3. 路基路面
3.1路侧安全净空区 3.1.1前言
影响道路安全的设计要素有人、车、路。路的原因归结为道路的几何线形及路侧,合理的线形能消除事故隐患,而宽容的路侧能降低事故概率。
近年来,由路侧安全问题诱发的交通事故越来越严重。据公安部每年发布的交通事故白皮书对2003-2005年路侧事故的统计,该事故占总数的8%左右,但却造成了约12%的死亡人数,因此路侧事故的严重性较高。数据说明了路侧环境在伤亡和严重事故中起了很重要的作用。车辆驶离道路、侵车辆驶离道路、侵入路侧的原因很多,但是,不管车辆驶离道路的原因如何,司机的过错都不应以生命为代价。
3.1.2路侧安全净空区概念
路侧安全净区是指公路行车方向最右侧车行道以外、相对平坦、无障碍物、可供失控车辆重新返回正常行驶路线的带状区域,如图3- 1所示。从保障行车安全角度考虑,要求路侧安全净区内不存在任何危险物,该区域能确保驶出路外的车辆不发生倾覆与碰撞危险,驶出车辆能够在净区内无障碍行驶并安全返回行车道。
路侧安全净区是一种理想的路侧安全环境,是路侧安全设计的一种追求,建立路侧安全净区是防止路侧事故最为理想的对策。路侧安全净区包括硬路肩、土路肩以及可控制行车的缓坡,其宽度根据预测交通量、运行速度以及道路几何指标而定。在未采取保护措施的情况下,路侧安全净空区禁止任何对失控车辆具有潜在危险的物体存在。
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图3- 1路侧净区范围示意图
3.1.3 路侧安全净空区宽度
根据《公路项目安全性评价指南》(JTG/T B05-2004),计算出直线段填、挖方区的路侧净空宽度分别为9m和5m,曲线段路侧安全净空区的宽度为直线段安全净空区宽度乘以曲线系数CF。
惠深高速大部分路段能够满足《公路项目安全性评价指南》(JTG/T B05-2004)规定的路侧安全净区要求,但也有受周边地形地貌条件和历史建设条件的限制,个别地方不满足路侧安全净区要求。根据路侧安全净区的设计理念,在路侧安全净区范围内的危险物有路侧边沟、标志立柱、上跨桥桥墩等。
(1)填方段(直线段)
对于填方路段,边坡坡度陡于1:3.5 的边坡上不能行车,本项目一般路基填方边坡为1:1.5或1:1.75,不能作为有效安全净空区。因此填方段所能提供的净空区宽度为3.75m(硬路肩3.0m,土路肩0.75m),不能满足路侧安全净空区的要求。本项目对于填方路段,根据填土高度设置了不同类型的护栏,保障行车安全。
(2)挖方段(直线段)
挖方区硬路肩3.0m,土路肩0.75m,排水沟宽0.6m,碎落台宽1.0m,挖方区路侧总宽度为5.35m,大于挖方路段5m的路侧净空宽度,能满足路侧净空区的要求。
惠深高速大多数路段的路侧排水沟,能满足路侧安全净区的要求。并且,沿线与池塘相邻的路段,防护等级需要加强。
(3)曲线段
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曲线路段随着曲线半径的减少与运行速度的增加,所需的路侧净空区也随之增大。惠深高速挖方路段最小平曲线半径为700m,所需的路侧安全净区为6m,其侧向余宽不能满足路侧安全净空区的宽度要求;填方路段最小平曲线半径为1200m,其填方路段所需的路侧安全净区为9m,其侧向余宽不能满足路侧安全净空区的宽度要求。曲线路段侧向净区不能满足要求的路段,路侧设置了护栏保障车辆运行安全。
根据以上分析,结合交通安全设施设计图,可知惠深高速的路侧安全净空区内存在的障碍物和危险物主要是边沟、标志立柱、陡边坡等。
3.1.4净空区内存在的障碍物及路侧危险情况
(1)路侧净空区内的障碍物
