宽容路侧安全设计应用

宽容路侧安全设计应用主要内容1.路侧宽容设计基本概念2.路侧安全设计历史回顾3.我国路侧安全问题4.实车试验5.路侧设计主要内容与案例

1.路侧宽容设计基本概念

基本概念路侧设计（RoadsideDesign):是指介于路权范围内，车道和路肩以外的设计。包括边坡边沟设计、排水设施、护栏、各种杆柱（电线杆、标志立柱、树等）及消能设施设计等。宽容设计（ForgivingDesign）：在一定程度上，设计人员为操作失误或操作错误的驾驶员提供减轻事故严重程度的安全设计。路侧净区（ClearZone）：对侵入路侧车辆不构成危险隐患的区域。2.路侧安全设计历史回顾2.1国外路侧设计历史回顾路侧安全设计研究始于20世纪60年代左右，美国KennethA.Stonex在《公路安全研究学报》中发表了《路侧设计》文章，标志着美国科研人员开始涉足路侧安全设计领域的理论探讨。1967年美国公路与运输协会ASSHO(AmericanAssociationofStateHighwayandTransportationOfficials）交通安全委员会特别报告——《公路安全设计和运营实践》。这份报告被称为路侧安全方面有名的“黄页(YellowBook)”。在报告里陈述了公路安全问题，提出了一些减轻路侧危险原则和方法，广泛用于公路建设。1974年“黄页”再版，强调指出：为了保障安全有必要为驶出路侧的车辆提供一个没有障碍物的空间区域，初步确定了路侧需为车辆提供9m以上路侧净区，保证驶出路外80%的车辆能安全返回，这就是最早路侧净区（ClearZone）的来历。在随后修建的许多道路，在净区内的障碍物都被移走、重置或用护栏和防撞垫进行防护，在很大程度上为“犯错误”的驾驶员提供“改错”的机会，这就是宽容型设计理念（ForgivingRoadsideConcept）的由来。

1988年AASHTO路侧安全组出版了第一版《路侧安全指南》。此版本还包括了：公路护栏的选择设置设计、路侧安全与经济、路侧地形与排水设施结构、标志和照明支撑以及施工维修区的安全附属设施等内容。1996年ASSHTO再次修订出版《路侧安全指南》。2002年ASSHTO第三次修订出版了《路侧安全指南》，进一步强化了宽容设计理念，增加了NCHRP350报告相关硬件的评估标准和路侧邮筒设置章节。经过60多年的研究和实践，美国对路侧净区、边坡、排水设施、标志电线立柱、护栏及其过渡、护栏端头处理、缓冲设施、施工区的路侧安全、城市路侧安全等等设计进行了详尽的规定；日本、法国、意大利、德国等国家在二十世纪六、七十年代相继开展了有关公路安全护栏方面的研究工作，建立了相应的试验设施，提出了适应各自国情的护栏设计方法，并在不断更新改进。2.2国内路侧设计历史回顾我国的路侧设计主要还是比较集中在高速公路护栏的设计、施工上。1994年初我国制定了行业标准(JTJ074-94)《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》，对路侧护栏、中央分隔带护栏、桥梁护栏、隔离设施、防眩设施、视线诱导设置原则、设置条件、设计和施工要求作了比较详尽的规定。2004年起我国开始实施公路安全保障工程，初步提出把路侧安全设计纳入公路安全改造设计范围，对路侧安全防护、诱导设施和排水边沟提出了要求。我国公路交通的发展经历了求通、求畅、求安全、求舒适的过程。安全中，路侧的安全性不容忽视。3.路侧安全问题背景——

