公路构造物安全环保设计论文

2022-04-28

摘要:随着我国经济的快速发展,人们生活水平不断的提高,公路桥梁在日常生活中起着重要作用,公路桥梁工程设计直接影响着行车的舒适性、安全性、耐久性、适用性、环保性、经济性和美观性。因此,对于公路桥梁工程的设计工作,需要相关的设计人员给予足够的重视。以下是小编精心整理的《公路构造物安全环保设计论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。

公路构造物安全环保设计论文 篇1:

灾后公路调查分析及处治建议

摘要本文通过公路地质灾害与地层岩性、断裂构造的内在联系和对灾后公路的调查分析,总结了公路及构造物受地震破坏的特征及特点,并建议在以后的公路勘察设计过程中加强公路工程抗震设防措施的理念,减少因灾难而造成的破坏和损失。

主题词地震公路网支挡生命通道

1 概述

北京时间2008年5月12日14时28分,四川省汶川县映秀镇发生8.0级特大地震!中交第二公路勘察设计研究院先后派出40多名专家及技术人员赶赴灾后现场,进行公路灾情调查评估,并对灾后公路重建可行性方案研究,本着“保通、保畅、保安全”的原则,兼顾绵阳地区的路网规划建设,使绵阳地区的路网建设更系统更合理,让绵阳地区灾后的经济又快又好地恢复与发展。

2 S105線震后破坏情况调查及处置措施

绵阳市境内省道S105南起与绵竹市交界的河清镇,向北经秀水镇、桑枣、安昌镇、永安镇、擂鼓镇、北川县城、陈家坝乡、桂溪乡、平通镇、响岩镇、南坝镇、水观至清川县接壤处,全长约150公里,总体上呈北东向延伸。永安镇以南为成都冲积平原,地势较缓,以平原为主,次为丘陵、陇岗地貌,海拔高程为500-700米;永安镇以北经擂鼓这镇进入的低山-中山区,海拔高程为700-2500米,向西地貌变陡,处于前龙门山(低龙门山)-后龙门山(高龙门山)分界线上。

省道S105线是通往北川、平武、青川等重灾区的重要交通要道,根据现阶段对沿线道路路况调查统计资料以及已经做的主要测试工作成果,部分路段目前仍然没有抢通或只有简易便道临时保通,随着雨季的来临,难以实现灾区国省干道公路“保通、保畅、保安全”。

省道S105线路基、路面受地震严重破坏的段落较少,只需局部整治边坡,挡墙,翻修路面,公路即能恢复畅通,但其中有几段(沙湾和南坝段)受地震影响破坏严重,边坡垮蹋严重,路基横向移动距离较大,路面破碎严重,临时便道路面窄,纵坡大,现行状况安全隐患较大,必须通过改线保持道路畅通.以下介绍重点路段的处理方案:

(1)沙湾至南坝段

S105线绵阳(桂溪至南坝)段,全线长约40公里,大部分段落通过整治边坡、重修挡墙、翻修路面等措施,公路能够恢复畅通。但沙湾至南坝段(K231+400---K236+000)长约4.6公里)路基、路面,边坡受地震影响破坏严重,无法保证道路畅通,其中道路左侧边坡高达300余米,河道被垮蹋的边坡所堵塞。为了抢险在河道的中间堆出一条临时便道,线形标准很低,纵坡大,临时便道无法错车,现行状况行车非常危险,如通过对原有老路治理无法解决,必须通过改线保证道路畅通。

K238+000~+900左侧滑坡 K238+200~+300滑坡中的小滑坡

K241文家山滑坡掩埋公路 K241文家山岩堰塞湖淹没公路

S105线在南坝镇分流为:南坝-平武(A线)和南坝-青川(B线)两个方向。

为了确保公路在灾后的通行能力达到震前的水平,结合绵阳远期路网规划情况,拟定了现有路线方案,从震后破坏严重的沙湾(K231+400)开始路线以桥跨越涪江,在涪江对岸以展线一直延伸至南坝镇对面与第二个路口垂直处以桥的形式跨江,顺接S105,经过南坝镇利用现有的路线到达南坝桥(桥长220米),再至平武,图中红线为A线,改线全长4.6公里(其中桥长为1.04公里);路线在南坝镇对面,分流为青川方向的路线长1.1公里(其中桥长为0.4公里),改线段路基宽8.5米,公路为三级公路标准,水泥混凝土路面。南坝至青川方向因受文家坝堰塞湖的影响路线已经被水淹没,建议远景规划公路,到平武方向的甘水井-青溪镇-青川的公路服务水平需提高,加快改扩建工程的进度,确保“生命线”的畅通。

