司2010年12月避险车道设置的探讨汇报的主要内容一、避险车道的设置理论二、S102线避险车道设计三、S102线避险车道的使用效果四、设置避险车道的建议一、避险车道的设置原理避险车道目前在我国还没有专门的设计指南，在《公路路线设计规范》JTJD20-20066.2.6条避险车道一节，只有以下描述“连续长、陡下坡路段，为减轻失控车辆的损失或危及第三方安全，宜在长、陡下坡地段的右侧视距良好的适当位置设置避险车道。”但其具体设置方案及相应技术要求均没做详细的要求，也就是说，避险车道的设置尚缺乏法规性文件的理论依据。一、避险车道的设置原理虽然尚无法规性文件依据，但在2006年交通部颁布的《公路安全保障工程实施技术指南》中，对于避险车道的设置从其类型、设置原则、设置位置、结构参数、交安设施、运营管理和养护等方面均做了比较详细的规定一、避险车道的设置原理1、长大下坡的界定《公路路线设计规范》JTJD20-2006条文说明中介绍，按《公路纵坡坡度与坡长限制》专题研究的调查和分析，公路连续长、陡下坡路段，当平均纵坡≥4%，纵坡连续长度≥3km；车辆组成中大、中型重车占50%以上，且载重车缺乏辅助制动装置，为避免车辆在行驶中速度失控而造成事故，应在长、陡下坡地段的右侧山坡上的适当位置设置避险车道。设计速度（km/h）1201008060坡度（%）39001000110012004700800900100056007008006500600表1-1高速公路纵坡和坡长的限制值一、避险车道的设置原理根据交通部科研所对车辆的研究，坡长过长（3公里以上），坡度虽小（在2%-4%），同样会对车辆特别是载重车的刹车系统造成致命的影响。因此，在设置避险车道的时候，除了长、陡下坡需要考虑外，对于平均纵坡在2%-4%以内，但连续下坡坡长大于3km的路段，虽然设计都满足了路线设计规范的要求，也应考虑设置。一、避险车道的设置原理2、紧急避险车道设置原则•避险车道设置位置前提条件，在连续长距离下坡或陡坡路段接小半径曲线前方；•宜沿曲线切线方向设置避险车道。如果连续下坡坡长大于1.5公里，纵坡大于4%，应着重设置避险车道。•避险车道设置应尽量位于行车方向右侧，即靠山体一侧，让司机有安全感。同时，山区爬坡地形有利于减少土石方工程量，降低工程造价。•避险车道位置尽量远离桥梁和隧道等构造物，避免失控车辆对其破坏。•避险车道不宜设在坡底，一般设在坡长的2/3-3/4坡长处。在长下坡路段，在下坡3km附近开始设置避险车道，并可利用地形设置多处避险车道。•避险车道不宜设在大型构造物附近。如桥梁、隧道、分离式立交桥、服务区等。•避险车道不应采用如同出口匝道设计的小半径曲线线形；•避险车道的驶入角不能过大，否则致使失控车辆不能安全地驶入甚至发生侧翻。一、避险车道的设置原理3、避险车道的类型分为四种基本型式：即砂堆、下坡坡床、水平坡床和上坡坡床。上坡坡床：靠陡峭的坡度使车辆减速。一、避险车道的设置原理砂堆：将松散、干燥的沙子堆积在上坡的匝道上，也是靠重力及沙堆阻力来使车辆减速。沙堆型易受天气的影响（雨雪影响沙堆的稳定性）。另外，高数值的减速度对司机及车辆造成损伤较大。一、避险车道的设置原理水平坡床及下坡坡床：是由光滑的、粒径均匀的材料铺设在路床上，通过路面材料的滚动阻力使失控车辆减速或停止。一、避险车道的设置原理4、避险车道的组成主要由引道、避险车道及其它附属设施等组成。一、避险车道的设置原理（1）避险车道引道避险车道引道设置至关重要，它起着承上启下的作用，连接主线与避险车道，引道可以给失控车辆驾驶员提供充分的反应时间和足够的空间沿引道安全地驶入避险车道，减少因车辆失控给驾驶员带来极度恐慌而失去正常的判断能力。在平面设计上，紧急避险车道应布置在直线上，且与行车道夹角一般取3°～5°，入口必须保证车辆能高速安全驶入，并且入口前应保证足够视距。一、避险车道的设置原理（2）避险车道的长度避险车道的长度是根据主线下坡段行驶速度、坡度、避险车道的纵坡和砂床原材料的滚动阻力系数而确定的。避险车道坡度和长度的设置往往受到地形和地势及道路用地限制，通过提高砂床材料的滚动阻力系数和提高避险车道纵坡的方法，可有效的解决这个问题。根据以上原理，避险车道的长度设计由下式确定：V12-V22254(R±G)其中：V1—为主线驶出车速V2—为通过坡床后的最后车速R—为滚动阻力，用当量坡度百分数表示G—为坡床纵坡，用除以100的坡度百分数表示L=一、避险车道的设置原理（3）避险车道平、纵断面设计避险车道平曲线形应为直线，沿主线平曲线切线方向布置，这样布置适于车辆运行规律。曲线布置是不适和车辆运行的，会造成车辆侧翻等事故。避险车道的纵面线形也应是直线。如果纵面线形为竖曲线，对司机和车辆来说存在着潜在的危险，因为从受力的角度来说，这是一种非常不合理的线形。一、避险车道的设置原理（4）避险车道的横坡与宽度理想的避险车道的宽度应在8米至12米之间。其横断面布置一般为0.75m(土路肩)+3.5m(服务车道)+4.5m(制动坡床)+0.75m(土路肩)服务车道及制动坡床采用向左侧倾斜2％的横坡，土路肩采用向外倾斜4％的横坡。