基于惠鹽高速公路改擴建的安全性評價實例應(yīng)用分析

張永明

(佛山市建盈發(fā)展有限公司，廣東 佛山 528313)

1 項目概況

惠深高速公路又稱惠鹽高速公路，惠深高速公路惠州段起于惠州市的古塘坳，止于惠州市與深圳市交界的坑塘徑，經(jīng)鎮(zhèn)隆、新圩、龍崗，南止于深圳市鹽田港，全長32.191 km?；萆罡咚俟饭こ逃?991年3月正式開工建設(shè)，于1993年4月全線建成并投入使用。2009年提出改擴建需求，擬擴建先行進行改擴建評價路段樁號為K1+497.847～K16+267.040。

2 安全性評價目標及內(nèi)容

2.1 安全性評價目標

根據(jù)惠深(惠鹽)高速公路擴建工程實際情況，較傳統(tǒng)的運營期交通安全評價相比，其安全評價范圍更廣、內(nèi)容也加豐富。本文重點對惠深(惠鹽)高速公路擴建工程的陳江互通先行段實施運營協(xié)調(diào)性、安全性進行評價，通過調(diào)研惠深高速交通流特性、擁堵路段、事故多發(fā)路段，旨在從路的線形組合視角下，分析存在的安全隱患、擁堵黑點等問題區(qū)段，為改擴建設(shè)計提供線形指標的優(yōu)化建議。

2.2 安全性評價內(nèi)容

(1)對路線設(shè)計使用的技術(shù)數(shù)據(jù)指標符合性檢驗。開展對該路段采用的平、縱、橫指標與規(guī)范要求的技術(shù)指標的規(guī)范檢查。

(2)交安設(shè)施安全性分析。在既往出現(xiàn)的交通事故中，應(yīng)對因中大型車引起的事故做深層次的調(diào)研分析，如視距、積水、逆向燈光等。

(3)運行車速協(xié)調(diào)性評價。根據(jù)對其實地調(diào)研情況及既往統(tǒng)計資料，采用高速公路安全性評價仿真系統(tǒng)對改擴建先行段進行評價，以提出改擴建工程的優(yōu)化建議。

3 交通事故分析

3.1 基于公安、交管部門事故數(shù)據(jù)的分析

為更加客觀真實反映路段安全水平的變化趨勢，考慮道路的里程、交通量情況，以億車公里為單位對歷年記載事故進行了統(tǒng)計分析，見圖1。

圖1 年億車公里事故率和億車公里死亡率

3.2 基于路政事故數(shù)據(jù)的分析

通過對事故類型形態(tài)的分析，可為分析道路條件和安全設(shè)施的有效性提供依據(jù)，同時為提出安全改善方案提供支撐。先行段2009年按事故形態(tài)進行整理分析，見圖2。

圖2 先行段2009年按事故形態(tài)分析情況

4 一般規(guī)定及布置檢查

4.1 線形評價

(1)技術(shù)指標符合性檢驗

表1 先行擴建段主線指標

經(jīng)核驗，主線指標中各線形指標均能滿足《公路路線設(shè)計規(guī)范》要求。

(2)交通流向分析

圖3 先行擴建段交通流向

伯公坳互通現(xiàn)狀為惠深(惠鹽)高速與G205交叉的菱形互通，其功能主要服務(wù)于周邊陳江鎮(zhèn)和鎮(zhèn)隆鎮(zhèn)。改建伯公坳互通預測遠景(2032年)總轉(zhuǎn)向交通量24 777 pcu/日，以陳江往返深圳和鎮(zhèn)隆往返惠州的交通量為主，其他方向的交通量較小。

4.2 運行速度協(xié)調(diào)性評價

(1)評價采用的指標及標準

①運行速度的連續(xù)性、協(xié)調(diào)性評價指標及標準

設(shè)計速度(v)是在良好內(nèi)外部環(huán)境狀態(tài)下，以駕駛員平均駕駛水平，能保證行車安全的最大行駛速度。而運行速度(v85)指在實際行駛速度中的第85個百分位對應(yīng)的速度。設(shè)計速度主要作為公路線性設(shè)計的依據(jù)，而運行速度主要作為檢測、評價路線質(zhì)量安全的指標?，F(xiàn)以設(shè)計速度和實際運行速度v-v85作為運行速度連續(xù)性評價的標準進行評價研究。

道路線形由直線、緩和曲線、圓曲線組成，以用相鄰線形路段運行速度差的比值RV進行協(xié)調(diào)性評價標準，按式(1)計算

(1)

式中：RV為相鄰兩個路段運行速度差的比值；vi為當前路段的運行速度；vi-1為前一路段的運行速度。當RV<0.1時，協(xié)調(diào)性較好；0.1≤RV≤0.2，協(xié)調(diào)性一般；RV>0.2時，協(xié)調(diào)性較差。

②平曲線協(xié)調(diào)性及舒適性評價指標及標準

平曲線協(xié)調(diào)性評價指標是檢驗路線線形連續(xù)性的重要指標，是以路段上每一個圓曲線半徑和該路段上所有圓曲線半徑的加權(quán)平均值的差值與此加權(quán)平均值的比值進行衡量，按式(2)計算

(2)

(3)

式中:R設(shè)計值為評價路段中單個圓曲線半徑設(shè)計值，m；Ri為評價路段中第i個圓曲線半徑，m；Li為評價路段中第i個圓曲線長度，m。

當0>KR>-0.2或0KR>-0.4或KR>0.4時，平曲線連續(xù)性為良，條件允許時可適當改善；KR<-0.4時，平曲線連續(xù)性差，在條件允許時，綜合考慮其它指標必須進行改善。