K236+000~+150南坝大桥1 K236+000~+150南坝大桥2

南坝-青川段(南坝境内)边坡垮蹋严重,如走老线困难很大,老路被深埋10米左右,鉴于左侧边坡严重垮蹋,清理路面会造成边坡失稳,工程量巨大,即使清理了老路,若经历雨季,边坡将形成泥石流或大面积的垮蹋。经综合考虑,故把这段垮蹋边坡段落撇开,路线方案从南坝镇里面穿过,从南坝镇的第二个路口通过,在南坝镇以直线的线形通过,路线横跨三次河流,避开边坡滑塌段落,顺接S105线。南坝-平武段路线方案,如南坝大桥经检测桩基没有问题,路线方案就从原来的线位经过;如果南坝大桥经检测桩基不能利用,路线方案就从桥右侧通过。

在修建新线的同时,要治理垮蹋的边坡,在坡角修建挡护工程,同时要疏通河道,避免在雨季来临的时候所形成的泥石流对公路造成破坏。

设置路基下挡墙的时候,需考虑水库在蓄水和泄洪时对挡墙所造成的破坏。

在修建新线的时候,要确保现有抢险临时便道的保通,保安全。

在往平武方向经白草-青川方向,改扩建此条公路,避开文家山堰塞湖段落,完善公路网建设。

(2)陈家坝滑坡段

沿线受地震破坏的公路照片

K182~K182公路左侧山体滑坡和崩塌 K182~K182陈家坝滑坡中断交通

对路基裂缝,可以采用水泥砂浆进行加固和封缝;路面破损现阶段可以只采用局部修补进行处理;支挡工程的破损则需要考虑恢复重建与提高相结合的原则,采取重新修建,并且要求采用将砌片石砌筑,挤浆法施工,因为原有挡墙都是浆砌卵石砌筑,且大部分砂浆不饱满;对边坡崩落问题,现阶段对明显的、对公路危害严重的路段,采用主动或被动柔性网进行防护,配以局部的喷浆加固。

本段有两处大型滑坡,公路皆被滑坡阻断,目前在滑坡体上和河流中设简易便道通过。若清理滑坡体,可能造成新的次生灾害,因此必须对公路改线。第一段为K177~K179,第二段K282~K284段落。

改线段落(K177~K179)以路基的形式修建,路基长700米,然后接桥,桥长600米左右,再以路基的形式和老路顺接,路基长700米左右,路线全长2公里(桥长为0.6公里),路线等级为三级,路基宽8.5米,沥青路面,并对滑坡体进行整治,在坡角修建挡墙,同时要疏通河道,在新线修建的同时,要保证临时便道的畅通。

K282~K284段,因老路修建在巨大的古滑坡体上,边坡崩塌严重,路线被深埋,无法清理,更无法治理,滑坡体长400米左右,坡顶相对高度300米左右,道路两侧的房屋被埋,因为本路段陈家坝大桥垮蹋,临时便道从河里通过,通过陈家坝村,在河滩开阔的地方通过,此段河道受地震抢修公路和废墟的堆积,严重挤压河道,为保证本段落路线恢复畅通,必须重建陈家坝大桥,拟定方案在靠近河滩左侧以路基的形式通过(路基长约2000米左右),后接陈家坝大桥(桥长300米),路线等级为三级,路基宽8.5米,沥青路面,路基左侧靠近边坡滑塌的段落修建上挡墙,避免造成新的崩塌对公路造成破坏.鉴于这些受地震破坏所造成的病害,除小部分改变路线方案外,大部分还要靠通过养护、不断的维修来慢慢地使边坡稳定和减少次生灾害。故应增加地方地养护队伍和设备,当然也要重点及时根治危险路段的边坡。采取有力的措施保证交通线的畅通和往来人员物资的安全。

3.四川绵阳地区公路灾后破坏初步分析

四川绵阳地区地震沿龙门沟三条断裂带(汶川-茂县、棉竹-江油、映秀-北川)分布,省道105、205、302、X120在平行于断裂带的地方受地震破坏严重,与断裂带垂直或者有角度的地方受地震破坏较轻。

