1、浅析银川兵沟黄河公路大桥及连接线工程安全设计摘要：随着国民经济的不断发展，公路建设也进入了前所未有的大好时期，公路运输业在经济发展中起着越来越重要的作用，但伴随着交通安全事故率也随之增加。本文以银川兵沟黄河大桥及连接线工程为例，从路线几何设计、路基路面设计两方面，对公路设计的安全性进行分析探讨。 关键词：路线几何设计； 路侧安全净空区； 交通安全； 中图分类号：U491 文献标识码： A 影响道路安全的设计要素有人、车、路。路的原因归结为道路的几何线形及路侧，合理的线形能消除事故隐患，而宽容的路侧能降低事故概率。近年来，由路侧安全问题诱发的交通事故越来越严重。据公安部每年发布的交通事故白皮书对
2、 2003-2005 年路侧事故的统计，该事故占总数的 8%左右，但却造成了约 12%的死亡人数，道路线形的设计不合理，同样造成了巨大的人员伤亡，因此从公路的设计阶段，对路线几何、路侧安全净空区、路面结构等方面的合理设计显得尤为重要。 1.路线几何设计 本项目路线全长 28.8km。其中黄河西岸的平原路段以及黄河滩涂路段约 23 公里范围内，地形起伏很小，路线平纵指标高；黄河东岸，约 6公里范围，路线选择沿红三、红四两井田边界通过，平面线形平顺，纵面受地形限制，略有起伏，但均在规范允许值范围之内。 路线平纵面设计完成后，首先应进行运行速度检验，通过对运行速度计算以及路线平纵指标的分析研究，检验
3、结论如下： 1) 设计符合性 全线总体设计采用的平、纵指标符合现行规范、标准的规定要求，平纵组合得当。 2) 运行速度协调性 通过计算显示全线相邻路段的运行速度差均满足协调性要求，线形连续性好，指标均衡、协调。 3) 运行速度与设计速度协调性 小客车与货车的运行速度与设计速度的差值均能满足20km/h 范围内的一致性要求。 黄河东路，路线沿井田边界通过的路段，存在约 4.6 公里的长直线。在该范围内，设计上通过纵坡的变化，结合设置有效的交通标志、标线等手段，来消除驾乘人员的视线疲劳，提高该路段的行车安全度。 2.路基、路面设计 2.1.路侧安全净空区设计 1）路侧安全净空区概念 路侧安全净区是
4、指公路行车方向最右侧车行道以外、相对平坦、无障碍物、可供失控车辆重新返回正常行驶路线的带状区域，如图 2-1 所示。从保障行车安全角度考虑，要求路侧安全净区内不存在任何危险物，该区域能确保驶出的车辆不发生倾覆与碰撞危险，驶出车辆能够在净区内无障碍行驶并安全返回行车道。 路侧安全净区是一种理想的路侧安全环境，是路侧安全设计的一种追求，建立路侧安全净区是防止路侧事故最为理想的对策。路侧安全包括硬路肩、土路肩以及可控制行车的缓坡，其宽度根据预测交通量、运行速度以及道路几何指标而定。在未采取保护措施的情况下，路侧安全净空区禁止任何对失控车辆具有潜在危险的物体存在。 图 2-1 路侧净区范围示意图 2）
5、路侧安全净空区宽度 根据公路项目安全性评价指南 （JTG/T B05-2004） ，计算出直线段填、挖方区的路侧净空宽度分别为 9m 和 5m，曲线段路侧安全净空区的宽度为直线段安全净空区宽度乘以曲线系数 CF。本项目大部分路段能够满足公路项目安全性评价指南 （JTG/TB05 2004）规定的路侧安全净区要求，但也有受周边地形地貌条件和历史建设条件的限制，个别地方不满足路侧安全净区要求。根据路侧安全净区的设计理念，在路侧安全净区范围内，应特别注意的危险物有路侧边沟、标志立柱、上跨桥桥墩等。 3)、净空区内存在的障碍物及路侧危险情况 （1）路侧净空区内的障碍物 为了保障行车安全，尽可能避免路侧
6、事故的发生，总体上可从如下三个层次采取措施：尽量维持车辆在行车道内行驶；尽量使驶出路外的车辆不与路侧危险物发生碰撞；尽量减轻车辆与危险物碰撞的严重性。 （2）标志等的立柱 位于路侧安全净空范围的标志立柱是行车安全隐患，当车辆驶入路侧有碰撞标志立柱的危险，在设计时应采取一定的处理措施。可以设置护栏进行防护，以有效减少事故发生的机率，保障行车安全。 （3）高填方危险路段路堤填方较高路段，为减少车辆，尤其是大型货车冲出路外事故的发生，应提高护栏高度和强度。建议在填土高度 3-8m 路段路侧采用 A 级加强型波形梁护栏，填土高度 8-20m 路段路侧采用SB 级加强型波形梁护栏，填土高度大于 20m