③豎曲線協(xié)調(diào)性評價指標及標準

單個豎曲線在整個路段縱面線形中的狀況，是以單豎曲線率與平均豎曲線率的比值KV進行評價。按式(4)計算

(4)

(5)

式中：VC為單個豎曲線率，為|L/A|；AVC為平均豎曲線率；Li為路段上第i個豎曲線長度；|Ai|為路段上第i個豎曲線上坡度代數(shù)差的絕對值；n為豎曲線個數(shù)。

當0>KV>-0.18或0KV>-0.36或KV>0.36時，豎曲線協(xié)調(diào)性為良，條件允許時可適當改善；當KV<-0.36時，豎曲線協(xié)調(diào)性為差，條件允許時，綜合其它指標必須進行調(diào)整。

④總體連續(xù)性評價指標及標準

公路線形的總體連續(xù)性評價是通過建立量化指標的理論模型，對路線線形進行連續(xù)性評價。量化指標越大，代表該路線的行車連續(xù)性越好、安全性、服務(wù)性能越高。其中指標計算如式(6)

c=6×e-0.1[S×(σ/3.6)]

(6)

式中：c為總體連續(xù)性指標，S為里程L內(nèi)第85%位車速與平均車速所圍成的面積與公路里程的商，S=(∑Si)/L，σ為車速標準差；

當c>3時，總體連續(xù)性優(yōu)，無須改善；1

(3)安全性評價系統(tǒng)簡介

高速公路安全性評價系統(tǒng)(HSEvas1.1)，以綜合公路的幾何線形指標、汽車的操控能以及駕駛員舒適性的基礎(chǔ)上，建立起來的一種在道路三維可塑模型下，更加真實反映實際行駛速度的預測速度，以此為基礎(chǔ)進行線形規(guī)范符合性檢查以及評價指標量化計算，最后對公路線形的設(shè)計質(zhì)量和安全性給出量化的評價指標，以輔助設(shè)計的優(yōu)化調(diào)整，從根源上提升“路”的本質(zhì)安全。

(4)評價結(jié)果及分析

①運行速度連續(xù)性評價結(jié)果見表2。

表2 運行速度連續(xù)性和協(xié)調(diào)性評價表

由表2可知，該路段的運行速度較好，較設(shè)計速度高出10～24 km/h，評價結(jié)果良好，而RV值小于0.1，評估結(jié)果為優(yōu)，該路段平曲線半徑較優(yōu)于設(shè)計規(guī)范值，平縱線形組合較好，說明設(shè)計速度有足夠的提升空間。

②平曲線連續(xù)性及舒適性評價結(jié)果見表3。

表3 平曲線連續(xù)性及舒適性評價表

由表3可知，該路段平曲線協(xié)調(diào)性及舒適性結(jié)果較差，主要表現(xiàn)在較優(yōu)路段與較差路段的半徑差值較大，此段大半徑平曲線占比較多，故平曲線加權(quán)平均值較大，而較小半徑會造成視覺突變，路段平曲線協(xié)調(diào)性較差。

而陳江互通區(qū)段兩個平曲線半徑較大，協(xié)調(diào)性較好，且橫向加速度α值均在較優(yōu)范圍內(nèi)，表明此段行車舒適性較好。

③豎曲線連續(xù)性評價結(jié)果見表4

表4 豎曲線連續(xù)性評價表

由表4可見，Kv值出現(xiàn)多個“差”的評估，說明在此路段中豎曲線連續(xù)性較差，變化較急，對行車安全將產(chǎn)生不利影響，有必要重新調(diào)整縱斷面設(shè)計，使Kv滿足要求。

④綜合評價

應(yīng)用安全綜合評價模型對設(shè)計速度與運行速度差、總體連續(xù)性等進行綜合評價，結(jié)果見表5。

表5 評價區(qū)段各個指標的綜合評價表

從上表5的分項指標中可以看出豎曲線評價為差，應(yīng)重點加以改進。圓曲線、設(shè)計速度與運行速度差兩的評價結(jié)果為“良”，其余綜合評價為“優(yōu)”，因此，即總體線形連續(xù)性較好，評價為優(yōu)。

4.3 安全性評價優(yōu)化建議

根據(jù)HSEvas的評價運行結(jié)果分析，惠深(惠鹽)高速先行改擴建段總體運行車速協(xié)調(diào)性較好，也存在個別區(qū)間平曲線協(xié)調(diào)性和豎曲線連續(xù)性稍差，但總體平縱路線綜合評價較優(yōu)。陳江互通段因平縱線形較好，但考慮到加減速車道交通較多，建議采用100 km/h的設(shè)計車速；豎曲線指標差的路段，建議從安全、工程經(jīng)濟等角度綜合考慮，盡量改善。由于部分新舊路基拼寬易產(chǎn)生不均勻沉降、路面積水、車輛交織等不利影響，應(yīng)予以解決剔除，提升道路的運行速度和使用安全性。

5 安全性評價應(yīng)用展望

(1)項目按照安全性評價優(yōu)化建議改擴建完成后，自項目2016年通車至2020年，通過近5年運營情況，經(jīng)過對該路段安全水平的變化情況跟蹤觀測，觀測年度內(nèi)億車公里的事故率和死亡率均有顯著下降。

(2)說明項目實施前其進行安全性評價分析對平縱線形的優(yōu)化及道路安全運營有較好的輔助作用，為公路安全設(shè)計提供有效科學支撐。

(3)在建設(shè)交通強國鮮明的時代背景下，開展道路安全性評價，踐行“以人為本”的安全發(fā)展觀必將成為公路發(fā)展的趨勢。