公路隧道交通安全设施施工技术

公路隧道交通安全设施施工技术

摘要:目前交通安全设施施工技术,施工方式统一,与绕城公路隧道入口车辆通行特点,存在一定的差别,导致交通设施运行质量较差,为此提出绕城公路隧道入通安全设施施工技术研究。根据驾驶员在绕城公路隧道入口通行时,对交通安全设施信息读取的特点,分析安全设施铺设位置;确定工作坑大小,计算交通安全设施,铺设时产生的总顶力,确定施工关键指标;根据施工关键指标,计算安全设施沉降,对安全设施进行加固处理。实验结果:设计两种安全设施施工技术,对绕城公路隧道入通安全设施施工后,产生的沉降数值对比实验,此次研究的交通安全设施施工技术,未出现明显沉降现象,交通设施运行效果良好。

关键词:绕城公路;隧道入口;交通;安全设施;沉降数值

由于城市主干道的交通通行位置有限,但是城市的快速发展,出行车辆却在不断增加,且对于道路的宽敞、舒适的需求不断提高[1]。为此国内通过建设各种隧道,降低各城市的交通压力。但是,在建设道路工程时,其具有的不可逆特性,对交通安全设施施工技术,具有极高要求。因此,本文在隧道的安全性方面,根据隧道的特点,从隧道实地情况、速度协调性等方面,设置评价方法,分析隧道安全设施的设置,研究出入口标志的设施区域,控制进入隧道车辆的速度,提高隧道的安全性。

1研究绕城公路隧道入通安全设施施工技术

此次设计绕城公路隧道入通安全设施施工技术,需要从驾驶员角度出发,分析驾驶员对隧道安全设施的需求,确定安全设施布置位置,从而确定安全设施布置施工点,从而设计出质量过关的隧道安全设施。

1.1分析安全设施铺设位置。驾驶员在隧道中,驾驶车辆认知隧道交通安全标志,是在外界刺激的作用下,驾驶员神经中枢产生作用,最后经过人脑对信息加工处理的过程,才能得到隧道交通安全设施信息[2-3]。此时可以判断出,驾驶员对于隧道交通安全设施信息的读取,需要2.5s,这个时间点,属于短期记忆时间。然而,随着驾驶员在隧道行驶时间的增加,30s时,对于安全标牌的记忆,就会下降至70%左右,当35s以后,对于安全标牌的记忆,才会稳定在30%左右。因此,可以将35s,作为驾驶员,驾驶车辆通过隧道时,记忆交通安全设施信息的分界点。此时,设驾驶员驾驶车辆的运行速度(km/h)为v,则驾驶员的行驶路程(m)为L:(1)根据(1)式,计算出驾驶员对于隧道安全设施的记忆距离,可以确定隧道入通安全设施,最大和最小距离,从而确定隧道入通安全设施铺设位置。假设,驾驶员读取并记忆,第一处安全设施标牌后,行驶至与第二处安全设施标牌时,当两处标牌的间距大于L,则驾驶员会忘记第一处安全设施标牌信息。若没有设置第二处的交通安全设施,则驾驶员会继续按照第一处标牌信息行驶,或者减速判断当前路段行驶情况,除此之外,也会出现大车遮挡路牌的现象,缩短驾驶员对交通安全设施信息的认知[4-5]。所以,设驾驶员视觉认知安全设施信息点,至读取设施信息点之间的行驶距离为S,读取设施信息点至思考点之间的行驶距离为S1,从发现安全设施的点,行驶至第一处安全设施位置的距离为F,从第一处安全设施标牌,行驶至第二处安全设施标牌的距离为F1,则第一处安全设施标牌与第二处安全设施标牌的距离L1为:(2)基于文献[6]可知,安全设施位置的设置,并不是越小越好,当两处安全设施距离过小时,会出现视线范围内,出现较多安全设施信息,影响驾驶员对安全设施信息的读取[6]。因此,两处安全设施最小距离,应当是处于完成第一处安全设施信息读取后,再读取第二处安全设施信息。所以设第一处安全设施信息记忆消失点,行驶至驾驶员做出决策时的距离为:(3)综合(2)式和(3)式可以发现,在确定安全设施铺设位置时,需要计算驾驶员对安全设施信息获取、读取、决策、操作等五个时间点的操作,因此设置的安全设施距离,不能存在过大或过小的现象。所以,此次确定的安全设施距离l,应处于最大和最小距离之间,即。从而确定安全设施铺设位置。此时,既可根据安全设施铺设位置,在绕城公路隧道入口,进行安全设施施工。