7、路段路侧采用 SA 级加强型波形梁护栏，护栏等级的提高可以减少车辆驶出路外事故的发生，提高行车安全性。 （4）小结为保证路侧行车安全，应尽可能设置路侧安全净区，通用公司曾在试验室对此进行了研究，总结出路侧安全净区对道路安全的影响曲线（如图 2-2 所示） 。 图 2-2 路侧安全净区与事故率关系图 从图中可以看出，20%的事故发生在路侧 9m 以外，80%的事故发生在路侧 9m 以内，可见路侧安全净区对行车安全有着十分重要的意义。Kennedy-Hutchinson 在州际公路上的研究证实了通用公司结论的正确性。因此在设计过程中，建议结本项目公路沿线地形地貌条件，尽可能获得最大的、有效的路侧安
8、全净区。设计中可以从如下方面考虑： a）尽量使用可返回式边坡，条件受限时可考虑设置可穿越式边坡。 b）在一些无法移除的障碍物无法采用解体消能式的设计，或因为路基很高而存在危险，应使用路侧护栏进行防护，但路侧护栏本身也是一种障碍物，需确认安装护栏后是否能减轻碰撞的严重程度。同时也可考虑设置护栏的效益费用比，即从经济角度考虑，安装护栏引起费用与带来的安全效果之比是否值得。 2.2.路面结构设计 公路路面材料的选用，除考虑行车荷载外，还应重点考虑区域环境因素，项目所在区域气候类型属半干旱区，为大陆性气候，冬季严寒，夏季炎热，具有气候干燥，降雨量稀少，日照充分，日温差大，蒸发量大，多风沙，因此低温应该
9、考虑为影响路面结构耐久性和路面抗滑性的重要因素。本项目面层采用的密集配改性沥青混凝土具有抗高温、低温稳定性，良好的水稳定性，良好的耐久性和表面功能（抗滑、车辙小、平整度高、噪音小、能见度好） ，较好的满足了行车安全的要求。 在我国，公路中央分隔带的主要功能是隔离对向车辆，并设置路缘石。美国撞车试验结果表明，车速高的公路上应尽可能不设路缘石。因此，中央分隔带的路缘石的设置特别考虑为半圆弧状，并向中分带内侧退让 10-12cm 的侧向宽度。 图 2-3 中央分隔带路缘石设计图 2.3 排水设施 边沟是公路排水系统中一个重要的结构，它对于及时排除路面积水，保障雨天行车安全具有重要意义。但是边沟位于路
10、侧净区内，过大或过深的边沟也是一种严重的路侧安全隐患。根据美国交通事故数据，与路侧排水设施有关的路侧事故占路侧事故总数的 19%，可见路侧排水系统设计合理与否对路侧安全有重要的影响。在进行路侧安全设计时，对于处于路侧净区内的排水结构物采取的措施按优先采取的顺序依次为去除、移位、使可穿越、防护和承担风险。在满足排水要求的情况下，去除和移位是最安全的方法，但是并不是在任何情况下都能实现，在无法去除和移走排水结构物时，最好的办法是运用宽容路侧设计理念，保障车辆在发生意外情况下，即使遇到排水结构物仍能安全地驶回公路而不发生危险。 3. 小结 影响道路安全性除了道路平纵面设计、路基路面设计之外，还有交叉
11、口渠化设计、交通标志标线设计等因素，但道路的平纵横设计是安全设计的根本，通过对项目实例的研究分析，得出以下结论： (1)合理的道路平纵面设计是保证行车安全的最重要因素。 (2)为保证路侧行车安全，应尽可能设置路侧安全净区。 参考文献： 1公路项目安全性评价指南 （JTG/T B05-2004）,人民交通出版社 2公路交通安全设施设计规范(JTGD812006) ,人民交通出版社 3公路工程技术标准 （JTG B01-2003）,人民交通出版社 4公路路线设计规范 （JTG D20-2006）,人民交通出版社 5公路路基设计规范 （JTG D30-2004）,人民交通出版社 6公路沥青路面设计规范 （JTG D50-2006）,人民交通出版社 7 公路排水设计规范 （JTJ 018-97）,人民交通出版社 8 公路交通安全设施设计规范 （JTG D81-2006）,人民交通出版社
