山区普通公路避险车道设计探析

孙豫宁

摘 要：紧急避险车道是道路的一个重要组成部分。避险车道的合理设置，配置标志、护栏、坡顶，设置刹车检查站等服务设施可有效预防事故发生。本文着重探析避险车道的设置位置及避险车道的设计方法。

关键词：山区公路;避险车道;设计

在事故统计中，长陡下坡是事故多发路段，山岭重丘区的地势起伏大，因自然环境所限，道路依山傍岩，落差大，坡长且陡，车辆在这些道路上行驶，因长时间使用行车制动，使制动器温度上升而导致的热衰退，或由于在合适的时间换低档失败，严重时会使制动能力完全丧失，以致酿成事故的情况时有发生。

本文将探析避险车道的设置方法、平纵线形、设计参数选取等，作为山区普通公路避险车道设计的参考。

1紧急避险车道的定义

紧急避险车道（ Truck Escape Ramp ）指：为使主线车流中失去控制的車辆能够减慢行驶速度并且能够停止下来，在主线道路旁设置的一种车道形式。一条完善的避险车道由避险车道引道、制动床、服务车道及其它附属设施组成，有两个作用。其一是可使公路制动失灵车辆从主线中分流，避免对主线的干扰;其二是制动失灵车辆驶入避险车道后，能以安全的速率平稳地减速停车，不应出现人员伤亡，车辆严重损坏的情况。

2避险车道的位置确定方法

避险车道的设置应考虑到能拦住大部分的失控车辆，避免重大交通事故发生。避险车道位置的确定一般有 3种方法： 工程经验、事故发生频率和坡度严重率分级系统。

美国“运输工程师协会”于 1989 年签发了“紧急避险车道设置必要性指南”[2] ，为工程人员决策是否设置紧急避险车道时提供参考。该指南认为紧急避险车道是否有必要设置的主要考虑因素为如下三个方面，即：事故率;平面线形与车辆运行速度之间的相关关系;导致严重交通事故的安全隐患（如，校车车辆较多的道路上）。

美国联邦公路部门的“坡度严重率分级系统”利用汽车动力学原理结合道路的几何线形定量地分析出危险路段的位置。这个系统的核心是计算出车辆载重时对应的最大安全行驶速度。计算机计算出在选定长坡条件下车辆每行驶 0. 5英里 （ 0. 8 km）的距离时，用计算机程序计算出刹车片的温度，根据汽车动力学反算车辆行驶速度，刹车片的极限温度是 500 F（ 260℃ ），那么与极限温度相对应的速度即为安全速度。有了这个系统我们就可以定量地分析在本段道路、车辆条件下，评价陡坡各个路段的安全性，并可为设置避险车道的位置提供重要的依据。

3紧急避险车道的设计

紧急避险车道由如下几个部分构成：1 ）引道;2 ）避险车道;3 ）辅助车道;4 ）地锚;5 ）避险车道末端吸能设施;6 ）避险车道材料。

3.1紧急避险车道的引道设计

根据美国多年的研究，要求连接公路行车道与避险车道路床的距离至少要大于 305 m。通过调查，多数专家赞同辅助引道宽度为 3.7 ～5.5 m 之间。

引道的设置，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全部线形，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，而错过救生机会。避险车道的引道的终点应设计成方型 （见图 1），可在减速前更有效地控制失控车辆 。这样设置可使车辆前轮同时进入避险车道，保证车辆前轴两轮保持同样的减速度，否则会造成车辆前轴两轮左右受力不均匀而导致车辆侧翻，在避险车道入口即发生事故。引道的设置终点宜在避险车道入口的后方，使避险车道与主线分隔开并保证一定距离，保证车辆进入避险车道后，不会有石子蹦到车道外部，特别是主车道上，干扰正常行驶的车辆。

3.2避险车道线形

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失控车辆是不能适应曲线线形的。在这种线形条下，车辆有可能沿着曲线切线方向冲出避险车道，造成翻车等事故。避险车道的纵面线形也应是直线。 纵面线形为竖曲线的避险车道对司机和车辆来说存在着潜在的危险。从受力的角度来说，这是一种非常不合理的线形，失控车辆在竖曲线上高速行驶时，会产生时刻变化的向心力，它和其他力合成可能产生很大的合力，即产生很大的变化减速度，有可能超过司机或车辆所能承受速率变化范围。因此避险车道的线形无论是平面还是纵面均应设置成直线 （直坡），驶出角尽可能小，使失控车辆更容易地驶入避险车道。美国相关的资料表明，各州的避险车道的设置角度一般均小于 10°，以 5°以下居多。如果用地受到限制，可以使线形尽可能与主线平行，这样可以减少用地。

3.3避险车道的长度和宽度

经计算，紧急避险车道的长度

其中，L —— 停车距离（ m ）;

V —— 驶入避险车道的车速（ mile/h ）;

R —— 滚动阻力系数;

G —— 避险车道的纵坡（%）。

避险车道长度不足，车辆超越避险车道造成翻越落入山崖或撞至避险车道端部，导致车毁人亡的事故是我国避险车道一个常见的问题，在此状况下，管理者最常采用的措施是加长避险车道。 实质上解决此问题的方法不只这一种方法，增加避险车道坡度、更换砂床材料也是可行的方法。避险车道制动床的宽度至少需要4m才能容纳一辆货车顺利驶入。同时需要考虑到的情况是，将驶入避险车道的制动失灵货车拖出需要一定的时间，而在一个较短时间段内还是有两辆或更多的制动失灵车辆驶入避险车道需求的可能性，所以避险车道制动床宽度取8m，在地形条件不允许的情况下可适当减小。

4结语

避险车道应设置在车辆可能失控的连续长坡下坡路段，当平均坡度≥4%，纵坡连续长度≥3km，交通组成中大中型车辆比例较高时，应考虑设置避险车道。

紧急避险车道设计中，除上文所述避险车道位置选择、线型、避险车道长度和宽度等关键性因素外，紧急避险车道的坡度与路面材料的筛选，紧急避险车道车道与辅助车道、引道的合理设置等也均是需要综合考量;此外，失控车辆离开紧急避险车道时的相关设施设计以及相关交通标志也是影响到紧急避险车道功能是否高效发挥的不可忽略的因素。

参考文献：

[1]《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）.北京，人民交通出版社，2006

[2]American Association of State Highway andTransportation Officials. A policy on geometricdesign of highway and streets. Washington，D.C.：American Association of State Highway andTransportation Officials.

（辽宁省交通规划设计院有限责任公司，辽宁 沈阳 110166）