4:地震对公路的破坏的形式和原因

⑴、地震对公路的破坏的几种主要形式

(1)临河或路基外侧临空,临河或临空半幅路基下沉、开裂。

(2)地震导致地基液化、路基沉陷。

(3)山体滑坡、崩塌、落石将公路推断、掩埋。由于滑坡、崩塌。

(4)危岩,沿线部分路段边坡上分布有危岩。

⑵、地震对公路的破坏的原因:

(1)公路没有设防的,或者设防低的。

(2)公路在施工的时候没有按照设计要求来施工的。

(3)在公路选线的时候路线在古滑坡体上的。

(4)公路支挡设施没有考虑水库蓄水和放水的时候对挡墙的受力分析,或者在水电站修建的时候没有考虑此力对公路的破坏研究。

(5)因为在修建公路的时候,资金少,地方经济不发达,对公路设防级别低,也是地震破坏公路的一种原因。

(6)现行的抗震规范主要针对基本烈度进行抗震设防,在地震中桥梁结构的抗震性能目标缺乏明确的定义。

⑶、公路地质灾害与地层岩性、断裂构造的内在联系

5.12汶川特大地震,其主因是北川-映秀中央断裂再次剧烈活动所致,而产生的次生地质灾害,也与次级构造(节理、裂隙)、岩石的性质、结构构造等有着密不可分的内在联系。5.12汶川特大地震给公路造成的主要地质病害如下:

1、山体在漫长的地质作用和风化作用进程中,导致岩体产生多组节理,特别是与公路近于平行的张性节理,形成了形态各异的危岩体,原本摇摇欲坠的危岩,在此次大地震作用下导致山体成片崩塌或产生大块的落石。公路旁山坡岩壁高悬,有的落差达百米,巨大的落石(有的体积达10-30立方米)从高空坠落,砸裂公路、砸毁护栏。

2、因公路原有边坡开挖导致上部山坡岩体临空,在特大地震的强力作用下引起上部岩体顺层滑塌,滑塌将现有公路推断、掩埋。公路边坡原有的老滑坡、老崩塌在大地震强大的地震冲击力下,导致原有老滑坡、老崩塌的重新复活。

3、由于公路山体岩土松散的不稳定山坡,原山坡已处于极限平衡状态,在特大地震的强力作用下,形成新的滑坡、泥石流或崩滑等。

4、由于地震引起主断裂的运动及各次级断层的错动作用,造成公路水泥砼路面开裂、局部隆起等。

5、公路路基部分地段原本就有的沉降不一或地基不稳现象,在此次大地震强大的地震冲击力下,形成路面局部沉陷和和垮塌。

5、公路工程抗震设防技术措施:

(1)对第一种形式的路基病害,采取的防治措施有两种,一是路基外侧存在一定宽度地基土,则采取开挖部分路肩后重新碾压回填;第二就是对临河路基,则采取设置抗冲刷的重力式挡土墙或桩基础挡土墙进行支挡。两种方式都只针对路基。此种破坏形式下路面一般破坏较严重,要求破坏严重的路面挖除(根据破坏深度决定只挖除面层还是整个路面都挖除),在对基层或路床进行补强,一般通过注浆封缝和铺设土工格栅处理,然后新铺路面。

(2)对第二种形式的病害,则一般只进行路面补强或翻修。补强一般是采用注浆封缝+罩面处理,翻修则是对路面开裂破损严重的路段,首先挖除路面面层,然后在对基层行补强,一般通过注浆封缝和铺设土工格栅处理,然后新铺路面。

(3)对第三种病害,则应考虑恢复重建与保通相结合,按新建公路程序进行,新线方案的确定要综合考虑地区新的路网规划、该段地形地貌和工程地质条件等因素。

(4)对第四种形式病害,首先考虑清理危岩,对清理方量大,且废方处理困难的,考虑采用SNS柔性网进行主动或被动防护,在震后相当长的时间内要增加公路防护和维修公路的设施和人员。

(5)在地震区,高架桥梁不仅在横桥向设置抗震挡块,顺桥向也应设置防落梁构造措施,而且应适当提高构造措施的级别。适当加宽桥墩帽梁的尺寸。2)高地震烈度区,高架桥必须设置横桥向抗震挡块,并应适当加强。3)在7度以上城市的城市轨道交通高架车站慎用独柱式桥梁车站等。

针对我国尚缺少完善的抗震分析方法和专门的结构抗震设计规范的现状,建议迫切解决的五个关键问题:

