李江海

(石家莊市京昆石太管理處，石家莊 050073)

0 引言

隨著我國高速公路建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，高速公路不可避免地要穿越村莊、城鎮(zhèn)等居民生活區(qū)，由于各方面條件的限制，居民區(qū)無法無限地遠離高速公路，而一旦靠近公路，除受到來自高速公路的噪聲、污染等影響外，交通安全的影響更為至關(guān)重要，一旦行人或其他非機動車輛進入高速公路或者高速公路車輛沖出路外，就有可能發(fā)生極為嚴重的事故，因此在穿村鎮(zhèn)路段的安全性評價階段，需要從多方面進行綜合評定.

公路穿村鎮(zhèn)路段的安全評價首先是依據(jù)文獻［1-2］對穿越段公路的路線、路基路面、橋梁、互通等進行綜合評價，在綜合評價滿足相關(guān)要求的前提下需要對重點危險路段進行路側(cè)安全影響評價，評價后存在安全隱患的路段，應(yīng)從設(shè)計上采取必要的控制措施，例如增設(shè)安全設(shè)施，變更設(shè)計等.

經(jīng)與設(shè)計、咨詢單位溝通以及圖紙分析，最終得出京昆高速石家莊至冀晉界段共有6處重要的穿村鎮(zhèn)路段.

1 運行速度分析

運行速度按照行標(biāo)確定［1］.該方法首先根據(jù)道路曲線半徑和縱坡坡度的大小將整條路線劃分為直線段、縱坡段、平曲線段和彎坡組合段等5個分析單元，在任選的一個方向上進行運行速度測算時，首先定出本路段的初始運行速度v0，然后根據(jù)所劃分的路段類型，分別進行運行速度的測算.劃分路段后，依據(jù)文獻［1］中“附錄 B(1)運行速度技術(shù)方法(一)”對本項目各穿村段運行速度進行計算，結(jié)果如表1所示.

表1 各穿村點運行速度分析

2 穿村路段安全性評價

2.1 路基段安全評價

主要包括K30+100—K30+600太原方向、K33+080—K33+200太原方向和K35+450—K35+330石家莊方向路段.該路段的穿村路段主要是高填方路段或擋墻路段.該部分路段設(shè)計速度為100 km/h，道路線形較好，小客車在此路段的運行速度為120 km/h，大貨車在此路段的運行速度約為75 km/h，此路段車輛可能發(fā)生的重大或特大事故主要是車輛沖出路外影響到民房和居民安全(圖1).車輛側(cè)傾產(chǎn)生的遺撒等問題，由于受到路側(cè)邊溝和邊坡的阻攔，對路側(cè)民居影響不大.

圖1 高速公路靠近民房

2.2 橋梁段安全評價

主要包括南石門大橋石家莊方向，庫隆峰2號橋太原方向以及大理巖橋3處路段，該路段橋外側(cè)不但有民房，還有陜京天然氣管道與之并行，一旦有車輛墜入橋下，可能引發(fā)極為嚴重的二次事故.

與路基段不同，橋梁段在設(shè)計時無需考慮橋外側(cè)的公路用地等要求，如果穿村路段安全距離過小，民房處于離橋側(cè)垂直和較近的位置，容易對橋下或附近居民的安全造成威脅.其中，南石門大橋還穿越了河流路段，雖然此河流為非飲用水區(qū)域，如有運載有毒物質(zhì)的車輛翻越護欄進入水中或直接產(chǎn)生遺撒，有毒物質(zhì)沿河流會以更快的速度污染地下水，勢必對當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活帶來嚴重后果.

1)車輛直接沖出橋外事故

車輛一旦直接沖出橋外，會直接對橋下或橋側(cè)附近民房造成傷害.

圖2 車輛直接沖出橋外

2)車輛遺撒或拋物

車輛在與護欄發(fā)生碰撞時，有時雖然護欄能阻擋車輛使其不發(fā)生穿越、翻越，但車輛上的貨物可能由于車輛的側(cè)傾而發(fā)生遺撒、拋落等現(xiàn)象.

