侯鹏飞.浅谈避险车道的设计和应用.doc

浅谈紧急避险车道的设计应用山西省运城高速公路有限责任公司 侯鹏飞紧急避险车道是指为使主线车流中失去控制的车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；在国内还属于起步阶段，山西、北京、河南、福建、四川、浙江等地的高速公路中均有应用，但是使用时间较短，设计应用经验缺乏；笔者所工作的山西省运三高速公路于2004年也建设了两条紧急避险车道，通过几年的运行，虽然能使大部分的失控车辆及司乘人员的安全得到保障，但还是有少数存在刮蹭、货物散落，甚至车辆损坏报废和驾驶员致残或死亡的事故，本文将对紧急避险车道得使用情况进行回顾和分析，以期完善避险车道的设计。一、运三高速公路避险车道设计简述运三高速公路为山岭重丘区高速线型，双向五车道，沿途横跨运城盆地，中条山脉和黄土恒梁区三种地形单元，地形起伏大，其中70%的路段为山区路段，全线相对高差444米；两处紧急避险车道设计在该路段K19和K22处主线弯道的切线上，为纵坡坡度增加式避险车道，纵坡长100110米，坡度+15%度，两侧用波型板护栏封闭，路面尽头有土崖；缓冲轮胎和沙坑。紧急避险车道的路面分为两幅，车辆行驶方向的左幅为减速车道，右侧为服务车道，宽均为4.5米；减速车道为制动式碎石路床，采用机械破碎的有棱角的集料铺填，用于车辆避险减缓车速；服务车道为普通沥青砼路面，宽度为4.5米，用于服务救援。二、运三高速公路避险车道事故分析完善的避险车道应当由避险车道引道、避险车道、服务车道及其他附属设施组成，能够使失控车辆从主线中分流，避免对主线车辆造成干扰，使失控车辆平稳停车，不应出现人员受伤、车辆严重损坏的现象。为此，笔者结合运三高速公路紧急避险车道使用以来所发生的交通事故记录，对事故原因进行了深入的分析，总的来说，发生在避险车道内的事故有以下几方面原因：（一）缺少避险引道第一、受路侧高边坡和陡崖以及地质条件限制，运三高速公路紧急避险车道同国内大多数紧急避险车道一样，连接主线与避险车道路床的引道距离较短，不能确保失控车辆在较高速度的情况下，安全驶入紧急避险车道。第二、不能为驾驶员提供足够的准备时间，增加因车辆失控而带来的恐慌，无法保证车辆前后轮都能同时的驶入紧急避险车道。图1 主要因为失控车辆驶入角度不对，驶上了服务车道，车辆在倒回主线后倾翻；第三、个别失控车辆则从相邻的服务车道驶入紧急避险车道，由于短距离内不能调整至减速车道，在避险车道末端发生翻转事故，或在动能释放完毕后，又从服务车道倒出，引发主线道路的交通事故（见图1）。图2 主要因为失控车辆错过驶入时机，在避险车道内修正行驶方向，车辆翻转后倾翻；第四，个别失控车辆在紧急避险车道内修正行驶方向过大时，导致车辆水平方向的速度骤减，竖向加速度的骤增，进而使驾驶员受伤，车辆失控。（见图2） （二）减速消能不足首先，紧急避险车道的减速消能主要依靠铺填的碎石集料和车道末端的缓冲带，而碾碎石集料所产生的摩阻力相对较小，加之土崖下轮胎摆设的缓冲带不足以控制部分车速过快、质量较大的车辆，车厢就会在惯性作用下剪断轴销脱离底盘继 续前冲，挤压或剪切驾驶室而造成人员伤亡，或车辆前桥悬挂和轮轴严重破坏（见图3）。图3 因避险车道对质量大、车速快的失控车辆消能减速不足，失控车辆在避险车道末端撞向土崖，车辆受损，人员伤残；其次，个别失控车辆行驶至车道末端时，驾驶员预感车辆不能有效消能，出于本能急于调整车辆撞向轮胎缓冲带的角度，引起车辆受力不平衡，导致装载货物倾斜、倾翻，半挂车接轮发生剪切破坏，车辆折叠。我国目前优先发展重型货物运输，大动力性能的客货车辆逐渐增多，原先设计的100米避险车道长度是否还能有效消能减速，笔者认为还有待实验和论证。