1、合理的地下结构动力分析模型;

2、合理的区域地震烈度等级和工程抗震之间的关系模型;

3、应建立及时的工程地震预警分析;

4、震区公路网的布设分析及震后灾害结构物的修复规范;

5、地震动力损失及设防的标准;

6、反思与建议:

山区公路的选线要遵循“地质选线”的基本原则,不能与强烈的地震断裂带进行面对面的对抗。地质人员一定要深入的了解断裂带和地质构造所造成的安全隐患,作出路线方案安全可行的分析报告。一般来讲:面对重要的地质问题,首先应该是采取绕避措施,无法绕避时,应采取一些切实有效的解决措施。各等级的公路设防要求不一样,如边坡的高度对各个等级的公路能否有个明确的高度规定,比如说,挖方路段,对三、四级路边坡的高度应控制在20米以内,对高速和一、二级公路,原则上应控制在30米以内,特别是在公路施工建设中一定严格按照设计图纸来修建边坡,不要为了减少工程量,和加快工程进度而草草了事,对于深路堑也是如此,比如:在修建挡墙的时候用卵石修建挡墙,在地震中大部分段落都严重垮塌。

其次,研究开发多种边坡防护技术,以及工程措施,不仅是抗灾的需求,也是环保的要求,特别在沿溪线的下挡墙设计的时候,一定综合考虑水流流速在低值和高值时对挡墙的受力分析,以便在灾难发生时,避免因公路破坏所造成的人民财产损失和对生命挽救的延误,比如:在南坝镇由人民解放军空降某师修建的临时便桥,在灾后救援中起到了巨大的作用,但通行能力很差,部队要等6个小时左右才能通过河对岸去救援,严重耽误了挽救生命的宝贵时间,这个桥被当地人称为’生命之桥’,鉴于这些受地震破坏所造成的病害,除小部分改变路线方案外,大部分还要靠通过养护、不断的维修来慢慢地使边坡稳定和减少次生灾害。故应增加地方地养护队伍和设备,当然也要重点及时根治危险路段的边坡。采取有力的措施保证交通线的畅通和往来人员物资的安全。

最后,公路关键工点的损毁造成灾区路网瘫痪,灾区公路多处于特殊复杂地形、地质条件地带,陡坡山体、大的潜伏滑坡及崩塌体在地震激活下对公路造成破坏后,恢复难度大,缺乏的备用救援公路给灾区救援和灾后重建工作带来了巨大的困难,这也是要在以后公路建设中考虑的问题,确保在危难来临的时候有多座“生命之桥”多条“生命之路”来捍卫人民的生命和财产安全。

参考文献

1、四川省交通厅川交函[2008]333号文《关于对地震灾区高速公路及国省干線公路恢复重建工程调查、检测、评估和设计等工作安排的通知》。

2、《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)

3、《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)

4、《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)

5、《公路技术状况评定标准》(JTGH20-2007)

作者:刘华辉 张木森

公路构造物安全环保设计论文 篇2:

公路桥梁设计中的安全性及耐久性研究

摘要:随着我国经济的快速发展,人们生活水平不断的提高,公路桥梁在日常生活中起着重要作用,公路桥梁工程设计直接影响着行车的舒适性、安全性、耐久性、适用性、环保性、经济性和美观性。因此,对于公路桥梁工程的设计工作,需要相关的设计人员给予足够的重视。特别要对公路桥梁工程设计的耐久性和安全性进行重点考虑,这样设计出来的公路桥梁工程不仅会有更长的使用年限,同时还能保障出行人员的生命安全。鉴于此,本文就公路桥梁设计中如何有效提升其耐久性和安全性展开了探讨,仅供参考。

关键词:公路桥梁设计;安全性;耐久性

引言

我国每年因交通事故引发的人员伤亡数量是非常惊人的,造成如此多的交通事故除了司机方面的原因,还有因为公路桥梁工程建设的耐久性以及安全性的原因。因此,在公路桥梁工程的设计过程中,对于其设计的耐久性和安全性方面的考虑必须要格外重视,以保证公路桥梁工程更好地为人们服务,为社会发展贡献出应有的价值。

