基于宽容性设计理念的公路施工作业区安全提升方案研究

李志 刘敬红 尤良春

摘要 近年来，我国公路进入了一个新建、改扩建和养护维修阶段并举的发展时期。公路正常行驶路段中大量的施工作业区内交通环境复杂，存在较大的安全隐患，因此需要提升公路施工作业区内的交通安全水平。文章在总结目前国内外养护规范和实际应用的基础上，以道路宽容性设计理念为依据，提出了针对闯入施工区域内的失控车辆进行阻停、拦截的安全方案，从而有效降低事故发生率，减轻事故严重程度，以期为同类型的交通安全防护场景提供一定的参考依据。

关键词 交通安全；宽容性设计；车辆阻停器；公路施工区域

中图分类号 U418.8文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）12-0054-03

0 引言

目前，针对改扩建项目和养护项目的公路施工作业区的研究，侧重于施工期间交通组织方案和交通安全保障的研究两方面。国内大量学者针对施工期间的交通组织方案展开了研究。陈洪军[1]提出了高速公路养护作业区主动安全管理评价方法，通过对改扩建高速公路边通车边施工交通组织方案的描述，提出了相应的交通组织方案，解决通行车辆与施工之间的矛盾[2]。巫诚诚[3]从视域分析法的角度，提出高速公路施工作业区交通组织方案的安全评价模型，采用高逼真的驾驶行为模拟系统，设计了二级限速、三级限速、地面标线、语音提示等因素组合下的多组对比实验，验证所提方法的有效性。高雪钰[4]在公路施工作业区的交通安全保障方面，利用交通仿真软件VISSIM建立不同等级公路特性的公路施工作业区交通模型，针对不同公路提出多级限速方法。杨晨煊[5]结合三维驾驶仿真技术，对高速公路改扩建项目施工作业区的驾驶人交通行为特征展开分析，得出公路施工作业区设置的交通限速标志类型和地点对驾驶人的减速行为影响显著。综上所述，在公路施工作业区安全方面的研究，目前国内的研究主要从速度控制、安全评价等方面展开研究，取得了较多具有价值的研究结论。但是，目前针对施工作业区的安全研究缺乏一定的宽容性设计，容错空间较小。因此，从宽容设计理念的角度出发，提出公路施工作业区的安全提升方法，具有很重要的研究价值。

1 公路施工作业区现状分析

公路施工作业区一般需侵占部分道路空间，进而导致作业区的道路通行环境相比正常路段而言，驾驶环境更为复杂，驾驶人不仅要面对道路空间较窄的情况，而且需面临驾驶跟随、合流和分流等复杂的驾驶环境，这些因素进而加剧了公路施工作业区的安全风险[6]。公路施工作业区合理的作业布局能够有效保障公路施工作业区的安全。依据《公路养护安全作业规程》（JTG H30—2015）[7]中的规定，将公路施工作业区划分为6个工作区域，分别为警告区、上游过渡区、缓冲区、工作区、下游过渡区和中止区。

目前，施工单位主要依据《公路养护安全作业规程》规定，主要通过交通标志、诱导标志和锥形交通路标等对公路施工作业区进行安全警示。具体措施如下：在施工作业警告区设置“前方施工、施工标志、减速慢行”限制速度标志和“向左行驶、向右行驶”诱导标识；在施工地段应放置锥形交通路标，在工作区交界处布置路栏，夜间在路栏上悬挂警示灯，在施工作业区周围布设隔离栅[8]。图1为公路施工作业区交通标志。

《公路养护安全作业规程》（JTG H30—2015）中对其他安全设施也进行了规定，具体包括车道渠化设施、夜间照明设施、语音提示设施、灯光设施、临时交通控制信号设施、移动式标志车、移动式护栏和车载式防撞垫等，其中移动式护栏主要用于车辆分流或人车分流，车载式防撞垫安装在养护作业车辆车尾部并对其进行防护，其余的都是警示性设施，一旦有车辆失控并闯入施工警告区域，这些安全设施也无法阻挡失控车辆进入施工区。

