摘 要

目前，高速公路长大下坡路段是大型货车频繁发生刹车失灵,发生重大交通事故的集中路段。为了改善高速公路长大下坡路段的安全情况，采用避险车道的方法可以有效地减少交通事故。但是国内现行规范上，关于高速公路避险车道设置的相关内容存在不足，而目前避险车道设置存在一些问题，极大减弱避险车道的使用效果。

本文对高速公路长大下坡路段进行分析，先从道路的设计、施工、运营的角度分析了国内避险车道存在的问题，后从驾驶员、车辆因素分析了长大下坡路段车辆发生交通事故的原因。通过地形条件、坡度及坡长、平面线形、刹车片温度、事故率等确定避险车道位置，再对避险车道的组成、类型、入口夹角、平面设计、纵断面设计等方面进行了设计研究，尤其对制动坡床提出了创新性方案设计，并且分析了车辆在新型制动坡床上减速过程中的能量转换。与普通制动坡床的对比，验证其减速效果，证明其工程可行性。最后提出了在避险车道前一部分路段采用信息诱导进而纠正其驾驶行为的解决方案，比如通过设置交通标志、标线及其诱导设施等交通安全设施，改善避险车道的使用效果。

关键词：高速公路；避险车道；安全设施；标志标线；视线诱导

Abstract

At present, the long downhill section of expressway is the concentrated section where large trucks frequently fail to brake and major traffic accidents occur. In order to improve the safety situation of the long downhill section expressway, the use of the truck escape ramp can effectively reduce traffic accidents .However, the current domestic norms lack the relevant content of truck escape ramp settings, and there are some problems in the current truck escape ramp settings, which greatly weakens the use effect of the truck escape ramp.

In this paper, the long downhill section of expressway is analyzed. Firstly, the existing problems of domestic truck escape ramps are analyzed from the point of view of road design, construction and operation. Then, the causes of traffic accidents on the long downhill section are analyzed from the driver and vehicle factors. Through terrain conditions, slope and slope length, plane alignment, the brake pad temperature, accident rate and so on, the location of the truck escape ramp is determined. Then the composition, type, entrance angle, plane design and longitudinal section design of the truck escape ramp are designed and studied. Especially, the innovative scheme design of the brake slope bed is put forward, and the energy conversion of the vehicle in the process of deceleration on the new brake slope bed is analyzed. Compared with ordinary brake slope bed, its deceleration effect is verified and its engineering feasibility is proved. Finally, a solution is put forward to correct the driving behavior by using information guidance in the front part of the escape lane, such as improving the use effect of the truck escape lane by setting traffic safety facilities such as traffic signs, marking and guidance facilities.

Key Words: highway; truck escape ramp; safety facilities; marking; sight guidance

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究的目的及意义 1

1.1.1 研究目的 1

1.1.2 研究意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 3

1.2.3 国内外研究总结 4

1.3 研究内容 5

1.4 研究的技术路线 5

第2章 避险车道设置的现状分析 7

2.1 避险车道的研究类型 7

2.2 国内避险车道存在的问题 7

2.2.1 设计方面 7

2.2.2 施工方面 9

2.2.3 运营方面 10

2.3 避险车道存在的问题的原因分析 11

2.3.1 驾驶员因素 11

2.3.2 车辆因素 12

2.4 本章小结 12

第3章 高速公路避险车道的设计研究 13

3.1 设置原则及设置位置 13

3.1.1 设置原则 13

3.1.2 设置位置 13

3.1.3 设置位置范围调整 14

3.2 避险车道结构设计 15

3.2.1 引道设置 15

3.2.2 线形设计 16

3.2.3 新型制动坡床设计 17

3.2.4 新型制动坡床的可行性分析 19

3.3 附属设施设计 22

3.3.1 防撞消能设施 22

3.3.2 服务车道 23

3.3.3 排水设施 23

3.4 本章小结 23

第4章 交通安全设施设计 25

4.1 交通标志 25

4.2 交通标线 27

4.3 视线诱导设施 27

4.4 其他交通安全设施 30

4.4.1 护栏 30

4.4.2 照明设施 31

4.4.3 救援设施 31

4.5 本章小结 31

第5章 结论 33

5.1 研究结论 33

5.2 问题及建议 33

5.3展望 33

参考文献 35

致谢 37

第1章 绪论

1.1 研究的目的及意义

1.1.1 研究目的

目前，高速公路长大下坡路段一直都是大型货车频繁发生刹车失灵,发生重大交通事故的集中路段。为了改善高速公路长大下坡的安全情况，可以采用避险车道的方法，进而有效地减少交通事故带来的人员财产损失。根据国内现行规范，关于设置高速公路避险车道的内容不足，而现在有些避险车道的设置存在问题，比如很多避险车道没有设置引道、有的避险车道纵坡太大、有的避险车道的制动坡床集料板结、有的避险车道甚至驾驶员无法确定其位置，这些都无法保障驾驶员的行车安全。

因此，本文对高速公路长大下坡路段进行分析，优化避险车道设计，从而改善了避险车道的使用效果。

1.1.2 研究意义

根据国家统计局的数据，2017年全年交通事故发生数总计有20万起，其中死亡63772人，带来直接财产损失总计达121311万元。近年来，我国交通事故数量居高不下，交通死亡人数全世界第一，严重影响我国交通的可持续健康发展。因此，很有必要对交通事故频发路段，尤其是对长大下坡路段进行研究分析，进而采取优化设计方案，减少交通事故的发生概率。

我国西部地区地形复杂，并以高原、丘陵为主，地形落差大，出现了很多长大下坡路段，且与东部相比，建设资金少，施工难度大，线性指标低，因此这些路段危险系数极高。在这些路段上，载重大型货车下坡时会连续刹车致使其刹车鼓温度急剧升高，刹车性能降低，极易冲撞其他车辆或者冲出路外，从而发生交通事故。因此，长大下坡路段成为交通事故频发路段，合理设计、建设避险车道很有必要。避险车道有两个作用：一是使失控车辆离开主线，不让其干扰主线车辆；二是给已失控的车辆留出驶离主线车道的空间，使失控车辆安全减速、平稳停车，减少了事故造成的人员受伤和车辆严重损坏等损失。

避险车道对于保证失控车辆的安全具有重要作用，但是目前避险车道设置存在不足之处，减弱其保护功能。本文从避险车道的设计和标志标线等诱导设施着手，加强诱导失控车辆驾驶员，使其安全驶入避险车道，同时对制动坡床进行改造，对末端消能设施进行合理设计，强化了普通避险车道的功能。因此，本文研究的课题对于解决避险车道存在的问题具有重要意义。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

避险车道最早起源于美国。在1956年，美国经常发生因刹车失灵，车速过快而导致车辆失控冲撞其他车辆或者冲出路外的交通事故，但是人们发现失控车辆撞向路边废料堆或者冲到山坡运滚木的旧路，可以避免严重交通事故。

经过很长的时间证明，避险车道的设置对降低高速公路事故率非常有效，因此美国研究人员对避险车道的设置进行了进一步的研究。

在1982年美国联邦公路管理局就通过“地形纵坡严重性程度排序系统的构建与评价”提出了：避险车道的设计形式和位置应考虑道路沿线的自然地形条件、道路线性及纵坡、相邻区域的视距条件、与纵坡间距、冲入避险车道的最大车速、和坡顶的间距^[1]。这些都给后面的避险车道的设计提供了参考。

在1989年美国联邦公路局提出了坡度严重分级系统，该系统利用动力学原理和刹车鼓温度模型，再结合具体的道路线形，判断出公路中危险路段的位置，给避险车道的设置提供了依据^[2]。