高速公路交通安全设施设计的探讨

2017-09-15王丹

城市道桥与防洪 2017年8期

关键词：标线护栏行车

王丹

（海南省公路勘察设计院，海南海口 570200）

高速公路交通安全设施设计的探讨

王丹

（海南省公路勘察设计院，海南海口 570200）

高速公路交通安全设施是高速公路的重要组成部分，是发挥公路经济效益、保障行驶安全必不可少的配套设施。对高速公路交通安全设施设计进行了探讨，有关经验可供相关专业人员参考。

高速公路；交通安全；设施设计

0 引言

随着我国高速公路建设的迅速发展和机动车保有量的急剧增加，我国高速公路交通事故率呈上升趋势。道路交通安全问题已成为摆在我们面前的首要问题，而高速公路交通安全设施是有效减少交通事故的具体措施之一。

高速公路是路段全封闭的公路系统，高速公路交通安全设施是高速公路的重要组成部分，是发挥公路经济效益、保障行驶安全必不可少的配套设施。也是路容美化的重要部分，通过文字、图案等准确的信息更有效、可靠地传递给高速公路上的行驶者们，才能更安全、更快捷、更顺利地到达目的地。

交通安全设施的设计，必须遵循“安全、经济、环保、有效”的基本原则，树立“ 以人为本，安全至上”的设计理念，以人性化设计为主导，并考虑环境与生态、因地制宜地选择形式和方案。要针对高速公路中影响交通安全的主要因素，采取必要的措施，完善交通安全设施，改善交通安全条件，消除事故隐患，确保行车安全。

1 交通安全设施设计方案的选取

（1）技术标准对于道路设计中的不同安全设施设计应用不同的方案。根据平原微丘区,重丘区,山岭区道路设计中的计算行车速度,路基宽度的不同,采用相应的限速标志。由于我国普遍存在高速公路车道限速不统一的问题，这种限速造成了速度差，形成隐患，应合理设置是上限值一致，下限值应由左侧车道向右侧车道逐渐下降。如果限速能被正确的运用，高速公路系统便会更好的运行效率和提高安全系数。

（2）路线三维立体线形在路线平曲线,竖曲线及横坡等设计中由于客观条件所限,如山区高速公路的路段，应根据地理几何条件设置限速，在平纵曲线小的路段，应设置行车速度为下限值。如使行车条件难以达到最优的情况,采用限速或其它警示标志,并配合标线的使用,从而完善行车条件。考虑到通视的原因,应避免设置在最大或较大纵坡地段。在沿线景观单调,构造物稀少的长直线地段,应配以适当的限速,车距确认,地点距离等标志,以使司机保持足够的注意力[1]。

（3）高速公路互通立交综合设置，由于特殊性和复杂性,安全设施的设计应作为重点考虑。根据高速公路入口指引的原则确保入口内在连接的主干道设置引导信息，在入口匝道处设置入口指路标志，做到指引信息明确、准确、易读，能在行驶环境下及时提供准确的信息，能够正确识别和选择入口方向。互通立交出口前设置多级出口预告指路标志,让需要始出高速公路的行驶者识别出口预告、安全改道、顺利进入出口车道和匝道，顺利的选择匝道出口。在加减速车道和互通立交其它位置应特别强调标线与标志的配合使用。

（4）交通流特性根据交通量大小,车辆组成,车速,车流密度等,分析车辆行驶事故类型及路侧事故等级,进一步从技术和经济多方面比较水泥混凝土护栏和波形钢护栏的适用性,最终采用合理的护栏型式。通过分析车流特性和行驶行为特征,科学设计板面尺寸大小和字体大小,间距等,确保向驾驶员提供准确,及时的道路,交通信息。

2 提升提高交通安全设施设计的理念

2.1 交通标志的设计

高速公路交通标志的版面信息是交通标志设计的核心，交通标志主要是通过文字、图形符号向驾驶员提供正确、及时信息的具体反映。交通标志给道路使用者提供了有效的引导，有利于发挥高速公路安全、舒适的作用，信息的主次，道路名、地点名、方向、距离，有助于驾驶员安全快捷地到达目的地。交通标志的设计需要考虑交通标志的板面大小、板面内容。交通标志的板面设计是道路交通信息的具体反映，因此在设计中要考虑道路的线形和交通的特点，不能模糊、含糊，要确保标志的可读性和易判性。板面的大小是由道路的行车速度和标志信息量决定的，因为道路的行车速度决定板面文字的高度，而标志板面的大小又要受板面文字的大小和信息的多少的影响。