1保证公路桥梁设计安全性、耐久性的意义

公路桥梁是供公路或市政道路跨越河流、山谷或其它交通线使用的具有承载力的专门的人工构造物,具有连接不同地面交通的功能。在改革开放以后,随着我国交通建设速度的不断提升,使得其规模、数量等方面有了明显的提升。但是因受到社会快速发展的影响,对交通质量、功能等方面的要求有了明显的提升。尤其是对于公路桥梁的安全性与耐久性来讲,直接影响到了后期的使用。公路桥梁安全性是从桥梁的结构、承载能力等方面的评定,而在对桥梁质量进行评定时,则是从结构合理性、结构重要系数等来提出的,在安全模型、采集数据样本等环节中则需要针对应力、扭矩等进行分析。公路桥梁的耐久性则是从正常条件下桥梁在正常使用状态时的时间长度和频率、次数。在理论层面中则是针对材料、工艺含量等来说的。可以说公路桥梁的安全性、稳定性属于同一问题中的两个层面,不论是哪一个层面,一旦出现问题都会对群众的生命财产安全产生直接的影响。

2公路桥梁设计中存在的问题

2.1设计理念较为滞后

从全球视角来看,路桥建筑工程架构的施工水准不断提升,桥梁架构的规划流程也在逐步健全。不过国内由于一些长期存在的问题,全新的规划理念与流程的投入存在着非常明显的缺陷,绝大部分工程规划单位依然整体保持较为传统的规划理念,这也引发国内桥梁架构规划工作人员的整体理念较为保守。在进行桥梁架构的规划工作时,规划工作人员往往只考究工程运作的安全性,即挑选相对优异的安全系数,往往对整体项目的耐用性考究不足,并且,路桥工程规划工作人员对工程规划方案的调控意识不足,这也导致整体工程项目规划无法深入契合工程建设的真实需求。

2.2未严格根据要求开展公路桥梁的设计方案审核

公路桥梁设计具有较强的系统性、复杂性,为了确保公路桥梁的设计质量,应对设计图纸和设计方案进行严格审核,以有效控制公路桥梁设计效果的关键环节。审核设计方案时,应对施工材料性能、结构安全系数、公路桥梁设计的整体性进行严格审核,保证施工内容与相关公路桥梁建设规定相符合。同时,应排查在设计方案中存在的不足和漏洞,并及时进行修正和改进。在实际公路桥梁设计过程中,未根据相关要求和标准开展审核作业,未及时发现设计方案中存在的问题,影响设计方案的科学性、合理性。在具体的设计工作中,相关部门会模糊设计与审核工作的界限,未聘请专业的审核人员开展设计方案审核作业,影响审核工作的有效性,导致最终的设计方案存在问题,影响公路桥梁项目的安全性、耐久性。

2.3未科学设计公路桥梁结构体系。

在开展公路桥梁设计工作时,应以公路桥梁的具体结构为基础,确保公路桥梁结构与连接构件设计合理。在选择公路桥梁施工材料时,应加强施工材料控制工作,保证结构体系的安全系数,保证工程项目整体、局部材料的安全性,使公路桥梁结构构造体系满足建筑规定的设计标准,不断提高公路桥梁的耐久性、安全性。在实际设计工作中,未充分考虑公路桥梁结构的整体性、结构构件的安全系数等问题。在对受力情况进行计算时,未进一步审核计算结果,在设计方案中受力标识不明显,路桥局部构件的受力较大。一些工程的上部结构与下部结构设计均未达到相应的标准要求,降低了公路桥梁的耐用性、安全性。

3提高公路桥梁设计安全性与耐久性的措施

3.1优化设计理念

要注重专业、创新设计人才的引进,不断丰富人员的理论知识,多提供实践及会,完善人资结构,确保建设最佳。在过程中,需要将设计理念贯穿,将安全施工、耐久使用作为建设指导原则,贯彻规范标准,并适当的调整标准。设计理念的与施工技术有关,通过规范相应指标,可贯彻安全、耐用原则,能够兼顾结构,朝着正确的施工方向迈进。施工安全,工程耐用属于工程本质,关系工程质量,可以将其作为城市发展的命脉,能够确保质量,保障稳固,提升安全等级。只有确保设计最为科学,才可在追求质量与稳固的同时,确保设计最佳。

