普通公路安全生命防护工程设计方法研究

曹红艳 薛鹏涛 查晨昕

1. 河南省交通科学技术研究院有限公司，河南郑州 450000；2. 河南省交通运输厅公路管理局，河南郑州 450000

2014年11月，国务院办公厅发布《国务院办公厅关于实施公路安全生命防护工程的意见》 （国办发[2014]55号） ，决定在全国实施公路安全生命防护工程。2015年2月，交通运输部编制的《公路安全生命防护工程实施技术指南 （试行） 》发布，提出以公路风险评估技术作为工程实施的技术基础，通过定量与定性的科学评估方法，发现并处治公路上的各种高风险因素，为公路安全隐患排查引入了新的技术。但是，公路安全生命防护工程相关设计工作现状是多数地区仍然停留在安保工程的设计工作状态，多数设计工作依旧是依据现行规范定性的进行高风险路段的处治，缺少了定量的分析。

本文通过解析公路安全生命防护工程设计特点，从公路安全生命防护工程设计技术的角度，融入公路风险设计评估的新理念，提出了适合我国普通公路安防工程的设计方法，提升设计水平，从源头切实地降低公路风险、配置有效的处置手段，从而提高公路的安全水平。

1 公路安全生命防护工程设计特点分析

1.1 风险因素多样化

基于公路现状情况进行公路安全生命防护工程设计，其风险因素多样化，如急弯、陡坡、视距不良等公路线形条件，路侧临水、临崖、临路、距离过近的障碍物等公路路侧条件，交通混行、横向干扰等公路环境条件，平面交叉口、接入口以及公路横断面的突变等公路变化条件等，设计时需要详细调研、分析各种高风险组成因素，明确主要风险源。

1.2 处治措施种类众多

可用于公路安全生命防护工程的改善措施种类众多，一般常见的基础设施有：交通标志、交通标线、护栏、轮廓标、线形诱导标、道口标柱、示警桩和示警墩等。近些年出现的新的设施有护栏端头、防撞垫、主动发光交通标志、新型交通标线、新型护栏、减速设施等。

1.3 公路基础信息量巨大，工作处理过程繁琐

制定设计方案前需要对公路现状进行调研分析，明确高风险路段的各种风险因素组成、公路技术指标、现有各类设施以及运行情况，同时拟定方案时除了要针对收集的信息制定对应的处治措施外，还需要分析对现有设施的利用、改造、拆除等，各个阶段的工作都包含了巨大的基础信息量，分析、论证、决策过程非常繁琐。

1.4 公路安全生命防护工程设计经验较浅，设计人员数量偏少

交通工程相关设施设计工作以往常作为公路的附属设施进行建设，普通公路工程设计受重视程度不够，交通工程相关专业的设计人员设计水平普遍不高，多基于工作经验进行设计，不足以应对公路实际通车运行过程中遇到的各种问题。同时，交通工程相关专业的设计人员数量也较少，缺乏公路安全生命防护工程专项设计人员，在有限的时间内编制优秀的设计文件难度较大。

2 公路安全生命防护工程设计方法探讨

《公路安全生命防护工程实施技术指南 （试行） 》引入了公路风险评估的概念，按照公路基础条件和公路交通条件对交通事故发生概率和可能严重程度做出量化分析计算，并下定性结论。新的公路安全生命防护工程设计方法在设计阶段引入公路风险评估技术，以评估中参与的各类基础信息指标为处治对象，在设计阶段通过控制公路风险值来处治对应的高风险因素。

2.1 公路风险评估技术

通常按照每100m为一个评估单位，对公路进行调研，获得车道宽度、平曲线半径、弯道安全性等32项基础指标，该32项指标分别有2～19项不同的指标属性，见表1。依据公路现状情况不同的指标属性对应不同的风险系数，并按照公路风险影响模型计算该100m路段的风险值HR，并根据表2进行公路风险分级。

表1 公路基础信息指标统计

表2 公路风险分级标准

根据《公路安全生命防护工程实施技术指南 （试行） 》路段分类方法可知，表2中的IV级和V级风险路段以及事故多发路段为需要实施公路安全生命防护工程的路段。设计阶段同样可以采用公路风险影响模型进行风险控制，通过改变某些项指标对应的指标属性，来降低单项指标的的风险系数，从而使IV级和V级高风险路段HR值降低至13以下，事故多发路段的HR值降低至10或9以下，进而有效降低公路风险。