中国年交通事故死亡人数，相当于平均每天发生两次机毁人亡的空难——

机动化的快速发展使中国的道路安全问题日益突出，在今后若干年间，中国将承受越来越重的交通安全压力机动化进程交通死亡数

国家(人口)事故数死亡人数注册车辆受伤人数中国

(13亿)667,507104,3720.87亿494,174美国

(2.8亿)6,316,00042,8152.2亿2,926,000

我国已经连续三年官方统计交通事故死亡人数超过10万人，占全世界交通事故死亡人数的17%以上，而我国同期的汽车保有量只占世界的2%。中国的道路安全问题引人注目不同年份类型道路事故死亡人数构成示意图2003一般来说,设计标准高的道路,交通事故率低,设计标准低的道路,交通事故率高.人路车道路交通安全问题是人车路相互作用不协调的结果，涉及到车辆状况、交通管理水平、道路设施防护能力、道路使用者素质等多方面的因素

路侧交通事故的特点及严重性

美国2002年死亡人数–42,815路侧交通事故死亡人数–13,245从25%到39%,呈上升趋势

3.1路侧事故概况

我国进入交通事故高发期以来，每年约有70万起事故，10万人死亡。单车侵入路侧事故占公路事故中大约30%的比例。在一次死亡3人以上的重特大恶性事故中，由于车辆冲出路外坠落陡崖或高桥的路侧事故约占重大恶性交通事故的50%。

3.2路侧事故分析侵入路侧事故的伤亡是由路边障碍物造成的。据美国事故数据统计：侵入路侧的事故直线和曲线上的比例，直线大约58%，曲线上42%。约有39%的死亡事故是由路边障碍物造成的。不同事故死亡比率是：侧撞（20%）、正撞（14%）、追尾（5%）、擦碰（2%）和其它原因（20%）据美国事故数据统计：侵入路侧的事故直线和曲线上的比例，直线大约58%，曲线上42%。树排水设施护栏路堤路侧设施杆/柱造成路側事故死亡的原因据美国事故数据表明在这类伤亡事故中，翻车占第一为42%，其次顺序为撞树25%，撞电线杆7%，撞边沟和边坡5%。尽管我国比例有所变化，但群死群伤的路侧翻车事故和撞路侧障碍物危险度非常高。3.3路侧事故原因与对策车辆侵入路侧的原因：（1）疲劳驾车或注意力不集中（2）超速（3）酒后或药后驾车（4）为了躲避障碍物（5）雨雪冰使道路太滑（6）能见度低，视线不好（7）车辆零部件失灵。车辆侵入路侧的对策：路侧安全设计不管什么原因使车辆驶出路外了，路侧环境都应该为驾驶员提供一个平稳或缓坡而且没有障碍物的路侧净区，以减少事故和事故的严重程度。宽恕设计理念允许驾驶员犯错误驶出路外，同时提供尽可能减少事故或事故严重程度的路侧安全设计。1.路侧防护设施设置等级、类型与路侧特征不相符。如：无安全防护设施或防护能力不足。

3.4我国典型的路侧安全问题2.路侧边坡边沟设计不规范，无安全概念

3.路侧净区没有保证4.护栏端头未进行特殊处理5.施工区的防护无明确规范6.等级公路几乎未设置消能设施3.5路侧安全设计的重要性遏制群死群伤和事故高发的一个重要先决条件是从根本上解决路侧安全问题。等级公路路侧安全问题越来越明显，尤其30万公里山岭重丘区二级以下的低等级公路路侧安全问题极为突出，诱发大量事故。目前即将开始的农村公路建设，需要对路侧安全给予充分的重视。4.影响路侧安全的因素及实车试验4.1路侧安全影响因素分析尽可能保证车辆不发生驶离道路、冲出路外的事故。影响路侧事故严重程度的因素有：（1）路侧状况（边坡坡度、排水沟形状与大小）（2）路侧固定物（桥墩、桥台、涵洞口突出物、刚性标志杆、大树、路侧岩石、防护装置等）（3）防护设施情况（护栏形状、护栏端头等）路侧净区（上述1和2的情况综合即可认为是路侧净区）。路侧净区越大，安全性越好。4.2不同路侧与防护的实验