一、避险车道的设置原理（5）避险车道制动坡床所用材料避险车道制动床材料应是干净的、不易被压实的且具有较高滚动阻力的材料。当使用集料时，应该用圆的、主要为单一尺寸占支配地位的材料。由于我国对避险车道制动床的材料没有详细的研究，因此对于集料的尺寸要求尚无详细规定。在《公路安全保障工程实施技术指南》中，要求集料多数为12.5-37.5mm的砾石，但根据加拿大国际开发署对新疆312公路的道路安全评估报告中，建议集料尺寸应在10-15mm范围内。一、避险车道的设置原理从下表可以看出，豆砾石具有较大的滚动阻力，相当于25%的正坡当量坡度：路面材料滚动阻力及当量坡度路面材料滚动阻力系数当量坡度(%)水泥混凝土0.011.0沥青混凝土0.0121.2砾石(密实)0.0151.5砂土(松散)0.0373.7碎砾石(松散)0.055.0砾石(松散)0.110.0砂0.1515.0豆砾石0.2525.0一、避险车道的设置原理（6）减速路床深度制动坡床具有一定深度，是保证材料完全发挥其滚动阻力的必要条件。一般来说深度范围在60厘米至100厘米。（7）服务车道服务车道应紧靠制动床，以便拖车和维护车辆使用，服务车道其表面应硬化，避免失控车辆误把服务车道作为避险车道使用。（8）配套交通设施为拖出失控车辆，设置锚块拖车是必要的，锚块通常沿着制动床以50-100米的间距设置。在避险车道前至少应设置两块避险车道预告标志，在引道入口设置避险车道标志，引导失控车辆驶入避险车道。二、S102线避险车道设置宁夏S102线是宁夏通往内蒙阿拉善左旗的主要的、并且是唯一的道路，自宁蒙交界处头关至G110交叉点，本段道路全长15公里，为连续下坡路段，全段平均纵坡3.08%，最大纵坡4.97%。S102线二、S102线避险车道设置本段公路于2005年进行了旧路改建，维持原平原微丘区二级公路标准，路基宽度12米，沥青混凝土路面全幅铺筑，设计速度80km/h。在改建中，平面完全按原旧路中线布设，但对纵断面进行了反复调整和优化，按公路路线设计规范增加缓坡段，以减短连续长大纵坡坡长。二、S102线避险车道设置S102线改造后，在K36km处设置了收费站，收费站基本位于15公里连续下坡的坡底处。自收费站建成投入使用后，因车辆刹车失灵冲撞收费站的事情时有发生，在2006年初，根据收费站及西夏区交警二大队的要求，要求在收费站附近修建避险车道，以保障收费站人员及过往车辆的安全。二、S102线避险车道设置S102线的地理位置处于贺兰山东麓冲洪积扇上，地势开阔平坦，在设置避险车道的位置，地面原始纵坡为-2左右。在选择避险车道类型时，也是首选上坡坡床，如果采用上坡坡床，端部填土高度高达20米左右，工程量巨大，而且避险车道坡脚伸入主线，影响主线行车安全。经过比较，采用了与现场位置、地形相吻合的下坡坡床形式，即完全靠材料的滚动阻力使失控车辆减速或停止。二、S102线避险车道设置在确定制动坡床长度之前，应合理确定流出车速。除合理确定流出车速，避险车道的入口必须建得能让一辆高速行驶的车辆安全驶入。由于采用的是下坡坡床型式的制动坡床，其对车辆的减速作用主要依靠材料的滚动阻力，从前面的介绍大家可以知道，豆砾石具有较大的滚动阻力，相当于25%的正坡当量坡度。S102线的制动坡床填料选择了豆砾石。二、S102线避险车道设置考虑到失控车辆驶入制动坡床后，将在碰到集料后失去所有的驾驶能力，也会有车辆驶出避险车道的边坡而导致翻车的事故发生。因此，设计时应尽量将边坡设置为缓边坡，这样可以使司机试着重新控制车辆和把翻车的机会降到最小。S102线避险车道的外侧边坡坡率按1：4考虑。三、S102线避险车道使用效果S102线K36处避险车道于2007年5月修建完工后，至2009年2月共有9起车辆进行停车避险，其中有效制动5起，3起车辆翻下避险车道路基但无人员伤亡，最近1起避险车辆冲出避险车道尾端翻车。三、S102线避险车道使用效果经对9起避险车辆分析，发现不能有效制动的3起车辆均为车况较差，超载严重的车辆，而安全有效制动的车辆则均车况良好，因此分析避险车辆不能有效制动的原因有以下几点：1、避险车辆车况较差，刹车制动系统完全失灵或完全空挡滑行，从目前失控车辆事故中分析，有可能实际流出速度大于设计流出速度，所以导致避险车道不能有效避险。2、原避险车道采用下坡坡床形式，刹车制动完全依靠材料的摩阻力，原设计材料摩阻力参考豆砾石计算，现坡床填料摩阻力可能无法达到设计要求，从而减弱了对车辆的刹车制动效果。3、制动坡床材料经风吹雨淋，自然沉降密实，或者由于避险车道被多次使用，但在失控车辆被拖出车道后没有及时翻松集料，从而降低了材料的滚动阻力，减小了制动的有效性。四、设置避险车道的建议1、在设计避险车道时，尽量多考虑一下安全系数；2、避险车道不宜只设置在长大下坡的最底部，在其中下半部也应设置避险车道；3、在长、大下坡路段设置检查站4、加强养护，保证坡床内的集料始终为松散状态。松散集料深度不能低于60cm。谢谢大家请多提宝贵意见！