山区公路避险车道设置设计方法

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1、山区公路避险车道设置2011一、概述二、现有避险车道设置存在的问题三、避险车道的设置方法和类型四、避险车道组成及设计五、工程实例主要内容一、概述山区公路为克服道路高差，设置连续长坡难以避免。连续长下坡和 重型车辆的结合存在着潜在的危险，超载超限又加剧了危险。近年，我国的事故统计表明，山区公路的事故主要集中在长陡 下坡，而且事故后果严重。长下陡坡的事故原因：连续制动导致刹车毂温度急剧上升，引 发刹车系统出现功能性故障，发生车辆失控的现象。 一、概述为了解决长大下坡路段因刹车失灵而引起的交通安全 问题，避险车道应运而生，国内外工程经验已经证实避险 车道是减少连续下坡路段刹车失灵有效、主要的工程措施

2、 。一、概述避险车道为了刹车失灵车辆避险的一种工程措施。20世纪中叶，人们发现失控车辆通常利用路侧废弃的集料沙堆，或冲到 路侧用于运送滚木的旧路上控制失控的车辆，工程人员据此受到了启发 。 避险车道最早起源于美国的加利福尼亚，并且作为连续长大下坡的工程 保护措施迅速推广。我国第一条避险车道建于1998年的八达岭高速公路。一、概述我国第一条避险车道建于1998年的八达岭高速公路。八达岭高速公路修建了四处险车道，开始采用细砂作为铺装材料 ，发现细砂遇水容易板结，于是换成了石砾。后发现如不常翻动，如 经常有失控车辆碾压，由于石头有不同棱角，可相互填补缝隙，容易 压实，削弱避险车道的作用。经过几次的应

3、用，最终认为卵石效果最 好，最终使用的是5cm左右的卵石。一、概述一、概述国道050线广西河池保 平K3006+550避险车道四川广元市国道212线避险车道一、概述连霍高速河南段避险车道连霍高速河南段避险车道二、现有避险车道存在的问题我国的避险车道起步较晚，相关的研究很少，国家对 紧急避险道尚无统一标准。由于缺乏科学依据，规范或指南的引导，已建成的避 险车道存在着一定的安全隐患。有些车辆冲入避险车道驾 驶员仍然不能逃脱死亡或严重伤残的厄运，避险车道没有 充分发挥真正的作用。 避险车道制动床长度不够，车辆冲出避险车道，或悬挂在避险车道端部。二、现有避险车道存在的问题坡度太大，驾驶员心存恐惧， 不

4、敢进入；担心使车辆倒回至 主线与主线偏角太大，同时又 没有足够长度的引导，失 控车辆进入困难二、现有避险车道存在的问题车道铺装材料阻力过大或过小， 造成重大交通事故二、现有避险车道存在的问题未及时维护，残存的车轮 印迹威胁后入车辆的安全救助不及时，导致连环事故的发生二、现有避险车道存在的问题避险车道的作用主要有：1.把失控车辆从主线分流，避免对主线车辆的干扰。2.失控车辆驶入避险车道后能够安全平稳地停车，尽 可能避免或减少人员伤亡、车辆损坏和货物移位的情 况。现有避险车道设置存在的问题：忽视了失控车 辆进入避险车道后的安全问题。 二、现有避险车道存在的问题三、避险车道设置方法及类型避险车道设置

5、的原则：避险车道应被设置 在能够截住最大数量失控车辆的地方。目前有三种方法： 1.工程经验法2.事故频率法3 . 美国的坡度严重度分级系统工程经验法：一般用于规划或设计道路避险车道位置的确定 。工程经验法确定的避险车道应设置在以下两个位置。1.设置在长大下坡路段小半径曲线前方，同时宜沿曲线切线方 向设置避险车道。这是因为长大下坡路段与小半径曲线相接 处往往是事故多发点。在车辆驶入小半径前，宜沿曲线切线 设置避险车道。2.同时宜设置在长大下坡路段的下半段。这是因为从驾驶员行 车心里角度出发，驾驶员更易接受在长大下坡路段下半段使 用避险车道。 三、避险车道设置方法及类型事故频率法以发生车辆失控事故

