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黄金资料

1)国家、行业标准规范

见本文参考文献。

(2)设计文件、数据资料

1)惠河高速公路一期竣工图纸、工程可行性研究报告;

2)惠河高速公路二期竣工图纸、工程可行性研究报告;

3)惠河高速公路典型断面运行车速观测数据(近3000个观测样本);4)惠河高速公路断面交通量观测数据;

5)惠河高速公路2006年~2009年收费站统计交通量数据;

6)惠河高速公路路政管理部门统计的2007年、2008年路产损失数据;

7)惠河高速公路(2006年~2009年)公安交通管理部门统计的交通事故数据;

8)惠河高速公路沿线照片、录像等实地踏勘资料。

根据竣工图设计文件,惠河高速公路按1988年版的《公路工程技术标准》(JTJ01-88)

(以下简称《88标准》)设计,平南至小金口段计算行车速度为100km/h,路基宽度为24.5m,

行车道宽为3.75m,左侧路缘带宽为0.5m,中央分隔带宽度为2m,硬路肩为2.5m,土路肩

0.75m,最小圆曲线半径800m,最大纵坡3.8%。

埔前至小金口段计算行车速度为100km/h,路基宽度为26m,中央分隔带宽度为2m,左

侧路缘带宽为0.75m,行车道宽为3.75m,硬路肩宽为3m,土路肩宽为0.75m,最小圆曲线

半径为1000m,最大纵坡为2.6%。

运行速度(operatingspeed)是指在理想的外部条件下,公路路段上第85%位的车

辆运行速度"其中,理想的外部条件是指良好的天气条件,干净!

干燥的路面条件和自

由流状态的交通条件"因为运行速度Vss考虑了公路上绝大多数驾驶员的交通心理需求,

以运行速度作为设计车速进行线形设计的方法,就有效地保证了路线所有相关要素如视

距!

超高!

纵坡!

竖曲线半径等指标与设计速度地合理搭配,以获得连续!

一致的均衡

设计"

850,0位车速(eighty一fifthercentilespeed):

指所有行驶车辆中,有85%的车辆行驶

速度在此速度以下,只有巧%的车辆行驶速度高于此值"

第四章山区高速公路线形评价指标体系的研究

足要求;

(3)护栏设置应该连续一致,端头应该处理平滑合理;

(4)桥梁!

隧道等结构物与引道护栏!

路段上不同形式护栏之间应该设置合适的衔

接或过渡方式"

对于中央分隔带护栏,它的主要作用是作为分隔车流!

引导车辆行驶!

保证行车安

全之用"当中央分隔带较窄时,也有设置于中央分隔带内以阻止车辆闯入对向行车道的

安全设施"因此,路中护栏应该能够满足防撞!

防跨的功能,通常采用较高的栏式缘石

形式!

混凝土隔离墩式或金属材料栏"对于中央分割带护栏主要是注意护栏对建筑物净

空限界的影响"

(四)公路安全净空

安全静空是以汽车装载高度为标准的最小高度"公路设施的净空高度,有历史的原

因,也有演变的原因"历史的原因与工程设计当时的历史背景相关联,比如铁路桥梁净

空,在某条铁路设计时,当时的公路交通情况与现代交通情况是不相同的"演变的原因

指自然条件的影响,如涵洞,受雨水冲刷或风吹沙浸,污垢泥砂抬高了地面,使安全静

空缩小"又比如公路反复维修填补,也抬高了路面等"

(五)中央分隔带防眩设施

中央分隔带的防眩设施主要包括植物防眩和设置防眩板"前者在公路用地比较富裕

的时候采用,后者在用地限制且必须采取行车道分离时采用,前者优于后者"当采用植

物防眩时,应该注意灌木成长后的大小和高度是否影响视距;当采用防眩板时,应考虑

是采用连续性防眩还是非连续性防眩"

(六)公路绿化

公路绿化指路侧带!

中央分隔带!

两侧分隔带!

立体交叉路口!

停车场以及公路用

地范围内的边角空地等处的绿化"进行公路绿化时,要综合考虑,协调配合"根据具体

位置,可考虑乔木!

灌木!

草皮!