3.2完善设计方案

(1)结构与选材公路桥梁的设计结构和选材均会对公路桥梁的安全性和耐久性造成极大影响。因此,在设计过程中,设计工作者应结合建设区域的地质、地形、气候、水、土腐蚀等诸多条件因素,合理选择公路桥梁建设材料、完善设计结构,并且为后续施工提供指导,设计工作者还需要对各种材料的质量、规格以及产地等内容进行严格限定,在一定程度上避免施工中的偷工减料情况。(2)重视疲劳损伤设计在公路桥梁运营期间,桥梁在承受自重荷载和车辆、人群等荷载的影响,梁板处在一个弹性的工作状态,公路桥梁所承受到载荷变化将会引发公路桥梁结构的振动,长此以往之下便会导致公路桥梁出现疲劳损伤问题,该些问题在积累到一定程度上以后便会导致公路桥梁出现裂缝等严重质量问题,最终影响公路桥梁的安全性和耐久性。对此,设计工作者需要以设计方案为基础,通过仿真模拟技术等新型技术对设计方案进行仿真模拟,确定公路桥梁在后期运营过程中出现的各种疲劳损伤情况,进而对设计方案进行优化,避免因疲劳损伤引发各种严重的安全性和耐久性问题。

3.3重视公路桥梁损伤性设计

公路桥梁设计中,应考虑桥梁承受的荷载作用力较大,易在桥梁内部出现循环应力,导致结构疲劳损伤等各种问题。随着疲劳损伤的不断累积、扩展,会导致公路桥梁出现宏观裂缝。在这种情况下,若未采取科学措施对裂缝进行控制会导致公路桥梁出现裂缝、坍塌等问题。在对公路桥梁进行设计过程中,应全面分析桥梁损伤特点并开展有效的设计工作,并以公路桥梁疲劳损伤的具体特点为基础對公路桥梁的整体性能进行分析,提高耐疲劳性能较低部件的安全性、耐久性设计质量,提高公路桥梁的性能。

结束语

总而言之,公路桥梁工程进行实际的设计时,多关注公路桥梁的安全性和耐久性,将更多先进的设计理念以及相关的设计创新方法合理地应用到公路桥梁的设计之中,从而使得所设计出来的公路桥梁具有更高的质量水准,在更好地保障出行人员安全的前提下,进一步提升公路桥梁工程建设的安全性和耐久性。

参考文献:

[1]姜会玲.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析探讨[J].工程建设与设计,2020(7):124-125,128.

[2]赵耿.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2019(2):124.

[3]陈永辉,王锡斌.市政公路桥梁设计中的安全性和耐久性探讨[J].中国房地产业,2020(9):218.

作者:秦媛媛

公路构造物安全环保设计论文 篇3:

农村公路路侧安全设计研究

摘要:通过分析农村公路路侧安全现状以及道路安全设计的基本要求,研究提出了适合我国农村公路的路侧安全设计原则。结合农村公路的特征,系统研究了农村公路路侧安全设计方法,将宽容路侧设计理念贯彻其中,“主动”安全和“被动”安全相结合,实现了“安全”、“经济”的目标。通过路侧安全设计实施效果分析,良好的路侧设计对于防止事故发生,降低事故严重性,提高农村公路交通安全水平起到了明显的作用。

关键词:农村公路 路侧 宽容设计 安全

一、前言

随着我国农村公路的跨越式发展,农村公路的建设者和设计者往往更多地注重路面、线形等基本技术条件,仅期望行车道能够满足使用要求即可,而行车道以外的路侧区因不作行车之用往往被忽视。路侧条件的好坏,不仅影响驾驶员的驾驶心理,而且影响越出路外事故的严重程度,路侧危险常常引起群死群伤的路侧交通事故,据统计,三级以下农村公路交通事故中,路侧事故占了20%以上。因而,在有限的经济条件和占地条件下,农村公路也应重视路侧安全设计,减少事故发生率,降低事故严重程度。科学地实施农村公路路侧安全设计,可以有效地提高农村公路的运营安全质量。

二、农村公路路侧安全设计原则

路侧安全设计的目标是:一旦车辆驶离公路,车辆和路侧应该能保护乘客和行人不受严重伤害。基于我国农村公路的道路和交通特征,综合国内外道路路侧安全设计的基本要求,提出我国农村公路路侧安全设计的原则。

1.防止车辆驶离道路

一般驾驶员人为失误、车辆故障、公路条件、交通状况或环境因素都可能导致车辆驶离道路,可以从以上几个方面分别改进来防止车辆驶离道路。

2.防止车辆驶离道路后发生侧翻或碰撞路侧物体

当车辆侧翻或撞到路侧固定物体时,事故的严重程度和死亡概率会大增,因此路侧公用线杆、树、陡坡、排水设施和其它路侧物体都是潜在危险源。路侧斜坡和沟渠的结构要能降低车辆侧翻的概率,路侧固定物体尽量减少,如果必须则加以防护。