1.2确定施工关键指标。根据上一章节,确定的安全设施铺设位置,由于不同区域城市的绕城公路隧道,会存在一定的区别,因此在施工铺设交通安全设施时,需要根据绕城公路隧道入口位置,确定安全设施工作坑的长宽高等参数。在铺设安全设施时,考虑施工人员的操作空间,及安全设施大小参数,确定工作坑的平面宽度;在施工的过程中,由于安全设施的重量,不方便施工人员操作,因此需要根据施工设备,确定工作坑的长度;考虑施工结束后,安全设施可能出现的沉降、固定度等问题,确定工作坑的深度。从工作坑参数的确定中,可以发现,土给予安全设施的压力,影响着安全设施的施工技术,施工质量[7]。因此,计算掩埋安全设施时,土给予安全设施的压力。设铺设的安全设施直径为D,产生的综合摩擦力为f,设计深埋距离为d,则安全设施侧壁与土之间,产生的摩擦阻力F1为:(4)此时,安全设施深埋进隧道入口土里,产生的端阻力F2为:(5)(5)式中,P表示安全设施,埋进土中时,存在的气压压强。此时,计算安全设施深入工作坑,产生的总顶力F=F1+F2。根据安全设施埋入工作坑,产生的总顶力,就可以计算安全设施的沉降情况,从而对安全设施进行加固处理,完成绕城公路隧道,安全设施铺设。

1.3计算安全设施沉降。假设(1)、(2)和(3)式确定的安全设施铺设位置为A1,A2,A3三个点,在安全设施铺设结束后,其本身具有的重力,在原有总顶力的基础上,出现进一步下沉,因此,设安全设施在施工过程中,出现的下沉数据为,其下沉后,出现的角度偏差为,则安全设施在铺设结束后,产生的沉降数据为:(6)式中,i表示在安全设施铺设位置的三个点,沉降变化数据的采集次数。此时,根据(6)式的计算结果,可以确定铺设的绕城公路隧道入通安全设施,所出现的沉降情况,是否符合预计期望值。设累积沉降值为,沉降检测点为y,交通安全设施位置为x,则交通安全设施沉降期望值计算函数为:(7)式中,e表示高斯正太分布趋向[8]。根据(6)式和(7)式的计算结果。当(6)式≤(7)式时,则此次施工技术,铺设的交通安全设施,未出现明显沉降变化,不用进行加固处理;当(6)式>(7)式时,则此次施工技术,铺设的交通安全设施,存在明显沉降变化,需要进行加固处理。

2实例分析

此次实验选择某城市的绕城公路隧道,作为此次实验对象。该绕城公路隧道,呈东西走向,隧道全长约为2.35千米,双向通行,共有六个车道。此次验证绕城公路隧道入通安全设施施工技术,将该隧道原本的入通安全设施施工技术的施工结果,与此次研究后,对隧道交通安全设施施工技术施工结果,进行对比。对比两种安全设施施工技术,对绕城公路隧道入通安全设施施工后,产生的沉降结果。此次选择的绕城公路隧道,入通环境较为复杂,与交叉入口距离较短,影响车辆的出入。一旦该绕城公路隧道,处于出行高峰期时段,会严重影响该隧道的出入。当前,该绕城公路隧道,最高交通流量可以达到8976pcu/h。且小汽车占比较高,占总通行机动车的91%。较大的交通流量,也在影响着交通安全设施的施工。在上述确定的绕城公路隧道参数基础下,验证此次研究的绕城公路隧道入通安全设施施工技术,根据上述确定的绕城公路隧道参数,进行对比,并根据两种安全施工技术的特点,分别选定模拟安全设施施工点。原本的交通安全设施,所存在的施工点,定义为A1、A2、A3;此次研究的交通安全设施施工点,将其定义为B1、B2、B3,两种安全施工技术,在针对绕城隧道安全设施施工后,对隧道所产生的沉降变化。此次实验,将忽略其他因素,对安全设施施工技术造成的影响。在上述确定的参数下,每隔2小时,统计一次隧道安全设施,可能出现的沉降数据,且第一次统计数据,将在安全设施施工点,施工结束的10小时后。得出结果,其沉降数据统计结果如表1所示。从表1中可以看出,其原本的安全设施施工技术,在A1、A2、A3三个施工点上,建设的安全设施,产生的沉降数据,随着时间的增加,设施沉降十分明显,且还有持续沉降的趋势;而此次研究的安全设施施工技术,所产生的沉降数据变化较小,在B1、B2、B3三个施工点上,建设的安全设施,并未出现明显的沉降问题。由此可见,此次设计的交通安全设施施工技术,建设的交通安全设施,更加稳固,施工效果良好。

3结束语

综上所述,此次研究绕城公路隧道入通安全设施施工技术,需要根据绕城公路隧道入口情况,对交通安全设施进行施工,适合所有城市的绕城公路隧道入口。但是此次研究的绕城公路隧道入通安全设施施工技术,未曾考虑安全设施施工过程中,对车辆的影响。因此在今后的研究中,还需要深入研究交通安全设施施工技术,降低交通安全设施施工时间,对车辆通行产生的影响。

作者:吴先志 单位:江苏博纳华交通科技有限公司