因此，鉴于以上的现状，施工单位在道路施工区域内除了安装施工区护栏、摆放警示设施外，还应增加一种能使闯入施工区域内的失控车辆强制阻停的装置，从而实现对公路施工区域内的全方位防护。目前国内有一些能强制将行驶中的车辆停下来的装置，如液压翻板路障机、减速带式破胎器、地埋式破胎器等，这类阻车器的动力装置要安放在地下，对装置的防水性和防腐性提出了很高的要求[8]。阻车器在运行时为常闭型，而在安防作业时，是处于升起状态的，阻止任何车辆通行，当可放行车辆要通过时，通过安保人员手动控制可将路障或道刺落下，车辆可安全通过。而一些破胎器类的道刺路障的刺比较锋利，车辆轮胎轧上以后会在0.5 s时间内被扎透并且通过泄气孔将轮胎内气体放空，导致车辆不能前行，因此，主要用于一些重点安防场所的防恐路障。不论是翻板式路障还是破胎器，在阻停车辆时都会使行驶中的车辆发生翻覆、突然转向等失控现象，可能造成对车内乘员及公路上正常行驶车辆的危害，同时安装方式也无法适应在施工区这种临时场所安装，因此不能作为施工区的阻车器。

通过上述分析可知，目前我国的规范标准主要从公路施工作业区整体布局和交通安全保障措施的角度进行规定，规范内容相对较为宽泛，对于具体实施存在很大的可调整空间。同时，在实际应用过程中，主要以交通警告标志和诱导信息标志为主，一旦有车辆失控并闯入施工警告区域，这些安全设施也无法阻挡失控车辆进入施工区。同时，现有的一些失控车辆强制阻停装置不具备容错设计，无法直接应用于公路施工作业区。因此，提出一种具有容错空间的公路施工作业区的车辆阻停装置，对于提高作业区的交通安全具有重要的研究意义。

2 安全提升方案

2.1 寬容性设计理念

我国公路建设速度较快，公路施工作业区安全问题日益突出，通过对施工作业区的安全设施进行研究，提升施工作业区的安全性，已成为一种重要的安全保障措施[9]。20世纪90年代，美国对该概念进行了较为深入的研究，并提出了“宽容性设计”理念。“宽容性设计”是以道路使用者为中心，充分考虑道路使用者的心理、生理需求，通过合理调整交通标志、标线等设施的位置、颜色等，使其在发生交通事故时能有效做出应对，从而最大限度地减少交通事故的发生。与“以人为本”的思想相符合，“宽容性设计”是在降低道路使用者心理和生理压力的同时，通过合理的设计使其更好地应对各种突发状况，从而降低事故发生率。

道路宽容性设计理念给予驾驶人一定的容错空间和时间。作为在道路上行驶的驾驶人，在驾驶过程中难免会产生驾驶过错。但是，驾驶人产生驾驶失误行为的代价不应以其生命为代价，作为道路空间和交通安全设施设计者，应该为驾驶人在驾驶过程中发生驾驶失误提供一定的容错时间和空间，最终实现对驾驶人生命安全的有效保障。同样，公路施工工作区作为公路运营过程中的关键路段，周边环境复杂，驾驶人的驾驶任务显著增加，其应具有较强的容错空间。具体而言，公路施工作业区的宽容性设计应该当驾驶人失误闯入作业区警告区域范围内，应该设置适宜的车辆阻停装置，该装置应在快速阻停车辆的同时，尽量减少对驾驶人和车辆的损害，进而有效保障驾驶人和作业区员工的生命安全。

2.2 安全提升方案

基于宽容性设计理念公路施工作业区安全提升方案，提出一种应用在公路施工作业区的车辆阻停器，该阻停器安装机动性强，可任意摆放在需要防护的位置，配合临时标志、临时标线及其他安全设施组合应用，可有效地对失控车辆进行阻停，同时因其先进的阻停原理，不会对车辆和驾驶员产生致命性伤害，对生命财产安全有保障。

车辆阻停器包括在路面上的基部支撑底座，以及以基部支撑底座支撑架旋转轴孔为旋转中心旋转车辆的支承构件，该车辆支承构件可进入行驶车辆的下方空间，能够与行驶车辆头部接触。车辆阻停器如图2所示。

