摘要：山区高速公路设置紧急避险车道能有效的提高交通安全性，以梧州-乐业公路乐业至望谟（乐业段）项目长大下坡路段的避险车道设计实例为工程依托，对山区高速公路避险车道的线形参数、方案选定进行了分析研究，以确保高速公路的安全运营。
关键词：山区高速公路；避险车道；设计内容
0引言
随着国内公路网的不断加密，公路工程作为提高区域经济的纽带，在我国的交通领域发挥着重要的作用。山区高速公路由于地势落差大，经常存在长大下坡路段，车辆在长大下坡路段行驶的过程中，为控制车速，需要不间断的进行制动操作，尤其是重载货车自重较大，因其自身惯性大，制动相对困难，连续制动容易造成刹车装置失效，导致安全事故发生，可能造成较大的人员生命财产损失。鉴于存在这一安全隐患，在合适的高速主线连接部位置，选取合理的平纵横线形参数，建设公路紧急避险车道显得尤为重要，避险车道能够有效的防控该类安全风险，提高机动车尤其是重载货车在长大下坡路段行驶的安全性，在公路工程中发挥着重要作用[1]。本文结合梧州-乐业公路乐业至望谟（乐业段）项目，针对避险车道的平面、纵断面、横断面参数以及方案比较选定等方面展开研究。
1工程概况
梧州-乐业公路乐业至望谟（乐业段）[2]属于《广西高速公路网规划》（2018-2030年）规划布局中的“横5”线，作为连接西南经济与东南亚区域经济的重要门户以及重庆、贵阳通往国家一级口岸（龙邦口岸）的重要通道之一，对百色市乐业县具有重要的战略地位以及经济地位。梧州-乐业公路乐业至望谟（乐业段）全长58.783km，地处云贵高原东南麓，在复杂地质构造作用下，地层呈褶皱起伏状态，加上流水侵蚀，地表遭受强烈切割，形成了山高谷深的典型地貌特点。项目沿线地形起伏较大，走廊带内最高海拔约1350m，位于K35+600附近（坝岩寨三号隧道）。过该点后，海拔逐渐降低，达记隧道一带海拔1000m，雅长特大桥小桩号桥台附近海拔约720m，至终点河谷附近海拔低至370m，总体地形落差近千米。其中以K35+600～K62+500段较为特殊，此段路线平均纵坡为2.26%，为连续长大纵坡段。由于连续下坡可能引起车辆制动装置失灵进而导致车辆失控，为降低安全风险，在K40+900路线右侧设置一处紧急避险车道。
2避险车道线形参数分析
2.1平面设计
2.1.1流出角α
在平面维度上，避险车道由驶离匝道与制动床组成，驶离匝道的平曲线以及与主线的分流鼻端连接部应满足《公路路线设计规范》（JTGD20-2017）[3]的规定。避险车道流出角α是避险车道设计方案的重要参数之一，为制动床中心线与高速主线外侧行车的中心线的夹角，α一般要求不大于5°，这是由于考虑到车辆由于刹车失灵等原因处于失控高速状态，再叠加驾驶员的心里紧张，增大了驾驶员为识别避险标志变换车道等一系列识别、判断、操作的反应时间，避险车道流出角α如果过大，则由于转向曲线半径过大而导致车辆离心力增大，进而可能造成失控车辆倾覆翻车。但由于可选避险车道的位置有限，分流鼻端所处高速主线的平面线形如为右偏角，将压缩高速主线与避险车道的夹角空间，不利于避险车道平面布线，因此不得不增大流出角，而主线形如为直线或左偏角，则有利于避险车道的平面布线。本项目流出角α取4.8°。（图2）
2.1.2制动床长度
制动床即紧连驶离匝道铺设粗集料为失控车辆减速停车的特殊车道，制动床长度过短将导致车辆无法减速至停车，长度过长将造成工程量、用地规模的增加，因此制动床长度的计算与选定是避险车道设计合理性的重要参数依据。根据《公路避险车道设计规范》（DB45/T1957-2019）[4]制动床平面线形应为直线，根据经验公式进行长度计算。本项目车辆驶入速度V取100km/h，i取7%，面层集料为豆砾石，Df取0.25，经计算，制动床长度经计算为135m。式中：L—制动床长度；V—车辆驶入速度；i—制动床纵坡；Df—制动床路面阻力系数。
2.2纵断面设计