针对路的不同情况，进行安全性试验，以检查各种设施与设置的安全性水平。路侧固定物；路侧边沟设置；路侧杆柱等；护栏及其端头；其它设施等。护栏实车碰撞试验过程（1）进行实验设计（2）进行护栏结构和护栏基础设计（3）护栏施工同时加入传感器或钢筋上加装应变片（4）选择实验车，配载、装上传感器（假人）（5）碰撞实验（加速、选择碰撞角度）（6）实验结果处理实车碰撞试验场实车碰撞试验过程实车碰撞试验过程客车碰撞混凝土护栏卡车碰撞混凝土护栏护栏碰撞后变形及偏移示意图5.路侧设计主要内容与案例主动引导、适度防护因地制宜、综合处理注重环保、和谐处置宽容性道路安全设施设置要点安全防护的原则第一层次：主动引导第二层次：尽可能降低事故伤害程度第三层次：被动防护

第一层次：主动引导1改善视距2有效诱导视线的措施3有效的标志标线4有效防止超速的措施5路侧振动措施6改善线形7改善超高8改善路面等第二层次：降低事故伤害程度使用较缓边坡1：4以上使用浅碟形边沟确保路侧净空的安全性

粗壮树木、电杆、标志杆等物体尽可能远离路基清除粗大树桩、孤石等危险物对涵洞、边沟等进行处理第三层次：被动防护设置护栏，最大限度地实施保护，设置时应考虑环境与生态、因地制宜，综合处理。护栏设置准则根据路侧危险情况（坡度与高度）设置相应等级的护栏。两害相权取其轻。护栏有选择地选用(一)路侧安全设计的工程措施路侧宽容设计可分为三个层次：首先是使用工程措施，减少驾驶员驶出路外的机会。第二是理想宽容设计，路侧有足够净区和科学的边坡边沟设计，即使车辆驶出路外也不会发生危险。第三层次是路侧净区不足或无净区，应适情设置护栏。总之，路侧设计要尽可能减少使车辆发生危险的可能性和降低危险的严重程度。（二）路侧净区不足固定物处置原则1.移除障碍物。2.重新设计横向障碍物使车辆能安全通过。3.把障碍物放置到一个不容易被车撞倒的地方。4.用消能易折材料或物体来降低碰撞后的严重程度。5.通过设计导向护栏和缓冲垫来防护障碍物。6.在上述五种方法都不可行的情况下，把障碍物轮廓标明（设醒目反光漆）警告驾驶员。

5.1使车辆保持在车道内行驶的设计设计原则：

所有的公路都应通过主动与被动（如振动、诱导等）的交通工程设计来警告和提醒驾驶员保持在车道内行驶，防止车辆驶出路外和冲入对向车道。设计参数：标志与标线设计，诱导标、轮廓标设计的位置、间距等路肩振动条深度、长度、位置等小半径急弯路侧诱导设施设计案例轮廓标轮廓标显示道路方向和边缘位置

仿树桩示警柱引导线形

立体标线(错视觉标线)引导视线

视线诱导标引导道路方向道路中线振动条设计案例路肩振动条设计案例路肩振动条设计案例路肩振动条设计案例路肩振动条设计案例5.2路侧净区设计设计原则：根据设计车速、交通量、道路几何线形来确定路侧净区大小，既要考虑成本与现状条件又要安全效益。主要内容：边坡、边沟、排水设施、路侧障碍物等的安全设计设计参数：净区距路肩边线距离、路权范围的距离。理想路侧净区设计案例净区净区（1）边坡设计设计原则：确保大多数车辆驶出路外能安全返回行车道。设计参数：坡度、边坡高度等。路侧安全处理增加路肩宽度（2）边沟设计设计原则：车辆驶出路外不能因边沟等排水设施而侧翻、卡死或严重碰撞。排水设施包括集水沟、集水管、横向排水管等。下面主要介绍集水边沟,其设计参数包括：边沟的形式、前坡后坡坡度、边沟宽度和深度等。浅蝶形边沟设计案例矩形边沟设计案例安装盖板提供安全性V型边沟案例梯形边沟案例抛物面边沟案例边沟处治边沟处治（3）排水设施设计（4）标志牌、公用电线杆等立柱设计标志牌立柱、信号、照明电杆、铁路警告设施、紧急电话和其他公用事业柱子等立柱结构物的设计原则：设计位置尽可能不会与驶出路外车辆碰撞，立柱材料和结构满足解体消能要求，立柱有明确的标识。标示危险物案例解体消能设计5.3路侧护栏设计设计原则：路侧净区不足，考虑清除路侧障碍物不经济如果设置护栏后的事故严重度比不设护栏低相关参数：