花卉等综合种植"公路绿化应服从交通组织的要求,

起到保持驾驶员良好视距和诱导视线的作用"

(七)其它公路设施

其它公路设施包括收费站!

监控系统!

服务区!

停车区和路障"收费站要保证车辆

停车视距范围内空旷;监控系统主要是保证公路突发事故的处理能力,应该根据公路等

级来设置合理的监控系统;服务区和停车区,是用来保证公路特别是高等级公路上车辆

停车!

行人餐住以及加油的设施;路障是设置在公路上的障碍物,以阻止或控制车辆交

4.4.2交通设施与公路交通安全的影响

(一)交通标志与交通安全

公路上设置合理的交通标志,能够有效地保护路桥,保障交通次序,提高运输效率

和减少交通事故"交通标志包括主标志和辅助标志两大类,需要注意以下几个方面:

(l)交通标志设置的正确性,包括标志高度!

距公路硬路肩边缘的横向距离以及警

告标志距危险点的距离等;

(2)交通标志是否被跨线桥等构造物遮挡;

(3)标志的反光强度等级与光线!

气候条件以及运行速度的适应性;

(4)标志基础和立柱的影响"当标志基础位于路侧净空区内时,标志杆是否采用了

解体消能或易折断的材料,或设置了安全护栏;

(5)标志与标线对同一信息内容表述的一致性"

(二)交通管制与交通安全

平面交叉口和部分立体交叉口是公路的咽喉,关系到车流的速度与畅通"因此,应

从时间上将交叉路口的交通冲突点分开,按不同的情况采取不同的管制措施,使车流安

全!

迅速地通过交叉路口"我国现行管制交叉路口交通的办法主要有两种:

交通量小时,

不设人行信号灯管制;交通量大的时候,设人行信号灯管制"

(三)护栏与交通安全

护栏包括路侧护栏和中央分隔带护栏"路侧护栏主要是引起驾驶员的警惕,防止车

辆驶出路肩,有时也作隔离行人与车辆的作用"对于路侧护栏主要是要注意以下几个方

面:

(l)路侧净空宽度范围内存在的路堤!

桥墩!

树木!

排水沟!

标志!

灯杆的刚性立

柱或基础等不对失控车辆产生安全隐患的路段护栏设置及其形式;

(2)路侧存在悬崖!

溪流!

铁路或其他公路等安全隐患时护栏的形式和高度应该满

第四章山区高速公路线形评价指标体系的研究

避险车道右侧应设置专用的救援车道,以提高故障车撤离的速度避免二次甚至三次事故

的发生;(4)路侧应采用加强型护栏;(5)在连续下坡路段的起点处设置避险车道的告

示牌,在紧急避险车道前至少设置两处预告标志,进行充分的预告"可将标志图形化,

颜色醒目,有别于其它指路标志"也可把避险车道设置为彩色路面;(6)避险车道附近

应设置紧急电话,便于失控车辆驾驶员求助;(7)避险车道附近可设置摄像机进行监控,

还可设置可变信息标志,提示后来车辆避险车道是否空余,避免避险车道内发生二次事

故"

图4.6避险车道

(二)设置加水站!

冷却池!

停车服务设施

在下坡路段适当位置设置服务区或小型停车区供驾驶员小憩和车辆检修"例如,

在坡顶附近的服务区内设置刹车检查站,有专人负责监督大货车驶入连续下坡前,进入

服务区接收刹车系统检查,确保无问题后放行,减少刹车失灵的几率"在每个服务区设

置宣传栏,用图文并茂的方式将连续下坡的相关信息全面表述,以警示驾驶员小心行驶"

(三)设置标志预告系统

在长大纵坡处,交通标志更应该醒目,以便引起驾驶员的高度警惕"其超速行驶

往往与道路因素中提供的交通信息水平联系"长大下坡前需要对长大下坡路段进行详细

的预告标志,向驾驶员提供连续下坡的信息"如长度!

坡度等,使驾驶员在心里上有充

分的准备"如果条件允许,建议采用Iklll,soom,30Om的三级预告标志来提示驾驶员,

同时辅以必要的警告标志!

限速标志和视线诱导标志"

长安大学硕士学位论文

通,路障设计在干路交叉与支路上,对防止非机动车突然驶入干路与干路机动车相撞,

效果明显,但路障的宽度和厚度应该适宜"

4.4.3长大纵坡路段保障措施

(一)设置避险车道

避险车道是设置在连续长大下坡路段路侧!

