高速公路长下坡安全设施应用分析

2024-01-09王文甫李晓锦魏中原张香群黄兰林

交通科技与管理 2023年23期

王文甫李晓锦魏中原张香群黄兰林

摘要通过系统分析的方法将高速公路长下坡安全设施划分为预防型安全设施、减损及应急安全设施，有利于交通事故预防和应急处理工作。文章分析了每种安全设施的功能，论证了建设位置选择原则，为高速公路设计和建设工作者提供借鉴。系统阐述了每种安全设施的应用场景和使用注意事项，为高速公路使用者提供参考。

关键词高速公路；长下坡；安全设施；事故预防；应急管理

中图分类号 U412.366文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）23-0122-04

0 引言

当前，全国高速公路长下坡安全形势仍然不容乐观，每天均有活力四射的生命丧失在车轮之下，带给众多家庭无穷的傷痛，还激发许多社会问题。如何在吸取惨痛教训的基础上，预防和减少公路长下坡事故呢？“三E对策”是预防事故发生及减轻事故损失的三根支柱，工程技术对策（Engineering）是“三E对策”的重要组成部分，公路长下坡安全设施作为工程技术对策的重要内容，在控制事故方面发挥着重要作用。

1 高速公路长下坡路段划分及安全设施分类

高速公路长下坡路段可划分为四段：坡顶上游段、坡顶起始段、坡中段和坡底段。坡顶上游段是指以坡顶点为起点，向来车方向5 km范围的路段。坡顶起始段是指以坡顶点为起点，向坡下方向2 km范围的路段。坡中段是指以坡顶起始段的终点为起点，以坡底段的起点为终点的路段。坡底段是指以坡终点为起点，向来车方向2 km范围的路段。

高速公路长下坡安全设施包括两大类：预防型、减损及应急型。预防型安全设施能够起到防止事故发生的作用，此类型安全设施包括服务区、强制停车区、加水站、安全标志、安全标线、监控设施和减速带等七种类型。减损及应急型安全设施是在事故发生后能够减轻事故损失及用于事故救援的设施，此类型安全设施包括防撞护栏、消能减速装置、应急车道、紧急停车带和避险车道等五种类型。

2 预防型安全设施

2.1 服务区

2.1.1 服务区功能

高速公路服务区是为司机和旅客提供服务的场所^[1]，是功能齐全的一站式综合服务体。旅客经过长时间的旅途劳顿，有解决衣食住需求，还需要短暂休息以恢复体能及精神，这些都可以通过服务区设置的商住餐饮功能区得到满足。车辆需要加油、加水、充电、检查车况或维修等服务，可以通过设置车辆服务功能区得到有效解决。尤其是对于重载车辆司乘人员而言，长陡下坡就像是鬼门关，在坡顶上游段设置服务区，对驾驶人员进行安全教育、安全提示等温馨服务，让其了解并积极应对长下坡的各种风险显得尤为重要，对重载车辆进行检查和维修也是必不可少的应对举措，即减少司机的不安全行为、消除车辆的不安全状态，对防范事故的发生起重要作用。如果每一个长下坡前都设有公路服务区，每一位重载车司机都能充分了解下坡的各种风险及安全措施，并愿意积极应对各种不安全因素，每一辆重载车都调整到良好状态，长下坡的事故率将大大降低。

2.1.2 服务区位置选择

为主动化解长下坡风险隐患，服务区一般设在坡顶上游段，在坡中的适当位置也可酌情设置。一般不在坡底段布置，因为在坡底车速通常较高，危险性大且起不到应有作用。

2.1.3 服务区涉及事故预防的主要建设内容

涉及车辆事故预防的主要建设内容有加油区、加水区、充电区、停车区、车辆检查维修区、安全教育区和司机休息室等，其中容易忽视的三个区域是车辆检查维修区、安全教育区和司机休息室，但三者对预防事故的发生也发挥着重大作用。

车辆检查维修区是专业技术人员对车辆检查维修的专用区域，如果只是车辆自检、自修应在停车区进行。安全教育区的教育内容包括长下坡基本情况、安全设施、事故案例和安全提示。针对长下坡的基本情况，应让司机熟悉长下坡的坡长、坡度、平面线形、桥梁和涵洞等情况；针对长下坡的安全设施，应让司机熟知长下坡的强制停车区、加水站、紧急停车带、消能减速装置、避险车道和应急车道的布置情况；要让司机了解相近或相似长下坡路段的事故案例，特别是该路段的事故案例，更有教育意义；安全提示的主要内容是车辆安全、顺畅地通过该长下坡路段应特别注意的事项和特别管理规定。安全教育的方式包括展板教育、视频教育和人员讲解教育。一般长下坡的基本情况和安全设施设置情况介绍可采用展板教育方式；事故案例可采用视频形式进行；安全提示及咨询问答采用人员讲解方式效果更好。司机休息室是司机可以短暂休息的地方，以便司机恢复体力和精神状态，设置司机休息室是消除司机疲劳驾驶的重要举措，对预防事故有不可低估的作用。