护栏的性能等级、路侧危险等级、路堤边坡坡度和高度、路侧危险物、交通量、车速、摩托车、行人和非机动车、成本效益比护栏性能等级选择：主要考虑交通组成卡车的百分比、几何线形和事故的严重程度。护栏形式的选择,应针对每条公路的具体情况,充分比较各种护栏的性能,分析行驶安全感、压迫感、视线诱导、了望的舒适性,并考虑与公路周围环境的协调,结合经济性、施工条件及养护维修等因素,在综合分析的基础上确定。波形梁护栏刚柔相兼,具有较强的吸收碰撞能量的能力,具有较好的视线诱导功能,较混凝土护栏具有一定的通透性，可用于美观性要求较高的一般路段和沙漠、积雪地区。

－混凝土护栏防止车辆越出路(桥)外的效果好。但当车辆与护栏的碰撞角度较大时,对车辆和乘员的伤害大。可用于山区急弯路段外侧、路侧为深沟、陡崖，车辆冲出将导致严重伤亡事故的部分路段。－缆索护栏属柔性结构,车辆碰撞时缆索在弹性范围内工作,可以重复使用。缆索护栏立柱间距比较灵活。但缆索护栏施工复杂,端部立柱损坏修理困难。不适合在小半径曲线路段使用。诱导性较差,架设长度短时不经济。风景区公路采用缆索护栏较为美观。－考虑到山岭重丘区的施工、材料运输、维修便利，可采用经验证的其它形式的护栏，如钢管护栏、木制抗冲撞护栏、石砌护栏等。波形梁护栏桩设计案例波形梁护栏设计案例波形梁护栏设计案例波形梁护栏设计案例缆索护栏设计案例缆索护栏设计案例混凝土护栏设计案例混凝土护栏设计案例混凝土护栏设计案例木护栏设计案例其他护栏案例其他护栏案例选择合适的护栏型式新型护栏

5.4桥梁护栏及过渡段设计设计原则：桥梁必须设置一定强度等级的护栏。相关参数：护栏的性能等级、交通量、车速、摩托车、行人和非机动车、与道路护栏的防撞性过渡、成本、美观的设计要求。桥梁钢护栏设计案例桥梁钢护栏设计案例桥梁钢护栏设计案例过渡段设计案例—过渡段长度过渡段设计案例—护栏端头处理5.5护栏端头和消能设计设计原则：

当护栏末端在净区有可能被车辆撞到的地方，护栏末端必须经过处理。相关参数：

护栏末端长度、护栏锚固的强度、末端安装的吸能装置的吸能大小等。

端头处理设计案例端头处理设计案例护栏端头处理——纯化端部闪避消能端头处理设计案例消能设施设计案例5.6施工区的路侧安全设计我国公路建设速度很快，加上超载对路面损害极其严重，大量的公路已进入维修保养阶段，为此，施工区的安全问题已开始浮出水面。施工区的路侧安全设计包括：（1）施工区净区（2）施工区护栏的设置方法、设置要求（3）施工区域的缓冲设施设置方法和要求（4）施工区的交通控制要求（包括渠化、标志、黄闪警告灯等设施的设置方法和要求等）。施工区的路侧安全设计案例5.6考虑景观的护栏设置要点是否有必要设置护栏护栏形状护栏色彩考虑视线诱导作用成本和维护管理（一）护栏设置必要性护栏设置对提升道路两侧的景观没有任何作用。在条件许可情况下，考虑景观，尽量不设护栏。在不是