3.当侧翻和撞击固定物体事故发生后,尽量减少伤亡程度

另外路侧设置合理的防撞设施可以吸收撞击的能量,降低事故严重程度。

农村公路路侧安全設计应尽可能为冲出路面的驾驶员提供可以重新控制车辆并返回路面的空间,即使无法返回路面,也会使驾驶员某种程度的过失在道路交通系统中被化解,最大限度地降低了事故的严重程度。

三、农村公路路侧安全设计

路侧安全设计的核心是在路侧设计过程中体现宽容设计理念,宽容设计理念允许不慎驶出路外的车辆能够自行返回行车道,既降低了交通事故率,又可以减少车辆驶出路外的侧翻事故及减轻事故严重度。路侧安全设计要尽可能采取“主动”的预防和容错设计,必要时辅以“被动”的防护设计,如图1所示。

1.“主动”预防措施

路侧设计中“主动”的预防措施就是采取合理设置标志、标线等设施,加强诱导等对策,尽量使车辆保持在正常车道内行驶;设置震动标线和路肩震动带等对策,及时提醒驶离车道即将冲出路外的驾驶员返回。

(1)交通标志设置——合理设置轮廓标与线形诱导标

轮廓标设置于道路边缘,通常用以指示道路的方向、车行道的边界。在视线不良、急弯、车道数或车道宽度有变化以及连续急弯陡坡等路段应设置轮廓标和线形诱导标,可以提醒驾驶员正行驶于弯道上,减慢车速,有效地避免事故发生。农村公路为了节省建设资金、保证路基宽度,也可以设置成附着式。

(2)路肩处置——设置路肩震动带

路肩震动带通过车辆在上面行驶时产生的震动和噪声提示驾驶员采取措施返回正常行驶车道,对于因驾驶员疲劳驾驶、瞌睡、分神等原因导致路侧事故的降低非常有效。相对长直的路段最适宜实施路肩震动带,因为车辆在长直路段上行驶时,驾驶员的操作负荷很小,容易引起驾驶疲劳或注意力分散,从而驶出路外。路肩震动带的另外一个重要作用是在不利的天气条件下,帮助驾驶员定位到行驶车道。大雨或降雪时,可能导致路面标线辨识不清。在视认性较差或有限的条件下,路肩震动带能帮助驾驶员保持在正确的行驶车道上。考虑到农村公路建设费用问题,可以就地取材,用鹅卵石铺筑路肩,作为路肩震动带。当车辆偏离车道行驶在上面时,驾驶员会有强烈的震动感,以提醒他驶回原路面。

2.容错设计

容错设计是指结合农村公路的具体条件,采取一定的措施,降低冲出路外的车辆发生侧翻或与障碍物发生危险碰撞的可能性。具体应该从路肩处理、路侧边坡、边沟、危险物处理等几个方面解决路侧安全问题。

(1)路肩加宽与硬化

路肩一般由硬路肩(含路缘带)、土路肩组成,起到保护路面和路基的作用,并提供侧向余宽,侧向余宽为驶出路外车辆提供容错空间。如果路肩更宽,路肩与边沟、边坡的组合设计更合理,就可以为车辆提供更大的路侧净区。

多数条件下路肩加宽涉及到路基的拓宽,在农村公路建设项目资金有限的条件下并不是一个十分经济的对策,尤其是对于山岭重丘区的农村公路更是如此,而且路肩拓宽往往需要与大、中修计划相配合,与之相比,路肩硬化措施则显得更为经济、快捷。路肩硬化是增加路面宽度的一种最有效的方式,尤其是在路面宽度较小时,能起到提高通行能力、提高行车安全性的目的。在山区急弯、路窄陡坡等危险路段,或是有停车需求的路段,采用砂浆栽砌的路肩硬化方式,可以有效的改善行车安全。

(2)放缓边坡

研究证明,一般情况下车辆在通过1∶4的边坡时,驾驶员能较好地控制车辆,有效防止车辆侧翻,同时车辆也能够重新驶回行车道。在平原区农村公路,填方路基较低,在长直线尽头接小半径曲线外侧等处,在条件允许的情况下,可尽量放缓边坡,同时消除坡顶和坡底的坡角。

