基于运行安全的山区高速公路路线设计探讨

李 波，梁 靓

(江西省公路科研设计院，江西 南昌 330002)

基于运行安全的山区高速公路路线设计探讨

李 波，梁 靓

(江西省公路科研设计院，江西 南昌 330002)

与传统的设计方法相比，运行速度法能够确保行车安全。山区高速公路路线设计，是在车辆运行安全的前提下，对车辆的实际运行速度进行研究，并满足安全环保等要求。文章结合具体工程实例，探讨基于运行安全的山区高速公路路线设计方法。

运行安全；山区高速公路；路线设计

0 引言

传统的公路路线设计采用的是设计速度法。这种设计方法会导致实际车辆的运行速度与线形指标相脱离，在具体的行驶过程中，就会对行驶的安全产生一定的威胁[1]。山区高速公路路线设计，是在车辆运行安全的前提下，对车辆的实际运行速度进行研究，本文结合具体工程实例，对路线设计方案进行探讨，以满足安全环保等要求。

1 工程概况

本工程为某山区高速公路建设项目，该工程的山地部分海拔高度在700～1 150 m之间。地形高差较大，山势陡峭。重车比例达到45%。本工程全线内按照双向四车道进行设计。设计行车速度为80 km/h。路基的宽度为24.5 m。大中桥一共有12座，隧道一共为9座，桥隧占路线总长的59%。

2 山区高速公路的运行速度和设计速度

在设计速度确定的情况下，其他相关因素比如超高、视距以及纵坡曲线等均得到了相应的调整和适应。但是经过大量的实践可知，这种设计方法无法确保线形标准的一致性。在实际的运行过程中，车辆的行驶速度会根据条件的变化而发生变化。

运行速度的设计方案应考虑驾驶人员的心理交通需求。将车辆的实际行车速度当作线形的设计速度，这样可以确保路线的相关因素与设计速度相匹配，从而得到一致的均衡设计。

如果公路的设计速度与运行速度之间差值>20 km/h，则对于车辆的行驶会带来危险。因此对于受到条件限制的路段，应对其运行速度进行检验。

3 运行速度的运用和检验

本工程在设计行车速度时，充分考虑了大货车和小客车行驶的平均速度，行驶的速度安排在80 km/h，确定的平曲线控制指标R在600～2 000 m之间。运行速度的运用和检验是在对沿线结构物和路线越岭高度进行充分研究的基础上，确定的几何参数，对重点路段K13+800～K21+600进行运行速度断面图的绘制，如图1所示。根据图1可以对该路段的运行速度进行检验。

通过对图1进行分析可知，小客车的运行速度经历了五个速度阶段的变化，分别为小半径曲线路段的减速变化，陡坡路段的加速变化，隧道路段的稳速变化，下坡路段的加速变化以及最后一个路段的稳速。在整个路段内，小客车的最大运行速度达到了100 km/h，最小运行速度则达到了84 km/h。

图1 运行速度断面图

大货车、小客车的运行速度基本相同，但是大货车的最大速度和最小速度分别是75 km/h、56 km/h。与设计速度相比，大货车会相对低5～24 km/h。

根据该运行速度断面图的分析，可知本路段相关参数可以满足车辆的安全行驶[2]。

4 超高及加强

根据相关规范可知，在一般地区内，应按照8%的最大超高值对曲线的超高值进行计算。对于不同的设计速度，均有一个超高与之相对应。如果该公路的行驶车辆以小客车为主，则应适当地加强超高设计，如果行驶车辆是以大货车为主，则应根据车辆的实际运行速度以确定合适的超高，从而确保大货车的运行安全。

由于在本工程中，重型车辆相对较多，占到总车辆的50%左右，所以在本工程中，大货车的运行速度会相对低一些。如果调高了横坡度，会使小客车的运行速度上升，但是这样会给大货车的行车安全带来影响。所以在一般的路段，仍按照设计速度进行超高的设计，而仅在两个路段的下坡方向对超高进行加强设计[3]，这是因为这两个路段的纵坡较大，为了确保铰接货车在弯道上刹车的稳定性，对超高进行了1%的提高。

5 连续纵坡

如果某些路段的平均纵坡较大，则车辆在上坡的过程需要连续使用低速挡，这会引起水箱出现开锅的问题，而在下坡时也容易出现刹车失灵的问题，因此需要对路线的平均纵坡进行控制。