驶离匝道纵断面与高速主线保持一致，制动床分为下坡、平坡、上坡式，下坡与平坡式制动床由于不能提供水平反向分阻力，无法利用反向支撑力达到消能作用，在工程实际中极少被应用，上坡式制动床在工程中应用最为广泛也最为有效，纵断面主要依据车辆稳定性、地形条件所提供的平面长度、驾驶员心理、路面结构粗糙系数等因素确定，单坡要求不大于15%。值得注意的是很多项目选取制动床纵坡时往往忽略了制动床与高速主线相间的三角区的路基处理，高速主线为长下坡，而避险车道为上坡，纵坡值选取过高，会导致避险车道与高速主线的高差过大，又受平面流出角控制，两车道间隔距离较近，路基填方坡率或挡土墙高度无法满足要求，进而导致方案不合理，因此选取合理的纵坡值尤为重要，经计算分析，本项目制动床纵坡值为7%，救援车道纵坡值与制动床纵坡相同。（图3）
2.3横断面设计
考虑到驶离匝道宽度需满足货车驶入的横向空间距离要求，并在地形条件允许的情况下尽可能预留较大的操作空间，驶离匝道宽度一般为4～5.5m，匝道终点与制动床宽度线性过渡。考虑到驾驶员操控失控车辆的紧张心理，在最小容纳货车驶入的4m宽度的基础上，在车道两侧各增加1m侧向余宽，制动床宽度一般不小于6m。考虑到使用吊车进行救援清障时，需预留足够的空间进行吊车支腿固定，因此根据吊车支腿间距及救援平台的宽度综合计算，救援车道宽度不小于4.5m。本项目综合考虑避险因素及工程规模，驶离匝道宽度取4.5m、制动床宽度取7m、救援车道宽度取4.5m。
3避险车道位置选定分析
3.1避险车道选位原则
①避险车道的选位需结合地形条件、主线平纵线形、桥隧位置等因素综合考虑；②应该设置在长下坡路段右侧具有较好视距的位置，避免树木及山体的遮挡，不影响行车视距；③应该避免设置在小半径圆曲线位置，条件允许的情况下避险车道与主线分流鼻处主线的圆曲线半径控制在1480m以上，即对应超高值不大于3%；④应该避开桥梁、隧道，尽量远离村落、居民区、收费站、管养场区等人员密集区；⑤尽可能设置在主线挖方边坡处，较好的适应地形布设。
3.2方案选定分析
3.2.1方案一（K40+700处）
此位置高速主线的圆曲线半径为1500m，纵坡值为2.5%，选取上述计算的流出角、制动床长度、纵坡值、横断面宽度等参数指标，驶离匝道渐变段取90m，驶离匝道正常段即宽度过渡段长度经计算得125.733m。提取数字地面模型数据，经横断面计算可得，避险车道全部长度范围右侧为挖方路基，方案成立。
3.2.2方案二（K49+500处）
此位置高速主线为直线，纵坡值为2.67%，选取上述计算的流出角、制动床长度、纵坡值、横断面宽度等参数指标，驶离匝道渐变段取90m，驶离匝道正常段即宽度过渡段长度经计算得126.027m。提取数字地面模型数据，经横断面计算可得，避险车道BK0+000～BK0+229.365段为路基段，BK0+229.365～BK0+288.655段地形高程降低，制动床路基无法做填方处理，并且桥梁无法落台，方案不可行。
3.2.3方案三（K60+900处）
此位置为高速主线860m小半径的上游缓和曲线段，主线平曲线半径为1648m，纵坡值为2.35%，选取上述计算的流出角、制动床长度、纵坡值、横断面宽度等参数指标，驶离匝道渐变段取90m，驶离匝道正常段即宽度过渡段长度经计算得135.469m。提取数字地面模型数据，经横断面计算可得，避险车道BK0+000～BK0+200.537段为路基段，BK0+200.537～BK0+290.013段地形高程降低，制动床路基无法做填方处理，并且桥梁无法落台，方案不可行。
3.3方案比较结论
综上所述，梧州-乐业公路乐业至望谟（乐业段）在K40+700位置设置一处避险车道，此处具备布设避险车道的地形条件，主线的平纵线形也有利于避险车道的布设。避险车道为上坡式制动床，边坡处在挖方段，有利于减少工程规模。K40+700避险车道的设置，有利于降低由于制动问题造成车辆失控产生的交通风险，对道路交通安全提供了一定的保障。
4结语
本文以梧州-乐业公路乐业至望谟（乐业段）工程为依托，介绍了针对本项目的长大纵坡段的避险车道方案设计研究理念，并分析了平面流出角、制动床长度、制动床纵坡值、驶离匝道、制动床以及救援车道宽度等线形参数指标的计算分析思路，结合项目主线方案，选择了三处位置进行了避险车道方案拟定分析。经过本文的阐述，说明了在山区长大下坡高速公路路段设置紧急避险车道的重要性，可以有效的减少交通事故，为同类工程研究提供了参考。
作者：董岩岩 王史记 单位：广西城乡规划设计院 广西交通设计集团有限公司