2.2 强制停车区

强制停车区一般设在长下坡中间段，也可在坡顶上游段设置。其与服务区的主要区别是具有明显强制性，重载车辆必须进入，通过必要程序后才允许继续前行。强制停车的对象是载重汽车，对于危险性较小的小型货车和大中型空载货车可随即放行。

2.3 加水站

建在长下坡中下部路侧的独立加水站，是为防止重载车辆刹车水不足而设置的。因为下坡路段车速会逐渐加快，为控制车速，多数重载车辆司机采用行车制动器刹车方式，导致刹车毂温度不断飙升。研究表明，当制动毂温度在200 ℃以下时，制动器的制动性能会保持相对恒定；制动毂温度达到200 ℃时，制动性能会发生明显的衰退；制动毂温度超过200 ℃时，制动性能会持续衰减；当制动毂温度达到260 ℃时，制动毂的制动性能会出现较大幅度的衰减^[2]。因此，控制刹车毂温度是保证行车安全的重要措施，洒水降温成为最便捷、最廉价、最有效的降温方式之一，在长下坡中下部路侧建造独立加水站显得尤为必要。加水站加水要快捷、便于操作，可在加水站明显部位张贴加水操作说明。在这里加水最好不收费，避免司机因省钱而不去加水，甚至可以在加水站前设置明显的“加水免费”标志，以此来调动司机加水的积极性。

2.4 安全标志

高速公路长下坡安全标志是重要的视觉信号，对驾驶人能起到禁止、警告或指示作用。高速公路长陡下坡安全标志按功能分类可分为重要设施距离标志、限速标志、减速标志和分道标志等。路侧的安全标志容易被大型车辆遮挡，因此，重要的安全标志建议建造悬臂式或门架式标志；路侧的安全标志易被树叶遮挡，需定期清理。

长陡下坡应设置距离标志的重要设施主要有坡顶上游服务区、下坡起始点、强制停车区、避险车道和下坡终点。坡顶前服务区是重载车辆安全检查、加油、加水及安全教育的场所；下坡起始点是下坡的重要节点，告知起始点位置，对驾驶人员提前降速、降档和谨慎驾驶有重要作用；告知强制停车区位置，对车辆异常及驾驶人员身心异常情况进行及时修复有较大帮助；对失控车辆驾驶人员来说，避险车道就是“一根救命稻草”，能使驾驶人员在绝望中看到希望，在迷茫中认清方向；在下坡终点处车速一般较高，驾驶人员容易放松警惕，事故多发易发，在下坡终点前距离标志牌上，宜同时配置事故图片警示信息；下坡终点是下坡的另一重要节点，告知终点位置，能让驾驶人员产生良好的心理预期，因为车辆在长下坡阶段，司机往往处于精神高度紧张状态，通过下坡阶段后精神就会稍微放松一点，张弛有度才有利于行车安全，因此，有不少驾驶人员很想知道终点的位置，仅凭感觉无法准确判断，这样容易产生焦躁情绪，对安全驾驶是不利的。调查发现，没有设置长下坡起点和终点标志牌的高速公路不在少数。

在高速公路上车辆超速行驶，事故后果会更严重，在长陡下坡路段，超速带来的风险会更大，因此，应设置限速标志和减速标志。限速标志是设定明确的最高速度，减速标志的作用是提醒驾驶人员前方危险，应减速行驶，谨慎驾驶。在同一段长陡下坡路段，对同一车型宜设置同一限速，不断变换限速对行车不利，大幅度变换限速对行车极为有害。在极其危险的地方，设置限速标志最好配套设置监控并实施违规处罚措施，才会起到应有的震慑效果。

分道标志是让不同的车型走不同的车道，通常规定：载重车辆靠右，中小型车辆靠左。原因主要有两条：一是这两类车行驶速度差别较大，在危险路段混合行驶易发生事故；二是这两类车在同一车道行驶，如果重载车辆失控冲撞中小型车辆，容易造成中小型车辆车毁人亡的严重事故。因此，长陡下坡路段应设置不同车辆分道标志，最好采用门架形式，好处是清楚明了且不易遮挡。安全标志配置及要求如表1所示。