通过把失控车辆分离出主线交通流,并

利用重力减速度和滚动阻力的方法来消散其能量,进而控制失控车辆的特殊设施"常用

避险车道主要有四种类型:

上坡坡道型!

水平坡道型!

下坡坡道型和沙堆型"完善的避

险车道应当由避险车道引道!

避险车道!

服务车道及其它辅助设施组成"

血上橄粗组CT杖邀妞

冬水平橄城组奋沙堆砚

图4.5常用避险车道类型

避险车道的设置:

¹避险车道的长度应综合考虑汽车滚动阻力和坡度影响"车辆停

止所需距离可以采用公式(4.28)进行计算:

:

=-一二-)(4.25)254(R士G)

式中:

L一停车视距;(m);

V一进入速度;(km小);

G一坡度,(%);

R尸一滚动阻力系数"

当避险车道为非单一纵坡时,第一个坡度末端的车速为下一个坡度的起始车速,采

用公式(4.29)计算:

v子=v,一254入(风士q)(4.29)

设置紧急避险车道应注意:

(l)紧急避险车道的线性应采用直线,入口必须保证车

辆能高速安全驶入,入口前应保证足够视距;

(2)避险车道路面材料全段应采用等粒径

材料(砂或者石均可)路面,路侧和车道末端的砂堆采用袋装砂或用废轮胎堆放,并在

路面下设置排水盲沟和土工织物等排水设施,以使砂床保持干燥,以保证消能效果;(3)

5.1.1路线起!

终点及中间控制点

路线起于安康市汉滨区五里镇,接正在建设的小河至安康高速公路,起点桩号

Kl%+560,止于紫阳县城紫阳立交终点,终点桩号K254巧oo,与本项目同时设计的紫

阳至毛坝高速公路起点衔接,路线全长53.081公里"

5.2运行速度评价

5.2.1运行速度Vss的测算

(一)路段划分

根据路线平纵线形指标与预测车速的关系,速度预测模型将路线划分为四种基本路

段单元,即平直路段!

纵坡路段!

平曲线路段和弯坡组合路段"

5指南6中规定纵坡路段为坡度大于3%的路段(不区分小客车与大货车),通过计

算发现若采用以上划分标准,所求得的大货车运行车速与实际情况差异较大,主要原因

是由于大货车在纵坡大于2%的情况下,为提升爬坡能力其行驶速度就开始缓慢下降,

若按5指南6规定,纵坡范围为2%~3%的平直路段大货车为加速或均速行驶状态,根

据安全评价经验,这显然与实际情况不符"因此为使计算结果更切合实际,在划分路段

时将小客车与大货车区别对待,确定了如下的路段划分方式:

A平直路段:

半径大于等于1000米,小客车纵坡小于等于3%,大货车小于等于

2.0%;

B纵坡路段:

半径大于等于1000米,小客车纵坡大于3%,大货车大于2.0%;

C平曲线路段:

半径小于1000米,小客车纵坡小于等于3%,大货车小于等于2.0%;

D弯坡路段:

半径小于1000米,小客车纵坡大于3%,大货车大于2.0%"

本文选取其中的一段进行安全评价"首先初始运行速度V"开始,然后根据所划分

第五章工程实例

的路段类型,按直线段!

平曲线段和长大纵坡路段等分别进行运行速度V85的测算"在

测算中均采用5指南6中的运行速度模型计算,对直线段!

平曲线段采用公式法精确计

算;对纵坡段采用纵坡修正法;对弯坡组合模型采用两阶段弯坡模型计算"

(l)平直路段上按匀加速或匀减速运动进行测算"平直路段上期望速度:

小客车为

120Kln/h!