本项目挖方区存在边沟,边沟位于路侧安全净空区范围内。挖方路堑边沟为浅碟式边沟(如图3- 2),坡度较缓,能使失控车辆安全地逾越,可以有效保障车辆在发生意外情况下,驶入边沟内仍能安全地驶回公路而不发生危险。
图3- 2 较好的路侧边沟形式
同时,K3+160~K4+900、K27+140~K31+000路段,右侧建筑物较密集,失控车辆冲出路外可能造成二次伤害,这些路段的护栏等级应该予以加强。根据《公路交通安全设施设计规范》(JTG D81-2006)的规定,应设置SB级及以上等级的护栏。为了保障行车安全,尽可能避免路侧事故的发生,总体上可从如下三个层次采取措施:(1)尽量维持车辆在行车道内行驶;(2)尽量使驶出路外的车辆不与路侧危险物发生碰撞;(3)尽量减轻车辆与危险物碰撞的严重性。据此理念,路侧安全净区内的许多障碍物应移走、重新设置、重新设计或用护栏或防撞垫来防护。当路侧安全净区内存在无法移走的障碍物时,应排除障碍或采
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用解体消能式立柱(如图3- 3所示)代替普通立柱,及采用可越式端墙(通道、涵洞等)、可穿越式纵向排水沟、浅碟式边沟等措施控制障碍或降低障碍的危害程度。
图3- 3 路侧标志采用解体消能立柱
(2)标志等的立柱
位于路侧安全净空范围的标志立柱是行车安全隐患,当车辆驶入路侧有碰撞标志立柱的危险,在设计时应采取一定的处理措施。本项目设置了护栏进行防护,可以有效减少事故发生的机率,保障了行车安全。
(3)高填方危险路段
路堤填方较高路段,为减少车辆,尤其是大型货车冲出路外事故的发生,应提高护栏高度和强度。建议在填土高度5-10m路段路侧采用了A级加强型波形梁护栏,填土高度10-15m路段路侧采用了SB 级加强型波形梁护栏,填土高度大于15m路段路侧采用了SA级加强型波形梁护栏,护栏等级的提高可以减少车辆驶出路外事故的发生,提高了行车安全性。
(4)小结
为保证路侧行车安全,应尽可能设置路侧安全净区,通用公司曾在试验室对此进行了研究,总结出路侧安全净区对道路安全的影响曲线(如图3- 4所示)。
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图3- 4 路侧安全净区与事故率关系图
从图中可以看出,20%的事故发生在路侧9m以外,80%的事故发生在路侧9m以内,可见路侧安全净区对行车安全有着十分重要的意义。Kennedy-Hutchinson在州际公路上的研究证实了通用公司结论的正确性。因此在设计过程中,建议结合惠深高速公路沿线地形地貌条件,尽可能获得最大的、有效的路侧安全净区。设计中可以从如下方面考虑:
(1)尽量使用可返回式边坡,条件受限时可考虑设置可穿越式边坡。 (2)对于必须设置在路侧的标志等交通设施,可选择解体消能式的设计以减轻车辆撞击受到伤害程度。安装时尽量远离行车道,增大标志杆间距,减少车辆碰撞可能性。
(3)在一些无法移除的障碍物无法采用解体消能式的设计,或因为路基很高而存在危险,应使用路侧护栏进行防护,但路侧护栏本身也是一种障碍物,需确认安装护栏后是否能减轻碰撞的严重程度。同时也可考虑设置护栏的效益费用比,即从经济角度考虑,安装护栏引起费用与带来的安全效果之比是否值得。
3.2路基路面 3.2.1概况
惠深高速公路惠州段加宽改扩建工程,主线沥青砼罩面路面结构为沥青混凝土路面,上面层为4cm 的SMA-13,中面层6cm中粒式改性沥青混凝土GAC-20,下面层8cm ATB-25粗粒式沥青调平层。
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