2.2 基础指标改造可能性

分析32项指标，对于公路安全生命防护工程建设来说，其改造可能性方面具备以下特点：

（1） 公路技术指标基本不具备处治可能，工程造价很高，涉及大量占地、拆迁问题。

（2） 公路工程设施指标具备处治可能，但工程造价高，部分措施涉及占地、拆迁问题。

（3） 公路环境条件指标具备处治可能性较大，工程造价较高，一般不涉及占地、拆迁问题。

（4） 公路交通安全设施指标具备处治可能性大，工程造价一般，且不涉及占地、拆迁问题。

（5） 公路交通运行条件指标具备变化可能性，但是其实施难度很大。

2.3 基础指标重要性

分析风险评估各项指标属性及风险系数取值，32项指标虽然都参与公路风险影响模型的计算，但是其指标属性分类不同，所对应的风险系数不同，在公路风险影响模型中所占的比重不同。以某二级公路为例，设计速度为80km/h，双向两车道，行车道宽度3.75m，硬路肩宽度0.5 m，直线缓坡、单侧临崖时路段风险HR值为34.03，分析公路现状各类指标的处治条件，分别改造中心振动标线、诱导标志标线、路肩振动标线、路侧危险物，其改造成果如表3所示，其中对路侧危险物处治的单个指标风险系数可降低额度较大，对公路风险的影响也最大。经研究分析，各项基础指标对于公路风险的重要影响程度见表1，星数越多影响越大，采用对应的处治方案也越有效。

表3 单项指标改造成果

2.4 设计方案选定

在设计阶段引入公路风险评估技术，按照以上结论对工程项目遇到的公路现状情况进行分析，通过处治对象的选定判断指标值的更新，进而进行新一轮的风险评估计算，控制公路风险值，再反向控制方案拟定方向，是公路安全生命防护工程设计的新方法，采用该方法反复计算和筛选，设计人员可以制定更合理更科学的处治方案，达到安全、有效、经济、实用的目标。

以某市某公路K318+900～K319+000段为例，公路现状情况为：山区二级公路，设计速度60km/h，交通量5000辆/d，两侧均为浆砌片石边沟，外侧为较高的山体，位于急弯路段视距较差，现状路面标线有磨损，左侧与县道X012交叉，交角60°～90°，主线设有交叉口指路标志，无其他设施，依据公路风险影响模型计算HR值为54.14，为V级风险。依次采用各种措施，调整相关处治指标弯道安全性、诱导标志标线等，如表4所示HR值逐渐降低至8.05，达到 III级风险路段，有效降低了公路风险，达到要处治的目的。同时，考虑限速的控制虽然较大地降低了风险值，但是损失了公路的通行能力，且在当前速度控制下采用的措施过度，可以视需要再放弃一些工程造价较高的措施，当HR值恢复至12.98时，认为此时采用的措施既有效降低了公路风险，又适当考虑了其经济性。

表4 依次处治情况对比

同理，在选择方案的过程中，可以根据工程的实际情况优化方案匹配设施，选择最优的处治措施。经过数据对比和分析，设计方案的选定可参考以下建议：

（1） 设计阶段运行速度值采用设计速度或是公路现状限制速度，以有效在设计层面计算改造后降低公路风险。

（2） 考虑指标改造的可能性，依次优先选择容易实施的指标：公路交通安全设施、公路环境条件、公路工程设施、公路技术指标、公路交通运行条件。

（3） 考虑指标的重要性，依次优先选用表1所示的五星、四星、三星、两星、一星指标进行处治，处治效果逐渐降低。

（4） 综合考虑改造方案对公路通行能力的影响，车辆运行速度降低可以大幅度降低公路风险，但是易造成公路通行能力下降，是各种处治措施中的被动选择。

（5） 实际工程设计时，应根据公路现状情况，反复论证，采用最适宜的设计方案。

除此之外，由于公路风险评估影响模型基于每100m为评估单元进行风险计算，不能有效反映公路条件变化、公路运行速度变化等对公路风险评估的影响，相应在设计阶段也存在相关的问题，需要在设计过程中注意这方面的潜在危险因素，进行处治。

3 结语

本文提出的公路安全生命防护工程设计方法，是解决公路安全生命防护工程设计的手段，它解决了公路安全生命防护工程中遇到的很多问题，以风险影响模型在设计阶段控制公路交通安全风险降低情况，有效降低公路行车安全，同时又能记录公路现场数据，提供给公路管理部门使用，是一种值得再深入研究与探讨的设计方法。