6、数据为基础，确定经常发生车辆失控事故的 地点，并结合周围的地形、地势条件确定避险车道的设置位置。无论是工程经验发还是事故频率法都存在弊端。工程经验法只能通 过感性认识指出某一段道路为危险路段，而且不同的人有不同的看法。事故频率法是在多起事故发生后，根据事故多发点确定避险车道的 位置，其位置的确定是以生命和财产为代价换来的。三、避险车道设置方法及类型美国的坡度严重度分级系统1989年美国联邦公路部门的“坡度严重率分级系统”对评价长下坡 安全性能是一个历史性的突破，它对准确分析确定避开险要车道位置起 重大作用。因为它利用汽车动力学原理结合道路的几何线形定量地分析 出危险路段的位置。这个系统的核心是

7、计算出车辆载重时对应的最大安全速度。计算机 计算出在选定坡长条件下车辆每行驶0.5英里距离时，用计算机程序计 算出刹车片的温度，根据汽车动力学反算车辆行驶速度，刹车片的极限 温度（260），那么与之相对应的速度即为安全速度。美国不仅将坡度严重度分级系统的研究成果用于避险车道的位置确 定，而且也用于连续长下坡的安全评价及运营管理。三、避险车道设置方法及类型避险车道主要有三大类 1.重力型：靠陡峭的坡度来使车辆减速。重力型避险车道不仅仅能使车辆停止 ，而且在停止以后会由于重力作用而返回主线，干扰主线上其他车辆的运行， 所以重力型避险车道逐渐停止使用。 2.沙堆型：将松散、干燥沙子堆积在上坡的匝道上

8、，它也是靠重力及砂堆的阻 力使车辆减速。沙堆容易受天气影响，高数值的减速度容易使驾驶员及司机造 成较大的伤害。 3.制动床型：制动沙床是由光滑、粒径均匀 的天然砂砾铺设在匝道上。制动沙 床主要通过砂砾滚动阻力使失控车辆停止。它通常建立在上坡，因为上坡重力 分力可以增加它的减速效能。三、避险车道设置方法及类型重力型和沙堆型避险车道在美国早期较常见，但由于两种避险车道存 在较大弊端，在实际工程中渐渐停止了使用。制动砂床安全性高、不受坡度限制等优点，使得制动砂床已经成为美 国最普遍的避险要车道型式。我国目前避险车道的避险车道以制动砂床为主。三、避险车道设置方法及类型四、避险车道组成及设计一条完善的避

9、险车道应当由引道、避险车道及其它 附属设施组成。引道起着连接主线与避险车道的作用，引道可以给失控车辆驾驶员 提供充分的反映时间、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。引道的设置，应保证准备使用避险车道的驾驶员在引道起点清晰 地看到避险车道的全部线形，时隐时现的避险车道会给驾驶员不安全的 感觉，往往会使驾驶员避开避险车道，而遗憾地错过一次救生机会。四、避险车道组成及设计引道终点与车道应呈垂直，可在减速前更有效地控制失控车辆， 并使失控车辆前轴两轮能够同时进入避险车道，保持相同的减速度。否 则会使车辆的前轴两轮左右受力不均匀而导致车辆侧翻，

10、在避险车道入 口发生事故。引道终点宜设置在避险车道的后方，使避险车道与主线分隔开并 保证一段距离，保证车辆进入车道后，不会有石子蹦到主线上，影响正 常车辆的行驶安全。四、避险车道组成及设计平面线形：避险车道是为失控车辆设计的，因此他的平面线形应该是直线 ，目前我国一些避险车道线形采用小半径曲线，设计人员有可能是参照出 口匝道的线形设计而失控车辆是不能适应曲线线形的，在这种情况下，失 控车辆极有可能沿曲线切线方向冲出避险车道。纵面线形：避险车道的纵面线形也应为直线。竖曲线的避险车道对司机和 车辆来说存在潜在的危险。从受力的角度来说，这是一种非常不合理的线 形。失控车辆在竖曲线上高速行驶时，会产生

11、时刻变化的向心力，和其他 力合成可能产生很大的合力，即产生很大的减速度，有可能超过司机或车 辆所能承受的范围避险车道的线形无论是平面还是纵面均应设置成直线四、避险车道组成及设计避险车道与主线交角：为了能够使失控车辆较为容易地驶进避险车 道，避险车道与主线的交角应尽可能小，以小于5为宜。避险车道的宽度：应保证一辆以上的车辆进入避险车道，理想的避险车 道宽度9-12米之间。但在短时间内，两辆或更多辆车使用同一条避险车 道的几率很小。 在一些征地困难的地区，8米宽的避险车道可以满足要求，在条件具备时 应尽量提供更多的宽度。避险车道的长度：避险车道长度不足，车辆超越避险车道造成翻越落入 山崖、或撞至避

