高速公路交通安全設施設計的探討

王丹

（海南省公路勘察設計院，海南 ?？?570200）

高速公路交通安全設施設計的探討

王丹

（海南省公路勘察設計院，海南 ?？?570200）

高速公路交通安全設施是高速公路的重要組成部分，是發揮公路經濟效益、保障行駛安全必不可少的配套設施。對高速公路交通安全設施設計進行了探討，有關經驗可供相關專業人員參考。

高速公路；交通安全；設施設計

0 引言

隨著我國高速公路建設的迅速發展和機動車保有量的急劇增加，我國高速公路交通事故率呈上升趨勢。道路交通安全問題已成為擺在我們面前的首要問題，而高速公路交通安全設施是有效減少交通事故的具體措施之一。

高速公路是路段全封閉的公路系統，高速公路交通安全設施是高速公路的重要組成部分，是發揮公路經濟效益、保障行駛安全必不可少的配套設施。也是路容美化的重要部分，通過文字、圖案等準確的信息更有效、可靠地傳遞給高速公路上的行駛者們，才能更安全、更快捷、更順利地到達目的地。

交通安全設施的設計，必須遵循“安全、經濟、環保、有效”的基本原則，樹立“ 以人為本，安全至上”的設計理念，以人性化設計為主導，并考慮環境與生態、因地制宜地選擇形式和方案。要針對高速公路中影響交通安全的主要因素，采取必要的措施，完善交通安全設施，改善交通安全條件，消除事故隱患，確保行車安全。

1 交通安全設施設計方案的選取

（1）技術標準對于道路設計中的不同安全設施設計應用不同的方案。根據平原微丘區,重丘區,山嶺區道路設計中的計算行車速度,路基寬度的不同,采用相應的限速標志。由于我國普遍存在高速公路車道限速不統一的問題，這種限速造成了速度差，形成隱患，應合理設置是上限值一致，下限值應由左側車道向右側車道逐漸下降。如果限速能被正確的運用，高速公路系統便會更好的運行效率和提高安全系數。

（2）路線三維立體線形在路線平曲線,豎曲線及橫坡等設計中由于客觀條件所限,如山區高速公路的路段，應根據地理幾何條件設置限速，在平縱曲線小的路段，應設置行車速度為下限值。如使行車條件難以達到最優的情況,采用限速或其它警示標志,并配合標線的使用,從而完善行車條件?？紤]到通視的原因,應避免設置在最大或較大縱坡地段。在沿線景觀單調,構造物稀少的長直線地段,應配以適當的限速,車距確認,地點距離等標志,以使司機保持足夠的注意力[1]。

（3）高速公路互通立交綜合設置，由于特殊性和復雜性,安全設施的設計應作為重點考慮。根據高速公路入口指引的原則確保入口內在連接的主干道設置引導信息，在入口匝道處設置入口指路標志，做到指引信息明確、準確、易讀，能在行駛環境下及時提供準確的信息，能夠正確識別和選擇入口方向?；ネ⒔怀隹谇霸O置多級出口預告指路標志,讓需要始出高速公路的行駛者識別出口預告、安全改道、順利進入出口車道和匝道，順利的選擇匝道出口。在加減速車道和互通立交其它位置應特別強調標線與標志的配合使用。

（4）交通流特性根據交通量大小,車輛組成,車速,車流密度等,分析車輛行駛事故類型及路側事故等級,進一步從技術和經濟多方面比較水泥混凝土護欄和波形鋼護欄的適用性,最終采用合理的護欄型式。通過分析車流特性和行駛行為特征,科學設計板面尺寸大小和字體大小,間距等,確保向駕駛員提供準確,及時的道路,交通信息。

2 提升提高交通安全設施設計的理念

2.1 交通標志的設計

高速公路交通標志的版面信息是交通標志設計的核心，交通標志主要是通過文字、圖形符號向駕駛員提供正確、及時信息的具體反映。交通標志給道路使用者提供了有效的引導，有利于發揮高速公路安全、舒適的作用，信息的主次，道路名、地點名、方向、距離，有助于駕駛員安全快捷地到達目的地。交通標志的設計需要考慮交通標志的板面大小、板面內容。交通標志的板面設計是道路交通信息的具體反映，因此在設計中要考慮道路的線形和交通的特點，不能模糊、含糊，要確保標志的可讀性和易判性。板面的大小是由道路的行車速度和標志信息量決定的，因為道路的行車速度決定板面文字的高度，而標志板面的大小又要受板面文字的大小和信息的多少的影響。