2.5 安全标线

高速公路安全标线种类很多，对于长陡下坡路段而言，主要是提醒驾驶员减速慢行的标线，主要有减速标线、震荡标线、错视觉标线和车距确认标线，这些安全标线应设尽设，且应及时维护保持其完好。在长陡下坡起始段、中后段和终止段使用震荡标线对车辆降速效果突出，应加强布设。由于安全标线没有安全标志直观且种类又多，不少驾驶员对某些安全标线不认识，建议充分利用坡前服务区或强制停车区，对重载车辆驾驶员针对该路段设置的安全標线进行测试教育，测试合格才让其驾车前行。

2.6 监控设施

在高速公路长陡下坡路段，设置监控设施的主要目的是监控超速车辆和不按规定车道行驶的，测速监控有定点测速和区间测速两种形式，监控功能最好与处罚措施配套使用，否则监控效果将大打折扣。区间测速系统一般宜设在坡顶起始路段500 m范围内，以控制车辆的下坡速度，结束位置一般选择在坡底附近^[4]。在监控设施前，还要有明显的安全提示标志，不然有钓鱼执法的嫌疑，也不利于安全管理的有效实施。

2.7 减速带

设置减速带可以让驾驶员提前采取减速措施，以降低对车辆和驾乘人员的冲击，还能对疲劳驾驶者起到提醒作用。

人们对高速公路是否应该设置减速带争论已久，反对者认为高速公路就是让车辆高速行驶的，减速带是让车辆减速的，高速车辆通过减速带让驾乘人员体验感很差，不合理的设置还会带来安全隐患，从而引发事故，这是反人性的设计；支持者认为高速公路也不是高速车辆的竞技场，为了安全，在车速容易失控的地段控制车速是必要的，设置减速带是控制车速的重要手段之一。该研究赞同支持者的看法，毕竟生命无价，为了安全，牺牲一点速度也是值得的，实践表明，设置减速带对于减少事故的发生起着不可低估的作用，但是，设置减速带要讲究方式方法，要考虑高速公路的通行效率和驾乘人员的体验。为此，该研究对高速公路长陡下坡路段设置减速带提出以下建议：

（1）尽量少设置，只在必要的地方设置，宜设置在长陡下坡的中下部和底部。

（2）在各个车道都设置减速带，宜采用震荡标线式，这种减速带对于高速行驶的车辆通行效率较高，同时也能起到一定的减速和提神效果。

（3）只对重载车辆强制降速时，要采用科学设计的减速带，且重载车辆与中小型车辆应采取强制分道措施，以免因重载车辆逃避通过减速带而挤占其他车道的运行空间。

3 减损及应急安全设施

3.1 防撞护栏

高速公路防撞护栏是设置在路两侧及路中的必备防护装置，是一种纵向吸能结构，通过自体变形或车辆爬高来吸收碰撞能量，从而改变车辆行驶方向，阻止车辆越出路外或进入对向车道，最大限度地减少对乘员的伤害^[5]。根据碰撞后的变形程度，护栏可分为刚性护栏、半刚性护栏和柔性护栏^[5]。其主要代表形式分别为混凝土护栏、波形梁护栏和缆索护栏。

3.2 消能减速装置

消能减速装置是针对载重车辆速度过快，可能引发追尾、翻车或冲出路外严重事故，而设计的车辆降速装置，常用的有消能护栏和橡胶空腔减速垄。消能护栏是一种消能效果更好的防撞护栏，采用消能设计工艺，撞击后人车更安全。2021年6月，深圳市交通运输局坪山管理局在坡陡弯急的路段试点安装的滚筒式防撞护栏就属于消能护栏。橡胶空腔减速垄是用特殊橡胶制成的新型交通专用安全装置，橡胶空腔受压可变形，去掉负荷又能自动恢复原状，该装置是通过橡胶空腔的变形来吸收车辆轮胎能量使车辆减速。

这种滚筒式消能护栏采用了聚氨酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物复合材料，具有耐磨损和弹性高的特性，既能吸收大量撞击力度，又有足够的强度避免被撞碎，进一步提高安全防护能力，有效保护驾乘人员及车辆安全。

滚筒式消能护栏的工作原理利用了撞击后滚动导向消能。当车辆与滚动护栏发生碰撞时，首先通过护栏上设置的滑动转子矫正车辆的行驶方向，使其恢复到正常行驶轨道，避免冲击反弹造成二次事故；其次是利用在滑动护栏上设置的高位、高强抗撞保护衡量，有效阻止车辆翻出路侧^[6]。此外，值得注意的是，这种新型的消能护栏通过旋转桶亮丽的色彩及设置在桶上的反光标识，能提高道路辨识度，从而为司机夜间行车提供有效的警示。