该阻停器的工作原理如下：当行进车辆与接触部的弯曲部位接触，车辆会带动阻停器一起向行进方向移动，但停止器在其底部橡膠板作用下会产生一定的摩擦力阻止车辆快速前行，在这个速度差的作用下车辆支承部件当中的接触部会沿着支撑臂的表面向下方（路面方向）移动，并带动整个车辆支承部件以旋转轴为中心旋转，随着接触部不断地向下移动，整个车辆支承部件也会随之不断旋转，迫使潜入行驶车辆下方空间的上推部向上推动行驶车辆，直至将车辆前轮抬离路面，车辆停止前行。

其次，关于车辆阻停器在公路施工作业区的布设示意，该文方案建议在封闭车道前端距离25 m以上位置开始布设车辆阻停器，同时，为有效保障车辆阻停器能够有效拦截失误车辆，建议每个封闭车道放置3个车辆阻停器，并间隔5 m错开布设，具体如图3所示。

为进一步提升公路施工作业区内的交通安全水平，可在阻车器上同样安装夜间照明设施、闪光设施、临时交通控制信号设施、“前方施工、施工标志、减速慢行”限制速度标志和“向左行驶、向右行驶”诱导标识等警告、禁止、指令、提示设施，这样一来阻车器不仅拥有阻挡车辆，并迫使其在短距离内停车的作用，还具备警告、禁止、指令、提示的功能，其安全防护性能远高于只具备警告、提示等性能的安全设施。

2.3 评价分析

公路施工作业区采用该文安全提升方案，预期可将道路施工区域的事故降低一半左右，以2019年为例，当年我国高速公路、国省道及城市快速路等发生道路交通事故200 114起，造成52 388人死亡，按以上数据计算，每年可降低死亡人数近4 902人。许多国家交通事故损失的统计研究结果表明，交通事故损失一般占国内生产总值的（1%～3%），而且这样的损失是重复性的[10]。交通事故不但造成人员伤亡和经济损失，还会给受害者家庭造成极大的痛苦，给医疗、保险、事故处理等社会部门增加严重的负担，使整个社会的正常运转受到制约。该研究在降低事故严重程度，减少重特大恶性事故，提高高速公路、国省道及城市快速路施工区域的交通安全效果非常明显。

3 结语

公路施工作业区是公路建设中较为特殊的路段，道路施工养护时期会对部分车道进行封闭，因此作业区附近交通行驶环境复杂，交通安全隐患较大。该文重点研究公路施工作业区安全防护不足的问题，从宽容设计理念的角度，提出在作业区警告区域内采用车辆阻停器提高作业区内的交通安全水平，并对作业区内诱导、警告和阻停拦截设施的匹配性进行研究，在满足同等防护等级的条件下，形成安全性+匹配性的解决方案，供设计人员参考。

参考文献

[1]陈洪军. 浅谈改扩建高速公路边通车边施工交通组织方案[J]. 中国住宅设施， 2020（3）： 96-97.

[2]柳本民， 邓润竹， 赵伟. 高速公路养护作业区主动安全管理评价[J]. 上海公路， 2022（1）： 74-81+144.

[3]巫诚诚， 陈大伟. 基于视域分析的高速施工交通组织安全性评估[J]. 中国安全科学学报， 2020（5）： 122-128.

[4]高雪钰. 基于微观仿真的公路养护作业区安全研究[D]. 济南：山东大学， 2012.

[5]杨晨煊. 高速公路改扩建施工区驾驶行为与设施设置关系研究[D]. 西安：长安大学， 2019.

[6]交通运输部公路局. 公路工程技术标准： JTG B01—2014[S]. 北京：人民交通出版社， 2014.

[7]交通运输部公路科学研究院. 公路养护安全作业规程： JTG H30—2015[S]. 北京：人民交通出版社， 2015.

[8]中国国家标准化管理委员会. 道路交通标志和标线第4部分： 作业区（GBN5768. 4—2017）[S]. 北京：中国标准出版社， 2017.

[9]辛长征. 高速公路施工作业区交通管理与安全保障技术研究[J]. 绿色环保建材， 2021（8）： 102-103.

[10]王剑， 陈亚振， 刘晓菲， 等. 高速公路改扩建施工作业区交通标志设置及优化研究[J]. 公路交通科技（应用技术版）， 2016（10）： 208-210.