2.2 交通標線的設計

道路交通標線指的是由路面上的各種線條、箭頭、立面標記、輪廓標、文字及突起路標等構成的交通安全設施。根據不同的劃分標準，交通標線的分類也就不同。按功能可以分為指示標線、禁止標線、警告標線，按標線的型態分為實線、虛線、符號字符標記、突起路標、輪廓標等。具體來講，車道分界線用虛線標劃，是標劃同向行駛的車道分界線;行車道邊緣線是一條白色實線，標劃在行車道外側及左側路緣帶內側上，旨在保證行車安全。車距確認標線采用白色平行粗實線，為駕駛員提供行車安全距離的參考。導向箭頭設置在出口匝道的減速車道前一定距離內的行車道上，目的是為了正確引導車輛的行駛方向，通常采用三組設置法。路面文字標記是指在每處互通立交入口后一定距離內設置行車道、超車道路面文字標記，是豎向排列的白色文字，目的是指示行駛車輛各行其道。突起路標是為了標記互通立交出入口加減速車道，設置反光突起路標就應設置在加減速車道與行車道分界標線的空白處。輪廓標設置在行車道兩側，設置間距要根據路線的平面幾何線形來定，主要用于指示道路的幾何線形、道路方向、行車道的邊界，有利于保證駕駛員的安全[2]。

2.3 安全護欄的設計

護欄是為了減少車輛碰撞道路上的危險物而采取的一種保護措施，其是通過護欄與車輛的彈塑性變形、摩擦及車體變位來對車輛碰撞的能量進行吸收，以達到保護車中乘客安全的目的。護欄與其他安全設施相比具有明顯的區別，其是以護欄與車輛本身的破壞來防止造成更為嚴重的傷害。護欄的構造形式有多種，應該根據公路的具體情況來充分比較各種護欄的性能，從而分析行駛的安全感、視線引導及舒適性等。護欄的設計要可以保護路外建筑物和確保與其相交道路的安全，能使車輛恢復到正常行駛的方向，車輛碰撞護欄的運動軌跡應該圓滑過渡，以較小的行駛離角和回彈量不影響車輛正常的行駛方位，不致造成二次事故發生。同時，護欄的設計還必須充分考慮到周邊的環境協調，按照防撞等級劃分，路側護欄有A、S兩級；中央分隔帶護欄有Am、Sm兩級。設置于橋梁上的護欄，按防撞等級劃分為PL1、PL2、PL3三級。每一防撞等級的橋梁護欄應避免在相應設計條件下的失控車輛越出。

橋梁護欄各部分的受力計算，可按以下公式進行：

（1）橫梁的設計彎矩

式中：M0為每根橫梁跨中處的彎矩，kN·m；P為橋梁護欄承受的碰撞力（作用在橫梁的跨中），kN；L為橫梁的跨徑，m；n為橫梁的數量，一般不超過3根。

（2）立柱的設計荷載

式中：P0為立柱的設計荷載，kN；P為橋梁護欄承受的碰撞力，kN。

鋼筋混凝土墻式護欄采用PL1防撞等級設計的鋼筋混凝土墻式護欄，其橫向力可按沿護欄縱向3.0 m的范圍均勻分布進行驗算；而采用PL2、PL3防撞等級設計的鋼筋混凝土墻式護欄，其橫向力可按沿護欄縱向4.0 m的范圍均勻分布進行驗算。金屬橋梁護欄應進行構件強度驗算，鋼筋混凝土墻式護欄和組合式護欄進行配筋驗算，應同時進行橋梁護欄與橋面板間的連接強度驗算。橋面板的強度驗算應達到規定，梁柱式護欄：將立柱最下端斷面的彎矩作為驗算彎矩。鋼筋混凝土墻式護欄：將墻下端的作用力矩作為端力矩，作用在橋面板上。條隔離設施的縱橫向穩定性，應考慮不同結構形式所承受的風壓和人力荷載作用。防眩設施可按部分遮光原理設計。防眩設施的遮光角按下列公式計算：

直線路段遮光角：

式中：b為防眩板的寬度，m；L為防眩板的縱向間距，m；R為平曲線半徑，m；B3為車輛駕駛員與防眩設施的橫向距離，m。

直線路段防眩設施的高度：

式中：h1為汽車前照燈高度，m；h2為司機視線高度，m；B1、B2為行車道上車輛距防眩設施中心線的距離，其中B=B1+B2，m。

2.4 隔離設施的設計

隔離設施應設置在高速公路沿線兩側用地范圍邊界及互通立交、服務區、等用地邊界。它的功能是防止行人、非機動車輛和動物等隨意進入高速公路，避免非法侵占公路用地，從而確保高速公路行車安全。根據構造形式的不同，可以將隔離設施分為金屬網、鋼板網、刺鐵絲和常青綠籬四種。金屬網和鋼板網形式美觀，但造價高，多用于風景區、旅游區等，而刺鐵絲造價便宜，易于施工，多用于人煙稀少、山嶺地區。另外，在設置隔離設施時還要注意幾個問題。第一，隔離設施有效高度控制直接影響工程材料費用和使用性能。第二，隔離設施在風力作用下的橫向穩定性在設計時要加以計算，確保隔離設施的使用效果和壽命。第三，應根據不同的情況在每段隔離設施的起點與終點及因需要而斷開的地段加以端頭設計，保證隔離設施的有效性[3]。