2.2 交通标线的设计

道路交通标线指的是由路面上的各种线条、箭头、立面标记、轮廓标、文字及突起路标等构成的交通安全设施。根据不同的划分标准，交通标线的分类也就不同。按功能可以分为指示标线、禁止标线、警告标线，按标线的型态分为实线、虚线、符号字符标记、突起路标、轮廓标等。具体来讲，车道分界线用虚线标划，是标划同向行驶的车道分界线;行车道边缘线是一条白色实线，标划在行车道外侧及左侧路缘带内侧上，旨在保证行车安全。车距确认标线采用白色平行粗实线，为驾驶员提供行车安全距离的参考。导向箭头设置在出口匝道的减速车道前一定距离内的行车道上，目的是为了正确引导车辆的行驶方向，通常采用三组设置法。路面文字标记是指在每处互通立交入口后一定距离内设置行车道、超车道路面文字标记，是竖向排列的白色文字，目的是指示行驶车辆各行其道。突起路标是为了标记互通立交出入口加减速车道，设置反光突起路标就应设置在加减速车道与行车道分界标线的空白处。轮廓标设置在行车道两侧，设置间距要根据路线的平面几何线形来定，主要用于指示道路的几何线形、道路方向、行车道的边界，有利于保证驾驶员的安全[2]。

2.3 安全护栏的设计

护栏是为了减少车辆碰撞道路上的危险物而采取的一种保护措施，其是通过护栏与车辆的弹塑性变形、摩擦及车体变位来对车辆碰撞的能量进行吸收，以达到保护车中乘客安全的目的。护栏与其他安全设施相比具有明显的区别，其是以护栏与车辆本身的破坏来防止造成更为严重的伤害。护栏的构造形式有多种，应该根据公路的具体情况来充分比较各种护栏的性能，从而分析行驶的安全感、视线引导及舒适性等。护栏的设计要可以保护路外建筑物和确保与其相交道路的安全，能使车辆恢复到正常行驶的方向，车辆碰撞护栏的运动轨迹应该圆滑过渡，以较小的行驶离角和回弹量不影响车辆正常的行驶方位，不致造成二次事故发生。同时，护栏的设计还必须充分考虑到周边的环境协调，按照防撞等级划分，路侧护栏有A、S两级；中央分隔带护栏有Am、Sm两级。设置于桥梁上的护栏，按防撞等级划分为PL1、PL2、PL3三级。每一防撞等级的桥梁护栏应避免在相应设计条件下的失控车辆越出。

桥梁护栏各部分的受力计算，可按以下公式进行：

（1）横梁的设计弯矩

式中：M0为每根横梁跨中处的弯矩，kN·m；P为桥梁护栏承受的碰撞力（作用在横梁的跨中），kN；L为横梁的跨径，m；n为横梁的数量，一般不超过3根。

（2）立柱的设计荷载

式中：P0为立柱的设计荷载，kN；P为桥梁护栏承受的碰撞力，kN。

钢筋混凝土墙式护栏采用PL1防撞等级设计的钢筋混凝土墙式护栏，其横向力可按沿护栏纵向3.0 m的范围均匀分布进行验算；而采用PL2、PL3防撞等级设计的钢筋混凝土墙式护栏，其横向力可按沿护栏纵向4.0 m的范围均匀分布进行验算。金属桥梁护栏应进行构件强度验算，钢筋混凝土墙式护栏和组合式护栏进行配筋验算，应同时进行桥梁护栏与桥面板间的连接强度验算。桥面板的强度验算应达到规定，梁柱式护栏：将立柱最下端断面的弯矩作为验算弯矩。钢筋混凝土墙式护栏：将墙下端的作用力矩作为端力矩，作用在桥面板上。条隔离设施的纵横向稳定性，应考虑不同结构形式所承受的风压和人力荷载作用。防眩设施可按部分遮光原理设计。防眩设施的遮光角按下列公式计算：

