山区高速公路长大纵坡路段设计要点

曹　伟

(新疆交通科学研究院，新疆 乌鲁木齐　830099)



山区高速公路长大纵坡路段设计要点

曹伟

(新疆交通科学研究院，新疆 乌鲁木齐830099)

摘要：结合实际工作经验，对山区高速公路长大纵坡路段的鉴定、设计，依据行业规范进行深入分析，并归纳总结出设计当中的主要要点。

关键词：长大纵坡；平均纵坡；避险车道；运行速度协调性

随着国家对基础建设力度的加大，山区高速公路建设迅速推荐，为地区规划与发展提供了可行性保障。由于山区地质环境的特殊性，实际设计与改造阶段要考虑多方面要求，为区域坡路工程建设给予多方面帮助，才能实现资源建设的一体化发展。调查发现连续长大下坡路段容易导致汽车行驶速度被动提高，是交通事故多发路段。

1山区高速公路坡路段事故多数是由于刹车失灵原因所致

山区高速公路连续长大下坡路段交通事故主要原因是刹车失灵造成的。下坡连续刹车，制动器发热、失效而导致事故发生。上坡持续使用低速档，也易导致车辆水箱沸腾。因此，应从控制平均纵坡度和连续坡长来保证越岭路段的交通安全。

《公路路线设计细则》(总校稿)，以下简称《细则》；其中通过《山区高速公路平均纵坡研究》专题研究将山区高速公路长大纵坡路段安全保障等级按表1划分为四级。

山区高速公路连续下坡路段的界定标准以安全保障等级一级为标准，见表1。严格控制各个区域的公路坡度参数，维持整个公路运行与改造的一体化发展，避免坡度问题引起各种异常隐患。界定标准见表2。

表1　下坡路段安全保障等级划分表

(1)根据研究平均纵坡小于2%时，载重汽车制动器温度一般不会高于200 ℃，即连续坡长的长度可不限制，称为长缓坡。

(2)连续长大下坡过程中间的长缓坡或反坡路段需要多长，载重汽车制动器温度才能恢复到低于200 ℃，还需进一步研究。细则规定“当连续下坡路段中出现长度较短的反坡或缓坡时，仍应作为一个连续长陡下坡路段”，当两点之间存在反坡或缓坡时，其平均纵坡>2%时，按连续长大下坡考虑；其平均纵坡<2%时，应分段考虑。

(3)长大纵坡路段长度计算应扣除两端平均纵坡<2%的路段，即起终点位置纵坡应≤2%，且延伸段的平均纵坡也应≤2%。

表2　山区高速公路连续长陡下

山区高速公路连续长陡下坡路段的平均纵坡度控制以安全保障等级二级、三级为标准，分别作为山区高速公路连续下坡路段的一般值和最小值。即山区高速公路连续下坡路段各种平均纵坡度的路线长度宜<表3 中的一般值或最小值。

表3　平均纵坡度与路线长度建议值

注:本表适用条件为主导车型功率重量比在7.0～8.5范围内。

同时，根据《细则》应对连续下坡路段，任意连续3 km的平均纵坡不宜大于4.0%。相对高差>300 m时，建议平均纵坡不宜>2.5%。

2设置避险车道，为失控车辆提供安全补救设施

根据研究成果，连续长陡下坡路段，交通组成中大、中型载重车比例较高时，宜设置避险车道，为山区公路交通安全提高预防性设施。做好避险车道规划与改造工作，为公路段交通运行提供良好的运行环境，确保车辆在高速行驶下处于稳定状态，减少各种因素引起的事故隐患。同时，避险车道设置要结合周边地质环境，对长陡下坡路段进行安全防护，重点控制侧翻、坠落、撞击等事故发生，这些都是维持公路交通安全的有效对策。

设置避险车道应结合实地情况，同时注意以下情况。

(1)山区高速公路地形条件一般较差，设置避险车道应尽量选择有利地形，降低填挖高度，尽量将避险车道末端设于挖方段。

(2)避险车道最好设在长大下坡第二个1/3处的末端，即位于下坡中部和尾部的中间部分。如考虑车辆下坡刹车制动器温度容易发热导致性能变差，可将避险车道设在第二个1/3的起始部分，其他路段可按2 km左右间距增设。

(3)有条件可考虑于长大下坡路段坡顶路段选择合适位置设置降温池、加水站，提前为大、中型载重车制动器降温。

3按照《公路项目安全性评价指南》(JTG/T B05-2004)对长大下坡路段运行速度进行分析，对路段运行速度及运行速度协调性进行控制

(1)利用软件可对路段进行单元划分，根据《指南》，依据曲线半径和纵坡坡度的大小将整条路线按平直路段、纵坡段、小半径平曲线段和弯坡组合段四种分析单元进行划分，根据不同路段区域进行优化设计，提高长陡下坡路段的安全控制力度，降低各种因素带来的公路事故问题。通过软件分析，可从虚拟环境下实现长陡坡路的结构化改良，帮助公路交通构建更为稳定的设计方式。

(2)根据《指南》中采用相邻路段运行速度的差值(△V85)来评价运行速度协调性。|△V85|<10 km/h时，一致性好；10 km/h≤|△V85|≤20 km/h之间运行速度协调性较好，条件允许时宜适当调整相邻路段的线形指标，使运行速度的差值<10 km/h；|△V85|>20 km/h时运行速度协调性不良，相邻路段需要调整平、纵面设计。

(3)路线平纵面设计应经运行速度分析后，对运行速度协调性不良的路段平纵面进行适当调整。对于长大下坡路段，运行速度的协调性不良易出现在上坡方向，小客车因连续上坡，运行速度一旦降至100 km/h以下，若后续路段平、纵面指标较高，极易使小客车运行速度恢复至期望速度120 km/h，而导致|△V85|>20 km/h；而大货车同样，因连续上坡，运行速度一旦降至55 km/h以下，若后续路段平、纵面指标较高，极易使小客车运行速度恢复至期望速度75 km/h，而导致|△V85|>20 km/h。同时，山区高速公路地形条件较差，桥隧比普遍较高，大货车上坡方向运行速度宜尽量控制在50 km/h以上，否则，需按《路线设计规范》对大货车运行速度低于50 km/h的路段设置爬坡车道，从而导致桥梁或隧道的加宽，大量增加工程的难度及建设费用。故需在适当路段增加2%以下的缓坡，使大货车上坡速度得以恢复，保证长上坡路段的运行速度协调性。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范(JTG D20-2006)[S].北京：人民交通出版社，2006.

[2]中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准(JTG B01-2014)[S].北京：人民交通出版社，2014.

[3]中华人民共和国行业标准. 公路路线设计细则(总校稿)(JTG/T D20-200X)[S].

[4]中华人民共和国行业标准. 公路项目安全性评价指南(JTG/T B05-2004)[S].北京：人民交通出版社，2004.

Design points of long and steep slope in mountainous highway

CAO Wei

(Xinjiang Traffic Science Research Institute, Urumqi, Xinjiang 830099,China)

Abstract:Combining with the practical working experience, the author deeply analyzes the identification and design of the mountain highway long and steep slope section. Based on industry standards, the author summarizes the main points of the design.

Keywords:long and steep slope; average longitudinal slope; hedge lane; running speed coordination

中图分类号：U412

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2016)03-0021-02

作者简介：曹伟(1983-)，男，陕西榆林人。

收稿日期：2016-01-12