大货车为75Km爪;小客车采用加速度0.6而52,大货车采用加速度0.5而52"

(2)对于纵坡路段:

采用5特殊纵坡下各车型运行速度修正值6计算坡顶,坡底点的

速度;

(3)对于曲线段:

采用5平曲线上的速度预测模型6计算曲线中点和曲线出口速度;

(4)对于弯坡路段采用5弯坡组合线形下的运行速度预测模型6计算出弯坡曲线中心

点,出口点的速度"

3.按桩号绘制沿线/运行速度图0

根据测算的运行速度数据以运行速度V85为纵坐标,路线长度为横坐标,绘制公路

沿线运行速度变化曲线,即沿线的/运行速度图0,及运行速度数据表格"利用运行速

度图表进行设计参数的安全性总体评价和部分路段的安全性检验"小客车和大货车的正

反向结点运行速度的测算分析分别见下表:

第七章结论与展望

7.1结论

本文以长平高速公路改扩建安全性评价工作为背景,对高速公路改扩建初步设

计阶段的安全性评价方法进行了研究,得出以下结论:

1、在初步设计阶段对项目进行详细的安全性评价,使评价工作做到不漏项,

保证了工程施工、运营阶段的交通安全能达到预期的效果。

2、本项目是利用原有高速公路加宽改造工程,原旧路线形指标较好,故评价

结果大多满足相关规范要求。

如改扩建旧路等级较低,则需要的评价分析工作就要

更加全面、深入。

3、在桥涵构造物评价过程中的主要问题是,由于原旧路设计时的荷载等级与

现行规范不同,故构造物上、下部有很多需要更换、加固以增强结构的耐久性。

4、因互通交叉是交通事故的高发区,故其安全性指标尤为重要。

本项目沿线

各互通交叉的安全性评价结果较好,在设计中应在最大限度内完善匝道的平纵线

形,真正做到行车舒适性和安全性兼顾。

7.2展望

在实际工程实施过程中,影响改扩建高速公路交通安全的因素应该包括人、车、

路。

本文仅对改扩建高速公路的道路和环境因素进行了评价分析,而全面研究应基

于人、车、路三者相结合。

人、车对改扩建高速公路的安全影响也是非常必要的,

使其成为一个体系,才可以更加真实的反映改扩建高速公路交通安全状况。

对高速公路设计方案的安全性评价,旨在结合高速公路的道路、交通及环境条件在

建设期对其进行全面的安全性评价,以期发现道路线形、几何设计要素、路基路面结构、

桥隧、交叉、交通工程设施等中可能存在的交通安全隐患,并针对发现的道路设施缺陷,

提出切实可行的交通安全保障技术和管理措施,以提高高速公路的交通安全水平。

使高

速公路建成后交通事故的危险性及严重性降到最低,具有十分重要的意义。

高速公路设计阶段安全性评价项目的实施,主要包括了以下6个阶段,见图2.1。

微观评价方法是在道路或区域路网层面上分析道路交通安全与道路特征、交通特

征、车辆性能、环境等因素的关系,依此制定道路基础设施改善、交通安全管理完善等

安全措施。

道路安全微观评价方法一般分为定性和定量两种方法。

定性方法主要是规范符合性

检查、道路安全审核的方法;定量方法主要是基于数学、统计的方法寻求交通安全与其

影响因素定量关系

[26]

道路安全微观评价方法

9

道路安全宏观评价主要通过分析道路安全状况随区域的社会发展、经济和技术发展

所产生的变化,研究区域经济、车辆保有量、人口及其构成与道路安全的相互关系,在此基础上制定宏观的技术政策方面的道路安全性改善措施。

道路交通安全的宏观评价可

以归纳为四种:

相对事故率法、时间序列分析法、回归分析法和综合事故率法

定性:

规范符合性检规范

规范

检查公路项目是否满足和安全有关的指标、标准

规范的要求规定。

规范符合性检查包含一下几个

含义:

不是检查公路项目是否符合所有的规范们

只是针对那些和安全有关的指标;针对现有规范

的检查;针对历史规范及现有规范的检查

定量:

速度一致性速度

设计一致性,是指公路实际特征与驾驶者的期望

特性相一致。

速度一致性评价是指利用这种相一

致的程度来评价道路安全性的方法。

该方法已经

融合到道路设计中,主要有基于设计速度的设计

方法、基于运行速度的设计方法和两种方法的结

合。

在完成现场调研踏勘后,全面开展安全评价工作,整理、分析数据文件和各种营运数据。

分析、研究惠河高速公路道路条件和交通特征,依据国内外相关研究成果和实践经验,进行安

全评价工作。

编制《惠河高速公路安全性评价研究》,并提出相应的安全改善建议。

在熟悉了公路项目安全性评价指南和山西某公路项目后,全面开展安评工作,整理建设项目文件,运用宏观评价和微观评价相结合的思路,采用规范符合性检查和速度一致性的方法对建设项目分析、研究,依据国内外相关研究成果和在张老师的细心指导下,进行安全评价工作,编制《山西某公路安全性评价》,并提出相应的安全改善建议。