直线路段遮光角：

式中：b为防眩板的宽度，m；L为防眩板的纵向间距，m；R为平曲线半径，m；B3为车辆驾驶员与防眩设施的横向距离，m。

直线路段防眩设施的高度：

式中：h1为汽车前照灯高度，m；h2为司机视线高度，m；B1、B2为行车道上车辆距防眩设施中心线的距离，其中B=B1+B2，m。

2.4 隔离设施的设计

隔离设施应设置在高速公路沿线两侧用地范围边界及互通立交、服务区、等用地边界。它的功能是防止行人、非机动车辆和动物等随意进入高速公路，避免非法侵占公路用地，从而确保高速公路行车安全。根据构造形式的不同，可以将隔离设施分为金属网、钢板网、刺铁丝和常青绿篱四种。金属网和钢板网形式美观，但造价高，多用于风景区、旅游区等，而刺铁丝造价便宜，易于施工，多用于人烟稀少、山岭地区。另外，在设置隔离设施时还要注意几个问题。第一，隔离设施有效高度控制直接影响工程材料费用和使用性能。第二，隔离设施在风力作用下的横向稳定性在设计时要加以计算，确保隔离设施的使用效果和寿命。第三，应根据不同的情况在每段隔离设施的起点与终点及因需要而断开的地段加以端头设计，保证隔离设施的有效性[3]。

2.5 防眩设施设计

高速公路防眩设施设置的主要条件是夜间交通量大、大型车混入率较高的地段。防止夜间行车不受对车辆前照灯眩目的影响，改善高速公路的夜间行车安全条件，提高高速公路的通行能力及社会效益等是设置防眩设施的主要目的。目前常用的是植树防眩和设置防眩板防眩两种。首先看植树防眩，植树防眩指的就是在中央分隔带上种植防眩树以达到防眩的目的。防眩树以常绿灌木类为主，防眩树的高度在1.2～1.5 m之间比较合适。同时，如果将不同树种穿插种植，错落有致，再加点花卉点缀，效果就更好了，因为这样有助于驾驶员克服单调所产生的疲倦，更好的保障交通安全。其次，防眩板防眩的作用也是很大的。防眩板防眩指的就是在中央分隔带设置防眩板达到防眩的效果。防眩板的高度和宽度部分阻挡对向车灯的光速从而起到夜间防眩的作用。在防眩板的设计过程中，防眩板的遮光角、板宽、设置间距及高度的设计都必须注意。为克服单调，应使防眩板的颜色和形式丰富多样，还得注意与周围环境是否协调，这样，驾驶人员的视觉效果多样化，对提高行车质量有好处。另外，气候条件也会带来一定影响。气候好的地区应在普通路段采用中央植树的方法，而气候条件较差的地区应在全段中央分隔带设置防眩板。不同气候采用不同的防眩方法效果才明显。

2.6 其他设计要点

在安全设施设计工作中，要在充分掌握项目资料及周围路网的情况下，还需要采用“宽容”的设计手段，贯彻“技术可行、实施可能、经济合理”的原则，采用新材料、新技术，综合考虑人、车、路、环境等各方面影响交通安全的因素，从细节入手，周密考虑，落实交通安全设施的引导、警告、管制和防护的四大功能。

（1）采用“宽容”的设计手段。安全设施设置充分体现“以人为本，安全至上”，使设计在充分尊重公路及所在路网的道路条件、运营环境及对公路使用者需求进行分析的基础上，采用“灵活、宽容、创作”的手段，使安全设施的设计更具有针对性、合理性和观赏性。

（2）符合“现代化、智能化”的要求。安全设施设计应符合国家、交通部以及项目所在省份对高速公路交通工程及沿线设施的有关规定及要求，符合交通现代化、智能化的需求。

（3）因地制宜制定合理有效的设计方案。对于地形复杂，特殊构造物多，危险路段多，在采取主动安全措施的基础上，合理采用被动安全措施，最大限度预防交通事故，提高行驶安全性，减少经济损失。但同时也要避免安全设施的“超载”，避免由此引发的事故。

（4）贯彻“技术可行、实施可能、经济合理”的原则要注重所做的设计在实际施工中的技术可行性、可操作性及实际应用中的经济合理性。

（5）体现前瞻性、先进性。作为交通安全设施设计人员还要积极了解行业动向，及时掌握新标准、新规范的发布情况，了解各种新型产品在其他项目中的应用情况。积极采用新技术、新工艺，使自己的设计更切合实际并不断优化提高，使交通工程技术与规模保持相对延续性，并体现先进性和前瞻性。