3 處置措施

3.1 路基段

穿村路段應(yīng)加大車輛的速度控制措施，例如設(shè)置限速標(biāo)志、設(shè)置減速標(biāo)線等.

圖3 車輛碰撞護欄后遺撒

護欄作為事故發(fā)生時的最后一道屏障，應(yīng)在盡量保障事故車輛安全和不發(fā)生重特大二次事故的前提下合理設(shè)置.

根據(jù)車輛運行時的速度以及事故發(fā)生時的碰撞角度(20°)，大型車中集裝箱貨車和大型貨車占比較大，小型車主要是小客車為主，要滿足85%的安全防護需求，必須同時考慮小客車和大貨車以及大客車(乘員數(shù)較多)，由于大型貨車和集裝箱貨車以運煤車輛為主，根據(jù)運行速度計算，路基主線段的大貨車運行速度為75 km/h，而根據(jù)貨車的運輸效率計算，重型貨車的平均實載噸位為14.5 t，而大型貨車的自質(zhì)量一般為7～12 t，因此車輛總質(zhì)量在21.5～26.5 t，而碰撞速度一般取運行速度的0.8倍，按照此計算，此路段采用的護欄防撞等級宜為SS級，考慮到路側(cè)安全凈空區(qū)的緩沖作用，建議路側(cè)護欄的防撞等級不低于SA級.

對于南防口互通入口匝道路段，運行速度最高為55 km/h，路側(cè)護欄防撞等級宜為SA級，考慮到路側(cè)安全凈空區(qū)的緩沖作用及作為入口匝道，車輛與護欄的碰撞角度一般較小，建議設(shè)置護欄的防撞等級不低于SB級.

在一些低填方的穿村路段，如果按照設(shè)計規(guī)范要求無需設(shè)置護欄，考慮到可能對周圍民居或居民人身安全存在的安全隱患，應(yīng)設(shè)置具有防撞能力的防撞護欄.

此外，對于穿村的重點路段，如影響到村民的出行，應(yīng)在高速公路上設(shè)置涵洞，并加大管理、宣傳力度，避免村民破壞隔離柵穿越高速的現(xiàn)象發(fā)生.同時增強高速公路沿線村莊交通安全宣傳工作的持續(xù)性和系統(tǒng)性.

3.2 橋梁段

本項目沿線穿越村莊，且跨越河流，一旦發(fā)生車輛翻越護欄的事故，不但容易造成二次重大事故，還有可能影響當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ睿鶕?jù)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，有必要對本路段的防撞護欄進行特殊設(shè)計.

1)防止車輛穿越或翻越

按照我國2013年12月1日頒布實施的《公路護欄安全性能評價標(biāo)準》(JTG B05-01—2013)中提供的護欄防撞等級，本項目護欄可采用SS以上級護欄結(jié)構(gòu)形式，由于我國目前超過SS級防撞能力的護欄形式較少，且為防止車輛穿越護欄，護欄高度一般需要較高(一般需要1.4 m以上，大型貨車載貨后及大型客車重心高度1.2 m以上)，因此建議采用混凝土護欄或者組合式護欄.

F型混凝土護欄高度應(yīng)不低于1.3 m，該護欄結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是造價低，養(yǎng)護便利，但在護欄高度較高時，影響景觀效果;

采用組合式護欄時，護欄高度應(yīng)不低于1.4 m，該護欄結(jié)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是護欄防撞能力高，并已通過實車碰撞試驗驗證，景觀效果好，但造價相對較高，且上部橫梁一旦被車輛碰撞，維修養(yǎng)護難度較大.

2)防止散落物

在穿越村鎮(zhèn)路段，公路路側(cè)需要設(shè)置聲屏障，因此建議使聲屏障能兼?zhèn)浞罀伨W(wǎng)的功能［7］.

如果在有些路段無需設(shè)置聲屏障，則必須增加防拋網(wǎng).