（三）主观因素失控车辆驾驶员因为对沿线特设的安全警示标志所提示内容未引起足够警惕，当失控车辆下行时，驾驶员忽视了紧急避险车道的存在，引发事故；失控车辆在下坡时车体质量沿行驶方向的分力无法克服，造成车速越来越快，且频繁使用制动器，导致制动蹄片热衰变，引发事故。（四）其他因素避险车道内事故的原因也是多方面的，还有一些不可忽视的原因；第一、紧急避险车道内的事故多发生在夜间，由于没有照明，失控车辆驾驶员很容易错过进入避险车道的最佳时机和驶入角度，引发事故；第二、还有的失控车辆在动能释放完毕后，由于重力作用，车辆不能停稳，后退倾翻或撞上波形板护栏，造成货物散落主线；（见图4）；第三、部分尚未完全失控车辆的驾驶员，担心进入紧急车道后增加运输成本，耽误运输时间，出于侥幸心理，车辆完全或不完全驶入服务车道，结果车辆不能停稳后退或失去平衡发生事故。三、紧急避险车道的设计应用图4 失控车辆因重力作用不能停稳，后退撞上护栏；随着我国高速公路建设的迅猛发展，道路安全要求也在不断提高，而运三高速公路具有山岭重丘区高速公路的典型特点，所以笔者总结了实际应用中出现的缺憾，在此简要谈一谈避险车道的设计要点。（一）紧急避险车道引道的设计要点紧急避险车道引道设计目的是为了使进入的失控车辆的所有车轮都能一起驶入避险车道路床；美国联邦公路管理局出版的避险车道设计的临时指南中，要求引道的距离至少要大于305米，我国多数专家赞同引道宽度在3.74.5m之间。紧急避险车道引道设计中不能忽视视线和视距的考虑，主线车道、引道、避险车道必须以在驾驶员的视线范围内为宜，并且保证绿化乔木，边坡等建筑物不遮挡视线，保障驾驶员对距离的正确判断。（二）避险车道的设计要点根据专家建议，避险车道应该设计成直线，并且与公路主线之间的夹角尽可能为零，驾驶员不操作方向盘即可驶入避险车道。驶入避险车道的车速是避险车道长度的主要影响因素，必须根据主线的地形变化，科学的设计避险车道的长度、宽度、坡度，以及路床铺装材料的厚度。不同的路面铺装材料有着不同的滚动阻力系数，通过对碎石料进行广泛的现场检测，与其他有角棱的集料相比，抗剪强度低的河床砾石更有利于使轮胎渗入路床材料，笔者根据专家意见，推荐粒径在0.63.8cm之间，平均粒径为1.31.9cm圆形的，未经碾碎的河床砾石，作为避险车道的最佳路床材料。（三）避险车道消能减速设施的设计要点第一，若避险车道的长度还不能满足安全运行的需要，可以参考货车长度和最大行驶速度，考虑在避险车道末端逐渐降低避险车道的纵坡坡度，不断分解车辆行驶中的合力，并设置25米以上的车辆安全停放距离，以使车辆能减速停稳；若在最末端再设置一系列、按一定间隔堆放的砂堆，利用车辆的重力减速停车，也是有效的措施。第二，如果车辆在避险车道的末端发生翻转会导致严重后果时，建议以路床材料在车道末端修建0.61.5m高，侧面设置坡度为15：1的护堤，但是考虑护堤对车辆的剪切破坏，请慎用为宜。第三，根据专家的建议，如果在避险车道末端必须设置横向护堤或者吸能设施时，要采用有效的方法使驶入的失控车辆速度减至40.2Km/h以下为宜。第四， 对救援车道进行改造，把救援车道顶部20米沥青路面改为砂砾路面，以避免车辆冲到避险车道顶部后，倒退而侧翻。（四）辅助设计紧急避险车道设计中应考虑主线车辆行驶速度，合理设置标志标牌、震动标线、线性诱导标、减速设施等，提示司机准确选择时机进入避险车道引道和减速车道。紧急避险车道内应安装智能联动系统，使用太阳能供电，驱动车辆检测器控制路灯照明和应急照明，并利用高速公路局域网络将车道信息传输至交通管理部门。进行紧急避险车道设计，还需要考虑救援车辆进行清障时的需求，除用于拖离车辆的服务车道外，在避险车道两侧一定间距内还应设置地锚，通过滑轮、钢索等工具辅助救援，提高救援的效率。四、结束语紧急避险车道能够高