12、险车道端部，导致车毁人亡的事故是现有避险车道常见 的问题。最常采用的措施是加长避险车道、增加避险车道坡度、更换砂 床材料。四、避险车道组成及设计避险车道长度的计算：根据能量守恒，可以得出避险车道 制动床的长度公式其中V为失控车辆驶入制动床的入口速度，一般取 145km/h。G为避险车道的坡度，R为滚动阻力系数。根据统计数据，失控车辆速度一般在80-90km/h，最高不 超过120Km/h。经公式计算，一般避险车道长度应在120m以上。 四、避险车道组成及设计根据公式计算出来的长度可能很长，实际的道路环境有时不可能提 供这么大距离的场地。在制动床长度无法满足计算要求的条件下，可在端部设置消能设施

13、 。主要有三类：集料堆、消能桶和废旧轮胎，四、避险车道组成及设计特别注意： 在末端设置防撞消能设施而减少避险车道的长度，从而达到节省造价的做法 不值得提倡。 在条件不允许，避险车道无足够长度的条件下，集料堆和防撞桶才可使用。四、避险车道组成及设计设置消能设施存在着很大的弊端，存在着两方面危险： 1.产生严重的水平减速度，导致突然的垂直加速度，使驾驶员受伤、失控，可 能造成更大的人员、财产损失； 2.车辆主要是前轴受力，传递加速度不能和后轮匹配，这将使车失去平衡，导 致货物散落、后轮分离，车辆向前倾覆。 由于地形地势的原因不能够提供足够的长度和坡度，车辆越出避险车道也将造 成一系列的严重后果，可

14、采用防撞消能设施。防撞消能设施的设置对于有可能 越出避险车道的失控车辆来说，是最后一次救生机会，因此防撞消能设置的合 理设置是非常关键的，必须保证失控车辆与之碰撞时的速度40km/h。 此外，集料堆和消能桶里的材料应和制动床一致，防止制动床集料的污染。合适的制动砂床材料可有效地减少长度、坡度，目前避险车道材料有 沙子、天然砂砾、碎石。 根据美国资料研究，好的砂床材料应是圆形、在车轮的碾压下上下砂 砾通过相互的滚动、置换，能提供更有效的滚动阻力系数，使车辆更 容易陷入。 通过使用情况调查结果表明：卵石同级配碎石多级配碎石同级 配碎石沙子。四、避险车道组成及设计制动砂床的深度：具有一定深度是保证材

15、料完全发挥其滚 动阻力的必要条件。制动砂床的材料深度不应小于46厘米，一 般来说深度范围在46厘米至76厘米，沿着避险车道入口至前方 30米深度应由浅至深过渡，由710厘米过渡至正常深度（46 76厘米）。制动砂床的排水系统：制动床集料被污染或板结的主要原 因是缺乏适当的排水系统。对制动床造成污染的细料主要是通过水的漫流带来的。这些 细料充实在集料的孔隙中，使集料的密实度增加，导致其滚动 阻力减小。因此，完备的排水系统是保证制动床充分发挥作用的重要保 障。 四、避险车道组成及设计四、避险车道组成及设计相关安全设施的设置非常必需： 1.避险车道的预告标志：至少在3处或3处以上设置预告标 志，1公

16、里、500米和引道入口前。 2.为了能在夜间为失控车辆指明避险车道的方位，应在避 险车道两侧设置轮廓标，地面施划标线、导向箭头等。五. 工程实例丽水330国道枫树湾避险车道的设置 G330国道丽水莲都至缙云段为山岭重丘区二级公路 ，地形复杂，线路多急弯和陡坡，设计时路线的一些指 标不可避免地采用极限值，部分路段坡长过大，纵坡超 过4%的长下坡路段达5公里以上。 在K126K128长下坡急弯的尾端，车辆事故多发， 并被列入事故黑点路段。 根据交警部门提供的数据，从2001年底2005年12月 ，该路段范围内死亡45人，直接经济损失高达百万元。工程实例-丽水330国道枫树湾避险车道的设置 平纵断面图平均纵坡5.05%，连续下坡5.5kmK131+100K126+400工程实例-丽水330国道枫树湾避险车道的设置K131+077.60K125+540.50纵纵坡数据表 坡段起点 里程坡段终点 里程纵坡 （%）坡长（m ）备 注K129+775K131+077.64.8851302.6连续下坡