如果不可避免地需要设置长大下坡和上坡路段时，则需要合理设置足够长度的倒坡和缓和波段，或者设置合理的避险车道。

在所选定的路线方案中，某一路段的地势较为险峻，需要在断崖绝壁上进行线缆的布置。在该处山岭地面的标高为800 m。路线左侧有一河流通过，该河流底部的标高值在400～250 m之间，相对高差达到了400 m以上。因此在该路段进行构造物的施工极为困难。针对该路段的施工条件，本工程将原有的K线方案改变成C线方案。该方案采取了提前降坡，并利用了隧道进行越岭，将平行于断崖绝壁的路段调整为垂直布线的方案。这样不仅能减少环境的破坏，还能防止由于施工而带来的自然地质灾害，而且有效地提高了行车的安全性。

在本工程的K14+14～K18+500路段内，路线的总长度为3 434 km。该路段的平均纵坡达到了3.15%。为了保证行车的安全，需要在本路段设置一些降温水池和一些避险车道，这样做的主要目的是防止大货车在具体的行驶过程中因为刹车引起交通事故。

6 视距检验

在充分考虑车辆停车视距的情况下，需要对该路段设计行车速度下的停车视距进行适当的调整。如果某些路段无法满足车辆行车视距的要求时，则需要对该路段车辆的停车视距进行检验。

K13+860～K15+050路段为本工程的重点路段，因此对该路段的小客车和大货车进行停车视距检验。进行视距检验采用的设计速度为80 km/h。通过对比，根据小客车实际运行速度85～95 km/h，停车视距为140 m，对此路段进行了相应横净距核算。如表1所示为KK13+860～K15+050的停车视距检验情况。

表1 KK13+860～K15+050的停车视距检验表

通过对表1的数据的分析可知，如果是正常行驶，路面状况正常，在速度为80 km/h的情况下，大货车和小客车停车的视距都能满足要求。但是当小车运行速度采用40 m 计算停车视距时，对于平曲线路段，路基的横断面布置应予以适当的加宽方可满足安全视距的要求。

7 隧道线形

在充分考虑隧道的布置情况、车辆的实际运行速度等多方面因素的基础上，需要对隧道进出口路段的平纵面线形及其组合进行检验[4]，如果隧道进出口的平曲线半径在1 000～2 000 m之间时，则特长隧道的半径应控制在3 000 m以内。通过这种方式可以有效地限制车辆的超速行驶，从而确保隧道内车辆的行车安全。

在本工程的K21+000～K30+048路段内，共存在1座桥梁和2座特长隧道相连，构成了直线+同向曲线平面线形，其中桥梁部分为直线段，而隧道部分则为连拱形式。在该路段的优化设计中，将特长隧道出口的偏角控制在14°。隧道进出口附近两同向曲线的半径分别控制在1 700 m和1 300 m。

8 结语

结合公路安全运营情况表明，针对传统设计速度法进行公路路线设计的缺陷，采取基于运行安全理念设计公路路线具有重要意义。文章通过结合某山区高速公路项目，针对山区公路地形变化较大特点，通过采取运行安全理念进行该路线连续纵坡、视距等方面的合理设计。从该公路竣工投入使用效果表明，事故发生率低于同类型公路，所采取的路线设计理念是可行的。

[1]刘晓明.基于运行安全的山区高速公路路线设计[J].公路交通科技(应用技术版)，2011(4)：90-92.

[2]余景顺，林国涛，苏永和.基于运行安全的山区高速公路路线设计及实例[J].公路，2005(1)：24-29.

[3]何桥敏.基于运行速度的公路安全性评价[J].公路与汽运，2013(1)：59-61.

[4]陈俊彦.基于运行速度的高速公路线形安全评价研究[J].交通建设与管理，2015(8)：82-85.

Discussions on Route Design of Mountain Expressway Based on Operational Safety

LI Bo，LIANG Liang

(Jiangxi Highway Research and Design Institute，Nanchang，Jiangxi，330002)

Compared with the traditional design method，the running speed method can ensure the driving safety.The route design of mountain expressway is to study the actual running speed of vehicles under the premise of safe vehicle operation and to meet the requirements of safety and environmental protection.This article discussed the route design method of mountain expressway based on the operation safety in combination with specific engineering example.

Operational safety；Mountain expressway；Route design

李 波(1983—)，工程师，研究方向：公路桥梁设计。

U412.36+

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.12.004

1673-4874(2016)12-0014-03

2016-10-25