高速公路避险车道设计1概述 在山区高速公路长大下坡路段，常常浮现载重货车因制动失效，发生严重安全事故的现象对于长大纵坡带来的道路交通安全问题，国内外已进行了大量的专项研究紧急避险车道作为道路的一种构成部分，在欧美广泛应用了近年其应用实践证明对提高道路交通安全和减少交通事故经济损失具有重要的意义避险车道的设立在国内尚处在起步阶段，有关设计目前尚缺少专门规范在东西高速公路设计中，中、西标段共设立了27处紧急避险车道本文结合国内外有关资料，拟对避险车道设立原则、类型、设计措施进行系统地总结 2 山区高速公路长大下坡路段存在的安全问题与分析2．1 规范规定 东西高速公路几何设计采用欧洲(法国)原则，对于地形特别困难路段，ICTAALl985给出了最大纵坡及坡长指标，见表1表1 纵坡坡长指标表（单位：% / m）设计原则L80L100L120上坡路段最大坡度/坡长7/6006/6005/600下坡路段最大坡度/坡长没有特殊限制6/600 欧洲原则路线纵面设计和国内存在较大理念差别，前者在规范规定的最大纵坡之内，坡长一般不受限制 欧洲原则规定长大纵坡路段坡度设计应尽量采用平均坡度，觉得较长的坡长对视距、行驶安全更为有利。
如一种坡长为3000m，平均坡度为5.5％的路段，这个坡段最佳采用5.5％一种坡度设立究竟(这一结论与国内规范截然相反)欧洲规范规定在长大坡路段应坚决避免插入短的缓坡，研究结论觉得，陡坡之间的缓坡会给司机导致陡坡结束的错觉，容易引起更大的安全问题2．2 长大纵坡风险的鉴定2．2．1 研究措施 法国高速公路和道路技术研究部门(SETRA)对长大纵坡进行了研究，通过两种措施来拟定长大纵坡路段风险鉴定条件，这两种措施分别是： (1)对重型车辆在长大纵坡上的运营性能进行分析；(2)对长大纵坡路段车辆发生的事故进行记录分析2．2．2 车辆的制动性能 研究者觉得：长时间的制动或频繁制动会使刹车片过热从而导致危险，特别是在高速行驶状态时，紧急制动需要更大的制动力，因此会产生更大的危险研究成果显示汽车在30km／h恒定速度下，通过一种长6km，坡度为6％的下坡后，其制动性能将下降到40％如下，此时刹车片的温度升高到350oC左右制动效率的恢复研究成果见表2所列表2 制动效率恢复表（单位：min）制动效率恢复限度制动力再生时间牵引车拖挂车70%3880%1018100%3060根据测试表白，当刹车片温度超过250oC时，制动效率就会浮现损失，可将200oC作为风险鉴定条件。
当刹车片超过这一温度时，则觉得汽车行驶会产生风险当刹车片温度超过200oC时d·p>150，其中： d为长大纵坡总的坡长，单位：m；p为长大纵坡平均坡度，单位：％2．2．3 长大纵坡事故因素分析 车辆发生事故与车辆的性能及道路几何特性有关联，在车辆性能一定的状况下，风险的发生则与道路几何特性直接有关，当车辆性能无法适应超标的坡度时，这些坡道上发生事故的风险明显有所增长 法国SETRA针对长大纵坡段事故发生率与其她高速公路平均事故率进行比较状况见表3表3 事故率对照表序号事故类型事故比率1设备事故研究段/所有路段=5.02人身事故研究段/所有路段=2.23受伤研究段/所有路段=2.04死亡研究段/所有路段=1.5 通过对事故的因素分析，可以明确如下几点：(1)23％的事故是重型车辆，或至少与重型车辆有关；(2)出口处事故率比例非常高，达到了55％，其重要因素是出口处车辆数量增长过多；(3)潮湿路面事故率为37％，而平均为20％；(4)在下坡道平曲线半径<1000m路段上，事故率为30％(其中37％为人身伤亡事故)；(5)车辆追尾事故为10％，这远高于平均值3％，其因素是在坡道上重型车辆和轻型车辆之间的速度差远不小于一般路段；(6)处在长下坡后半段的特殊位置，事故明显增长，这些特殊位置是：小半径弯道处；很长的弯道(指同一弯道)；出、人口处；隧道进、出口和高架桥两端；收费站、服务设施附近。
2．2．4 风险鉴定条件 研究单位在22条高速公路上，各选定有代表性的路段进行了研究记录，这些代表路段一般都是长大纵坡路段研究成果表白，把坡长及平均坡度作为变量，来研究车辆的行驶风险是非常合适的由于该两个变量与事故的严重性及发生频率有关性最大研究结论觉得：当d·p<130时，坡道上不会发生过度风险，因此将d·p值作为风险指数当d·p>130且P>3％时，坡道上的事故率开始随着d·p值的增长而增长，当户<3％时，无论d·p值是多少均不会产生风险2．3 避险车道设立原则2．3．1 欧洲原则 根据研究成果中的风险鉴定条件及对交通事故分析成果，在路线坡度不小于3％时，当危险指标d·p(距离 坡度)超过130时，将会产生较大的安全隐患，应设立紧急避险车道 长大纵坡范畴内，在特殊点(高架桥、互通立交，收费站、服务区、隧道、半径不不小于规范规定一般最小值)之前设立紧急避险车道，并且保证在特殊点和紧急避险车道之间有足够的视距2．3．2 国内研究成果 根据有关研究成果，持续长陡下坡路段多种平均纵坡的路线长度，应不不小于表4中的一般值；在特别困难地区，经论证通过限制车辆下坡的速度，设立相应的安全防护措施，行车安全基本有保障时可考虑采用极限值。