3.3 应急车道

应急车道是位于高速公路最右边的车道，一般用白色实线与正常车道隔开，宽度一般在3 m以上，专门供民警出警、工程抢险、医疗救护及消防救援等特种车辆使用。紧急情况下，非特种车辆停在高速公路应急车道上是可以的。

停车之后，车主需要在汽车后面150 m的位置放置三角警示牌，车上人员必须撤离车辆，并联系高速交警说明情况寻求帮助。

下雨或大雾天气，车主的视线会受到影响，车主可以适当地降低车速，但不得小于60 km/h，这种情况下车辆不得在应急车道停靠。

3.4 紧急停车带

所谓的“紧急停车带”就是紧急情况下才能停车的地带，非紧急情况不得进入该区域，这里所说的紧急情况包括下列情形：①车辆发生事故；②车辆出现故障；③交警引导车辆进入；④其他特殊情况，如驾驶员突发疾病。在高速公路长陡下坡路段设置紧急停车带十分必要，能为出现故障的车辆提供庇护空间，还能避免对正常行驶的车辆造成干扰，按有关标准规定高速公路每间隔750 m设置一个，因此，在下坡路段能设尽设。驶入紧急停车带的驾驶员还要做好一定的防护措施，这些措施包括：打开危险报警闪光灯，夜间或雨雾天气，还要打开示廓灯和尾灯；在车后至少150 m处安置故障警告标志。

3.5 避险车道

避险车道是设置在高速公路长下坡外侧，用于失控车辆降速停车的道路设施。避险车道一般都会设置在弯道较多、连续长距离下坡的路段，这种情况下车辆因为需要频繁地制动刹车，温度升高之后可能会导致刹车系统性能的快速衰减，甚至出现刹车失灵的情况，此时，司机可以驾驶着失控的车辆驶向避险车道，车道上会堆满减速用的碎石，车道末端还会设置消除余能的轮胎、护网，可以让失控的车辆减速停车。

避险车道是为重载车辆避险设置的，不适合客车、改装货车、超载车辆驶入。小型客车因自身较轻，驶入后车轮陷入集料较浅，存在难以停车的风险；大中型客车重心较高，驶入避险车道易发生倾覆；改装货车、超载车辆归入管理部门监管，不考虑让其驶入。

避险车道要设在车辆失控位置下游段，应充分考虑周边地形、地势和地物等情况设定。一般选择设置在下坡路段后半段或路段存在极限纵坡、存在较大纵坡的位置，如果路段处于平曲线且半径较小，可考虑设置在该路段平曲线的上游位置^[4]。不能在隧道和桥梁出口附近设避险车道，因为不便司机观察和车辆驶入。应设在高速公路直线段，视野开阔便于观察。路侧若存在储油设施、人口密集区，应在此之前设避险车道。

设置避险车道的目的就是为了控制车速，全路段车速不超过60 km/h没有必要设置避险车道。全路段刹车毂温度不超过200 ℃，刹车毂能有效工作，车速可控，也没有必要设置避险车道。建议载重车辆都安装刹车毂温度监测仪，如果车辆在下坡过程中，监测到刹车毂温度超过200 ℃，司机就应采取制动措施，尝试在适当区域停车，同时寻找路侧避险车道，以尽快安全停车为目的，最大限度降低事故风险。

3.6 各路段减损及应急安全设施配置要求

该文根据国家标准、规范、指南及相关研究成果，总结出高速公路长下坡各路段减损及应急安全设施配置综合性技术要求，如表2所示，表2中符号含义与表1相同。

4 结语

（1）该文对高速公路长下坡路段进行了科学划分，为安全设施配置奠定了可靠基础。

（2）对高速公路长陡下坡服务区、强制停车区和消能减速装置的安全功能、建设位置和与安全相关的建设内容进行了系统阐述。

（3）深入论证了高速公路长陡下坡安全标志和避险车道的建设位置和建设注意事项，为高速公路设计和建设工作者提供借鉴。

（4）综合分析了每种安全设施的应用场景和使用注意事项，为高速公路使用者提供参考。

参考文献

[1]李江河. “全域旅游”视角下高速公路服务区景观规划设计研究[D]. 济南：山东建筑大学， 2019.

[2]张驰，胡涛，林宣财，等. 高速公路连续长下坡路段大型货车专用缓速车道研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）， 2020（4）： 104-113.

[3]周广振，朱明明. 高速公路连续长陡下坡路段判定分级及交通设施配置[J]. 交通世界， 2020（6）： 101-103.

[4]贺九平. 区高速公路长大下坡路段交通安全管理措施評价方法研究[D]. 西安：长安大学， 2022.