極端情況下，考慮到有些散落物或者車輛本身可能會越過聲屏障或穿越護欄散落到橋下，假設(shè)事故發(fā)生時的車輛碰撞角度為20°，大型車輛碰撞速度60 km/h［3］，本項目中橋梁高度 0 ～57 m 不等，以最不利的57 m計算(大理巖橋)，增加護欄和聲屏障高度(3.5 m)，圖4中，S1為物體拋撒的水平距離，S2、S3為物體拋撒與公路的路側(cè)的橫向水脾功能距離.

根據(jù)物體散落的拋物線計算公式，

求得散落物的拋撒水平距離為

則散落物離橋梁邊緣的垂直距離(不考慮橋梁曲線半徑)為

考慮車輛車廂垂直碰撞護欄時(圖4)，貨物的拋撒距離

圖4 散落物運行軌跡示意圖

為防止車輛遺撒物飛濺到民房區(qū)域，建議民房與橋梁外側(cè)的距離不小于20 m，各穿村路段具體的拋撒距離見表2.

表2 各穿村路段橋梁下貨物最大拋撒距離

4 結(jié)論及建議

本文根據(jù)運行速度分析結(jié)果，各穿村路段的運行速度基本保持一致，形成總體評價結(jié)論:

1)根據(jù)車輛運行速度分析，大型車(包括大型貨車和大型客車)在此路段碰撞產(chǎn)生的能量計算為:E=mv2/2=406 kJ，其中 v=v0sinθ.其中，大型車質(zhì)量m取為25 t，根據(jù)工可報告中集裝箱車實載噸數(shù)以及集裝箱車自質(zhì)量分析取得(客車質(zhì)量低于大型貨車).根據(jù)碰撞能量計算，得出相應(yīng)的護欄防護等級為:SA級.

2)穿村鎮(zhèn)路段車輛沖出橋外會發(fā)生二次重特大事故，考慮到超速和超載等情況，有必要加強護欄設(shè)計，護欄防護等級應(yīng)不低于SS級.

3)考慮到車輛側(cè)傾帶來的遺撒、拋落等現(xiàn)象，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的設(shè)施以阻擋或緩沖撒落物.

4)注意橋梁外側(cè)的民房與橋梁外側(cè)的垂直距離應(yīng)盡量避免橋梁上車輛遺撒物飛濺到民房.

5)對于跨越水區(qū)的路段，如果是重要飲用水源地或者自然保護區(qū)等，除增加相應(yīng)的設(shè)施阻擋撒落物以外，還應(yīng)加強橋梁的排水功能，以防止液體有害物質(zhì)直接排入水中污染水源.

6)建議將高速公路路外安全區(qū)域內(nèi)的民房等建筑設(shè)施進行拆遷，并禁止從事其他生活活動.

上述措施在設(shè)計階段實施困難并不大，但可以消除高速公路穿村鎮(zhèn)路段的多數(shù)安全隱患，本文提供的評價方法和處置措施可以為我國其他在建高速公路或新建高速公路提供重要的技術(shù)參考.

［1］中華人民共和國交通部.JTG/T B05—2004，公路項目安全性評價指南［S］.北京:人民交通北版社，2004.

［2］中華人民共和國交通部.JTG D80—2006，高速公路交通工程及沿線設(shè)施設(shè)計通用規(guī)范［S］.北京:人民交通出版社，2006.

［3］中華人民共和國交通部.JTG B05-01—2013，公路護欄安全性能評價標(biāo)準［S］.北京:人民交通出版社，2013.

［4］何勇，唐琤琤.道路交通安全技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2008:155-160

［5］交通部公路安全保障工程技術(shù)組.公路安全保障工程實施技術(shù)指南［M］.北京:人民交通出版社，2012:29-44.

［6］閆書明，惠斌.基于碰撞分析的特高防撞等級橋梁護欄安全評價［J］.特種結(jié)構(gòu)，2010，27(1):66-70.