2.5 防眩設施設計

高速公路防眩設施設置的主要條件是夜間交通量大、大型車混入率較高的地段。防止夜間行車不受對車輛前照燈眩目的影響，改善高速公路的夜間行車安全條件，提高高速公路的通行能力及社會效益等是設置防眩設施的主要目的。目前常用的是植樹防眩和設置防眩板防眩兩種。首先看植樹防眩，植樹防眩指的就是在中央分隔帶上種植防眩樹以達到防眩的目的。防眩樹以常綠灌木類為主，防眩樹的高度在1.2～1.5 m之間比較合適。同時，如果將不同樹種穿插種植，錯落有致，再加點花卉點綴，效果就更好了，因為這樣有助于駕駛員克服單調所產生的疲倦，更好的保障交通安全。其次，防眩板防眩的作用也是很大的。防眩板防眩指的就是在中央分隔帶設置防眩板達到防眩的效果。防眩板的高度和寬度部分阻擋對向車燈的光速從而起到夜間防眩的作用。在防眩板的設計過程中，防眩板的遮光角、板寬、設置間距及高度的設計都必須注意。為克服單調，應使防眩板的顏色和形式豐富多樣，還得注意與周圍環境是否協調，這樣，駕駛人員的視覺效果多樣化，對提高行車質量有好處。另外，氣候條件也會帶來一定影響。氣候好的地區應在普通路段采用中央植樹的方法，而氣候條件較差的地區應在全段中央分隔帶設置防眩板。不同氣候采用不同的防眩方法效果才明顯。

2.6 其他設計要點

在安全設施設計工作中，要在充分掌握項目資料及周圍路網的情況下，還需要采用“寬容”的設計手段，貫徹“技術可行、實施可能、經濟合理”的原則，采用新材料、新技術，綜合考慮人、車、路、環境等各方面影響交通安全的因素，從細節入手，周密考慮，落實交通安全設施的引導、警告、管制和防護的四大功能。

（1）采用“寬容”的設計手段。安全設施設置充分體現“以人為本，安全至上”，使設計在充分尊重公路及所在路網的道路條件、運營環境及對公路使用者需求進行分析的基礎上，采用“靈活、寬容、創作”的手段，使安全設施的設計更具有針對性、合理性和觀賞性。

（2）符合“現代化、智能化”的要求。安全設施設計應符合國家、交通部以及項目所在省份對高速公路交通工程及沿線設施的有關規定及要求，符合交通現代化、智能化的需求。

（3）因地制宜制定合理有效的設計方案。對于地形復雜，特殊構造物多，危險路段多，在采取主動安全措施的基礎上，合理采用被動安全措施，最大限度預防交通事故，提高行駛安全性，減少經濟損失。但同時也要避免安全設施的“超載”，避免由此引發的事故。

（4）貫徹“技術可行、實施可能、經濟合理”的原則要注重所做的設計在實際施工中的技術可行性、可操作性及實際應用中的經濟合理性。

（5）體現前瞻性、先進性。作為交通安全設施設計人員還要積極了解行業動向，及時掌握新標準、新規范的發布情況，了解各種新型產品在其他項目中的應用情況。積極采用新技術、新工藝，使自己的設計更切合實際并不斷優化提高，使交通工程技術與規模保持相對延續性，并體現先進性和前瞻性。

3 結語

安全設施的設置應充分理解道路的使用功能、道路條件、氣候條件、運營環境、使用者等相關因素，設計者本身應將自己想象為一名駕駛員，在本路段行駛過程中需要一些什么樣的安全防護措施和行駛信息，采用靈活的設計手段，避免生搬硬套規范，使安全實施的設置具有靈魂，更具有針對性、合理性和觀賞性。

[1]王磊,康雪俠.高速公路交通安全設施設置[J].中國新技術新產品,2009(7):8-9.

[2]范洪源.高速公路安全設施工程探討[J].廣東公路交通,2008(4): 56.

[3]凱里.淺談高速公路安全設計[J].科協論壇,2007(11):41-42.

U412.36+6

B

1009-7716（2017）08-0041-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.08.012

2017-04-08

王丹（1982-），女，海南?？谌?，工程師，從事路橋設計工作。