5.2运行速度评价

5.2.1运行速度Vss的测算

(一)路段划分

根据路线平纵线形指标与预测车速的关系,速度预测模型将路线划分为四种基本路

段单元,即平直路段!

纵坡路段!

平曲线路段和弯坡组合路段"

5指南6中规定纵坡路段为坡度大于3%的路段(不区分小客车与大货车),通过计

算发现若采用以上划分标准,所求得的大货车运行车速与实际情况差异较大,主要原因

是由于大货车在纵坡大于2%的情况下,为提升爬坡能力其行驶速度就开始缓慢下降,

若按5指南6规定,纵坡范围为2%~3%的平直路段大货车为加速或均速行驶状态,根

据安全评价经验,这显然与实际情况不符"因此为使计算结果更切合实际,在划分路段

时将小客车与大货车区别对待,确定了如下的路段划分方式:

A平直路段:

半径大于等于1000米,小客车纵坡小于等于3%,大货车小于等于

2.0%;

B纵坡路段:

半径大于等于1000米,小客车纵坡大于3%,大货车大于2.0%;

C平曲线路段:

半径小于1000米,小客车纵坡小于等于3%,大货车小于等于2.0%;

D弯坡路段:

半径小于1000米,小客车纵坡大于3%,大货车大于2.0%"

本文选取其中的一段进行安全评价"首先初始运行速度V"开始,然后根据所划分

的路段类型,按直线段!

平曲线段和长大纵坡路段等分别进行运行速度V85的测算"在

测算中均采用5指南6中的运行速度模型计算,对直线段!

平曲线段采用公式法精确计

算;对纵坡段采用纵坡修正法;对弯坡组合模型采用两阶段弯坡模型计算"

(l)平直路段上按匀加速或匀减速运动进行测算"平直路段上期望速度:

小客车为

120Kln/h!

大货车为75Km爪;小客车采用加速度0.6而52,大货车采用加速度0.5而52"

(2)对于纵坡路段:

采用5特殊纵坡下各车型运行速度修正值6计算坡顶,坡底点的

速度;

(3)对于曲线段:

采用5平曲线上的速度预测模型6计算曲线中点和曲线出口速度;

(4)对于弯坡路段采用5弯坡组合线形下的运行速度预测模型6计算出弯坡曲线中心

点,出口点的速度"

5.2.2.影响因素的修订系数

度为

5.2.

行车道宽度对于运行速度的影响:

经过分析,全线的车道宽度为3.75m,路缘带宽

0.5m,路肩宽度为3.25m"

3.按桩号绘制沿线/运行速度图0

根据测算的运行速度数据以运行速度V85为纵坐标,路线长度为横坐标,绘制公路

沿线运行速度变化曲线,即沿线的/运行速度图0,及运行速度数据表格"利用运行速

度图表进行设计参数的安全性总体评价和部分路段的安全性检验"小客车和大货车的正

反向结点运行速度的测算分析分别见下表:

西南交通大学硕士研究生学位论文第21页

根据曲线半径和纵坡坡度的大小将整条路线划分为直线段!

纵坡段!

平曲线段和弯坡组合段等若干个分析单元,每个单元的起!

终点为预测运

行速度线形特征点"其中,纵坡坡度小于3%的直线段和半径大于300m的

大半径曲线自成一段;其余小半径曲线段和纵坡坡度大于3%!

坡长大于

300m的纵坡路段以及弯坡组合段!

桥隧渐变段,作为独立单元分别进行运

行速度测算;当直线段位于两小半径曲线段之间,且长度小于临界值100m

(95行程)时,则该直线视为短直线,车辆在此路段上的运行速度保持不

变"

4.3.2直线段运行速度预测模型

一!