(3)可越式边沟

良好的边沟设计,在满足排水要求的同时,应尽量做到不导致驶出路外车辆翻入沟中或与边沟发生后果严重的碰撞。农村公路上设置的边沟相对于路面宽度而言通常具有宽、深、大的显著特点,给驾驶员造成心理上的压迫感,同时也给行人带来不便,如图3所示。而且对于山区农村公路,纵坡较大,汇水面积不大,大部分边沟的流水量也没达到其设计流量。基于此,设计人员应根据沿线地形地貌、路基填挖高度、实际汇水量、排水能力、工程造价与养护便利性以及对行车安全与环境景观的影响程度等方面综合考虑,采用灵活自然的断面形式和尺寸。

浅碟形边沟是目前国内比较提倡的一种边沟形式,与传统的矩形、梯形边沟相比,其在安全、经济、环保方面具有一定优势。在满足排水的条件下,可将边沟修建成浅碟形边沟,使驶出路外的车辆能驶回公路或不侧翻。应用浅碟式边沟的关键在于结合地形和路侧实际情况采取灵活的标准进行设计,可以选择浆砌卵石或混凝土预制块浅碟式边沟或直接采用浅碟式土边沟。

(4)清除或移除路侧障碍物

公路路侧粗壮树木、电杆、标志杆等尽可能远离路基,同时清除路侧粗大树桩、孤石等危险物。不能清除的障碍物要涂上示警标线或者设置隔离设施隔开。

四、“被动”防护设计

“被动”的防护设计就是采取设置护栏,缓冲消能设施,进行标志、公用设施杆柱可解体设计等对策,使冲出路外车辆不可避免地发生碰撞事故时尽可能减轻事故严重程度。

(1)护栏

路侧护栏是指设置于道路横断面两边土路肩上的护栏,用来防止失控车辆越出路外,保护路边构造物和其他设施,也可以保护行人、非机动车等弱势交通群体的安全。通常认为,只有当设置护栏后能降低碰撞严重性时才考虑设置,即如果车辆驶出路外后发生倾覆或撞击路侧坚硬危险物的后果被认为比撞击护栏更严重,那么就应该设置护栏。

(2)可解体杆柱设施

解体消能结构出现于20世纪60年代中期,如今已成为宽容路侧设计的一部分。所谓“解体消能结构”,是指各类标志立柱、照明灯杆、紧急电话机箱、交通信号灯柱等能抵抗风载和冰载;在受到车辆等的撞击时,通过自身的解体吸收能量,从而达到减轻交通事故严重性的目的。解体消能设施在受到撞击后,通过弯曲、剪切或断裂实现解体,允许车辆通过,而设施的残留部分不形成行车障碍。

3 农村公路路侧安全设计实施效果分析

在确立了农村公路路侧安全设计理念后,需要通过实际的实施效果来验证路侧安全的对策。为此,针对一些农村公路的事故多发路段,对路侧安全设计前后的事故情况进行对比。如表1、2所示,在宁波地区某条农村公路上事故多发路段上进行路侧安全设计之后,对路段的年平均事故数、死亡人数和受伤人数进行了调查,均产生了较大变化。

根据以上统计结果,路侧安全对策实施前后,事故多发段的年平均事故数、死亡人数和受伤人数均有较大变化,三项事故指标都有明显的下降,分别为设置前的315%、511%和113%,其中死亡人数和受伤人数大大降低,良好的路侧设计对于防止事故发生,降低事故严重性,提高农村公路交通安全水平,保障行车安全,避免人员伤亡和财产损失起到了明显的作用。

五、结论

(1)研究提出了适合我国农村公路的路侧安全设计原则。

(2)系统研究了农村公路路侧安全设计方法,将宽容路侧设计理念贯彻其中,将“主动”安全和“被动”安全相结合。

(3)通过路侧安全设计实施效果分析,说明了路侧安全对策设计的合理性。

参考文献:

[1]李峻利,过秀成.交通工程设施设计[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]中国公路建设行业协会.农村公路建设与管理必读[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]Transportation Research Board.NCHRP Synthesis 178 Truck Escape Ramp A Synthesis of Highway Practice[R].1992.

[4]辽宁省公路管理局,长安大学.西部地区农村公路建设关键技术研究[R].2005.

[5]邵毅明,等.高等级公路交通安全管理[M].北京:人民交通出版社,1999.

作者:阿依古丽•木沙于甫

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