因此，对于路线指标不小于表4中一般值时，增设避险车道表4 平均纵坡值与坡长建议值平均纵坡（%）2.02.53.03.54.04.55.0一般值159.54.03.53.02.52.5极限值—12.04.54.03.53.03.02．4 避险车道设立的位置及间距 避险车道一般设立在长陡下坡右侧的视距良好路段 根据研究成果，紧急避险车道最佳设在长大下坡第二个1／3处的末端，即在下坡中部和尾部的中间部分如果考虑车辆下坡前刹车系统容易发热且性能变差，对重车导致隐患，此时紧急避险车道可设在该段起始部分，其她路段的紧急避险车道可按照2km左右间距加以设立 避险车道人口应尽量布置在平面指标较高路段，并尽量以切线方式从主线切出，进入避险车道的驶入角不应过大，以避免引起侧翻 3 避险车道的避险原理及类型 3．1 避险车道的避险原理 紧急避险车道是专门设立在坡度较大、存在危险的下坡道中，失控的重型车辆驶入一铺满卵砾石或碎石垫层，以沉陷的方式使处在危险状态的大货车停止下来的设施，从而避免车祸的发生这是提高山区公路交通安全的一种避免性措施3．2 避险车道的类型 根据避险，避险车道宽度可分为两类：(1) 半幅式紧急避险车道 停车车道宽度仅能使右侧(或左侧)半个驱动轴进入，另半个驱动轴行驶在路肩上，被称为半幅式紧急避险车道。
由于车辆刹车是不对称的，因此需要在停车道的外侧设立阻拦装置，以便制止车辆冲出侧翻该种避险车道对地形条件规定低，仅加宽部分路基，工程规模小但容易导致车辆受损，一般不建议采用 (2)整体式紧急避险车道 制动车道的宽度不小于重型车辆宽度的，称整体式紧急避险车道根据避险车道相对于行车道位置，又可分其为如下两种 分离式：避险车道轴线偏离原有道路行驶轨迹，失控车辆需从正面进入制动车道国内既有避险车道基本采用这种型式 平行式：避险车道和行车道是平行的，车辆可以从正面或侧面进入紧急避险车道侧面进入紧急停车道需在外侧设立阻拦装置，避免重型车冲出停车道，也可作为刹车墙使用 东西高速公路设计中，由于中、西标段外部监督设计理念存在差别，在中标段10处紧急避险车道设计均采用了分离式设计；而西标段更多的考虑了工程造价和便于施工，8处避险车道均采用了平行式设计经论证后，业主专家顾问团对于上述两种型式均表达承认 4 避险车道的设计措施 4．1 避险车道构成 避险车道一般由引道、制动坡道、强制削弱装置、服务道路等构成，见图1图1 避险车道设立示意图 在东西高速公路避险车道设计过程中，经和中、西标段外部监督以及业主顾问团专家多次探讨后，均觉得服务车道的设立容易导致失控车辆的误入，而导致避险车道不能发挥其应有的作用。
为使制动车道完全发挥作用，同步考虑减少工程规模，取消设立服务车道同步，在引道上设立救险地锚，便于救援车辆救援见图2，图3图2 救险地锚 图3 吊车救援示意图 图4 分离式紧急避险车道平面示意图4．2 避险车道平面设计 避险车道是为失控车辆设计的，因此它的平面线形应是直线平面布设上，应尽量布设在曲线外侧，以曲线的切线方向切出 引道起着连接主线与避险车道的作用，可以给失控车辆驾驶员提供充足的反映时间和足够的空间沿引道车辆可安全地驶入避险车道，减少因车辆失控给驾驶员带来的恐惊心理，而不致失去正常的判断能力受地形限制，谋求恰当位置设立避险车道在山区往往非常困难无法保证避险车道设立在路线平面曲线切线方向时，引道设计应避免流出角过大，同步引道上应设立较大的曲线半径予以过渡 车辆进入避险车道之前，应保证准备使用避险车道的驾驶员，在引道的起点清晰地看到避险车道的所有线形，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的机会因此，在避险车道前保障足够的视距是非常必要的，除根据规范规定设立必要的标志、标线外，至引道起点的行车视距至少应满足停车视距规定。
图五 平行式紧急避险车道平面示意图4．3 避险车道纵坡及长度设计 设立避险车道的目的是为了使失控车辆安全停止但多种失控车辆的状况大不相似，有的是由于车速过快，有的刹车严重失灵，在国内更多的是严重超载导致失控因此，经验、公式都无法精确拟定避险车道的长度为保证避而不险，将避险车道做长、做大又会受地形、工程规模等诸多条件的限制4．3．1 国内研究成果 避险车道长度和失控车辆车速、纵坡、路床材料性质密切有关《新理念公路设计指南》对避险车道长度计算，提出如下计算公式：L= 式中：V1为车辆驶出速度，货车按l00km／h、110km／h计；V2为通过坡道减速后由强制装置消止的速度，km／h；R为滚动阻力，以当量坡度百分数表达；G为坡道纵坡，以代数值表达 避险车道长度与失控车辆的驶出速度、避险车道纵坡、坡道材料的相应关系，见表5所列表五 避险车道长度表（单位：m）由主线驶出车速(km/h)避险车道纵坡(%)坡道材料长度L强制削弱装置堆砌高度10010碎砾石2391.5砾石1791.5砂1431.5豆砾石1021.510015碎砾石1791.2砾石1431.2砂1191.2豆砾石901.211015碎砾石2201.5砾石1761.5砂1471.5豆砾石1101.511020碎砾石1761.2砾石1471.2砂1261.2豆砾石981.24．3．2 法国研究成果 根据有关研究成果，提出如下措施计算失控车辆在制动。