直线段车辆运行速度的相关因素分析

司机的驾驶行为受很多因素的影响,其中有道路几何条件!

交通条件即

流量!

公路的服务水平及大车所占的比例等,环境和气象也对车辆运行速度

产生影响"

(一)交通条件

交通条件对车辆稳定运行速度会造成一定程度的影响"对于混合交通,

非机动车和行人对机动车的运行产生干扰,从而影响车辆的稳定运行速度;

同时,机动车中各种车型比例的不同,车辆的稳定运行速度也会不同;尤

其是大型车比例较多时,对其它车辆的稳定运行速度产生较大的影响"对

于同一车型的车辆驾驶性能的差异,也会对车辆的稳定运行速度产生影响"

此外,交通管理方式也会影响车辆的运行速度"

由于道路几何线形设计是基于不同的计算行车速度,为保证车辆运行

的安全性,不同的道路会设置不同的限速标志"瑞典在VTI交通模型中认

为限速标志对限速区间车辆运行速度的影响为〔26,:

砚"%玲一1+c.d(v,/VZ)2

(4一1)

式中:

VS,为限速标志区间内,自由流车辆的中位车速;VZ为进入限速

标志区间前,自由流车辆的中位车速;V:

为限速标志的限速值;c!

d为影响

模型的标定常数"

(二)道路条件

4.3运行速度预测模型

4.3.1运行速度分析路段划分

为了得到连续性的运行速度,将道路划分为几个不同的段落,预测车

辆在该段上的速度,划分的标准各不相同,本项目采用如下划分依据"

西南交通大学硕士研究生学位论文第22页

道路种类的不同,其交通干扰程度就不同,道路行驶质量也就不同,

从而使行驶舒适性和车辆的运行速度不同"

影响直线段上车辆运行速度的道路条件有:

直线段的长度!

直线段相邻

平曲线半径大小和前后平曲线半径之差,缓和曲线的长度,直线段纵断面

线形和道路横断面形式等"影响直线段车辆运行速度的显著变量是直线长

度,直线段长度过短,,车辆的运行速度不产生显著变化;随着直线长度

的增加,车辆运行速度会随之增大;在达到驾驶员的期望值后,车辆会出

现稳定行驶"直线段前端曲线半径的大小直接影响直线段车辆速度的变化,

若前端曲线半径过小直线段车辆运行速度会出现较大的速度增长过程;直

线段末端曲线半径太小,直线段车辆会提前减速行驶"缓和曲线的存在会

影响驾驶员对平曲线的判断能力及舒适程度,从而影响车辆的运行速度"

直线段纵坡的显著变化也会引起速度变化,尤其对于驾驶性能不良的车辆,

其速度变化更为显著"道路横断面上行车道!

路肩和路缘带宽度的不同也

会对车辆运行速度产生一定程度的影响"

(三)驾驶员主观因素

Mc1ean是第一个定义期望车速的人,/期望车辆是在自由流状态下,

驾驶员不受线形约束所选择的运行速度〔川"0期望车速是驾驶行为的反映,

受很多因素的影响,其中有道路几何条件!

交通条件等,与环境和气象也

有很大关系"

/交互式公路安全设计模型0(简称为工HSDM)研究〔28]中,/期望车

速0(SpeedExpe"tation)指在特定的设计时速下,由于道路环境的变化,

车辆将以不同于设计车速的实际运营车速行驶,这种运营车速与车辆所在

区段的设计要素相关"在工HSDM的基本模型中,期望车速是以设计车速为

中心上下起伏,形成了车速分布曲线,以这一曲线映射出道路设计的特性

变化"

图4一1期望车速分布曲线示意

西南交通大学硕士研究生学位论文第24页

同时车辆在下坡时由于受到的合力沿着坡道向下,所以车辆将会有加速度,

速度会不断增加"反之,车辆为上坡时,速度会不断减少"现得出纵坡运

行速度Vss的预测模型为:

KS=砚一vV(4一3)

珠为纵坡运行速度,气为坡顶或坡底初始运行速度,vV为运行速度

折减值"

本模型只考虑纵坡坡度大于3%,并根据大量的实测观察数据推算,得

出山区公路纵坡路段运行速度的折减值"

表4一3纵坡对速度折减值(km/h)

一一升和仁___一_一!

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