避险车道是指长陡下坡路段行车道外侧增设的供速度失控车辆驶离主线安全减速的专用车道。
在山区高速公路长大下坡路段,经常出现载重车因制动失效,发生严重安全事故的现象。对于长大纵坡带来的道路交通安全问题,国内外已进行了大量的专题研究。紧急避险车道作为道路的一个组成部分,在各国应用广泛。
紧急避险车道是专门设置在坡度较大、存在危险的下坡道中,使失控的载重车驶入铺满卵砾石或碎石垫层,以沉陷的方式使处于危险状态的载重车停止下来,从而避免车祸发生的设施。这是提高山区公路交通安全的一种预防性措施。
避险车道主要由引道、制动车道、服务车道及辅助设施(路侧护栏、防撞设施、施救锚栓、呼救电话、照明)等组成,如图4-14所示。
1.避险车道设置的位置及间距
避险车道一般设置在长陡下坡右侧的视距良好路段。根据研究成果,紧急避险车道最好设在长大下坡第二个1/3处的末端,即在下坡中部和尾部的中间部分。如果考虑车辆下坡前制动系统容易发热且性能变差,对载重车造成隐患,此时紧急避险车道可设在该段起始部分,其他路段的紧急避险车道可按照2km左右间距加以设置。
避险车道入口应尽量布置在平面指标较高路段,并尽量以切线方式从主线切出。进入避险车道的驶入角不应过大,以避免引起侧翻。
2.避险车道的类型
(1)根据避险车道的宽度分类
1)半幅式紧急避险车道。停车车道宽度仅能使右侧(或左侧)半个驱动轴进入,另半个驱动轴行驶在路肩上,被称为半幅式紧急避险车道。因为车辆制动器是不对称的,因此需要在停车道的外侧设置阻拦装置,以阻止车辆冲出侧翻,该种避险车道对地形条件要求低,仅加宽部分路基,工程规模小。但容易造成车辆受损,一般不建议采用。
2)整体式紧急避险车道。制动车道的宽度大于重型车宽度的,称为整体式紧急避险车道。根据避险车道相对于行车道位置,又可分为分离式和平行式两种:分离式避险车道轴线偏离原有道路行驶轨迹,失控车辆需从正面进入制动车道。国内现有避险车道基本采用这种形式。平行式避险车道和行车道是平行的,车辆可以从正面或侧面进入紧急避险车道。侧面进入紧急停车道需在外侧设置阻拦装置,避免重型车冲出停车道,也可作为制动墙使用。
(2)根据避险车道的类型分类 根据避险车道的类型可将其分为上坡道型、水平坡道型、下坡道型和砂堆型四种,如图4-15所示。
图4-14 避险车道
图4-15 避险车道基本类型
a)上坡道型 b)水平坡道型 c)下坡道型 d)砂堆型
1)上坡道型车辆的停止,是通过坡床材料与轮胎间的滚动阻力和坡床面的坡度阻力共同作用实现,所需长度短,为常用形式。
2)水平坡道型车辆的停止,全靠坡床材料与轮胎间的滚动阻力实现,所需长度较长,特殊情况下可采用。
3)下坡道型车辆的停止,仅凭坡床材料与轮胎间滚动阻力实现,且坡度阻力助推汽车向前滑行,所需长度更长,在不得已情况下论证采用。(www.daowen.com)
4)砂堆型车辆的停止,其原理与上坡道型相似,区别是坡床砂堆厚度和滚动阻力系数渐变增大,且所需长度更短,但因砂堆减速过于强烈,易发生二次事故,故较少采用。
3.避险车道设计
(1)避险车道平面设计 避险车道是为失控车辆设计的,因此它的平面线形应是直线。平面布设上,应尽可能布设在曲线外侧,以曲线的切线方向切出。
引道起着连接主线与避险车道的作用,可以给失控车辆驾驶员提供充分的反应时间和足够的空间,减少因车辆失控给驾驶员带来的恐惧心理,保证其正常的判断能力。受地形限制,寻求恰当位置设置避险车道在山区往往非常困难。无法保证避险车道设置在路线平面曲线切线方向时,引道设计应避免流出角过大,同时引道上应设置较大的曲线半径予以过渡。
车辆进入避险车道之前,应保证准备使用避险车道的驾驶员,在引导的起点清晰地看到避险车道的全部线形。时隐时现的避险车道会给驾驶员不安全的感觉,往往会使驾驶员避开避险车道,而遗憾地错过一次救生的机会。因此,在避险车道前保证足够的视距是非常必要的,除根据规范要求设置必要的标志、标线外,至引道起点的行车视距至少应满足停车视距要求。避险车道的平面如图4-16所示。
图4-16 避险车道平面示意图
(2)避险车道纵坡及长度设计 设置避险车道的目的是为了使失控车辆安全停止。但各种失控车辆的情况大不相同,有的是因为车速过快,有的制动器严重失灵,在国内更多的是严重超载导致失控。因此,经验、公式都无法准确确定避险车道的长度。为保证避而不险,将避险车道做长、做大又会受地形、工程规模等许多条件的限制。避险车道长度与失控车辆的驶出速度、避险车道纵坡、坡道材料的对应关系,见表4-22。
表4-22 避险车道长度表
(3)避险车道断面设计 避险车道宽度考虑足以容纳一辆以上失控车辆,制动车道按照5m宽度进行设计。车道外侧设置LBA混凝土护栏。在东西高速中段设计中,考虑护栏可能会对失控车辆造成损害,沿避险车道外侧设置了1.5m高土堆进行补充防护。欧洲标准下的公路设计,对环保非常重视。为使避险车道在建成以后正常运转,采用的工程措施要保证排水畅通,预防填料的污染和堵塞。在避险车道周围及底部设置完善的排水系统,对制动车道的地表水和外溢的燃料,可通过直径为15cm的PVC盲沟排入特殊的污水处理池进行处理。避险车道的横断面示意图如图4-17所示。
(4)避险车道附属设计在避险车道设计同时,设置与避险车道对应的标志、服务设施(如在坡顶设置重型车检查站),可更有效地预防并减少失控车辆事故的发生。
图4-17 避险车道的横断面示意图
1)电话报警系统。在紧急避险车道附近设置紧急电话亭,可以打电话给运营中心报警。
2)电视监控系统。用于高速公路运营中心监控的电视监控系统,对于长大下坡及避险车道进行随时监控。
3)标线(水平信号)。为了使故障车停止而设置的紧急避险车道处的水平信号设施,也必不可少,用红色和白色的方格标线来表示,每个方格子宽1.5m,长3m。除了与紧急避险车道几何特征有关的特殊条件外,标线设置宽度至少4.5m,起于硬路肩或者右侧路缘带的外边界,止于制动坡床之前。
4)标志(竖直信号)。根据长大纵坡的信号设置要求,设置完善、特殊的垂直信号系统,以警示提醒驾驶员和乘客,引起驾驶员的注意,使其注意到坡道的危险性。
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