公路連續長大下坡路段交通安全性研究

蔡鵬，尹文鋒

（長江勘測規劃設計研究有限責任公司，武漢430010）

1 引言

公路工程連續長大下坡路段的高差較大，而且存在持續降坡的現象，會受到很多不利條件的影響，運營過程中也存在著很高的安全風險[1]。近年來，隨著山區大規模公路工程的修建，使連續長大下坡路段規模日益擴大。根據相關統計顯示，在該路段極易引發重大交通事故。目前，這種路段的安全問題已經引起相關部門的高度重視，展開對該路段的安全性研究具有十分重要的意義。

2 公路連續長大下坡路段事故影響因素探討

公路連續長大下坡路段的路況較為特殊，導致交通事故的因素較多，機理較為復雜，需要綜合考慮各個方面的因素，主要包括交通環境、線形設計、車輛組成、駕駛人員的行為因素[2]。

2.1 交通環境因素

連續長大下坡路段大多位于高山區域，氣候條件相對于平原區域更為復雜多變。盤山公路中有一大部分均為跨省的重要通道，其交通組成相對更為復雜，過境運輸車輛在其中占有較大的比例。外省人員往往對路況不熟悉，增加了運營安全風險。由于車輛之間的動力性能、制動性能等方面的差異，使不同車輛之間的運行速度離散性較高[3]。交通量的增大會縮小車間距，車輛在行駛過程中的橫、縱向干擾也會隨之增大，顯著提高了交通事故發生的概率。

2.2 線形設計因素

進行公路路線設計時，往往會將相關技術規范標準作為設計基準，而這些規范修訂的周期較長，制定標準的時間與道路修建的時間間隔可能會較長，規范制定之初的一些規定可能不能適應現如今的實際情況，容易導致設計缺陷。同時，規范中的最大縱坡以及坡長是根據車輛在上坡時的綜合性能計算得出的，但對于連續下坡路段，即使平均縱坡設計滿足相關規范的要求，依舊存在安全隱患。因而相關規范在修訂時更應當考慮車輛下坡時的性能。

2.3 車輛組成因素

車輛的類型占比與交通事故發生的概率息息相關，不同類型車輛的車型大小、行駛性能、制動能力、車輛載重和慣性等方面都有顯著的差異。不同類型的車輛同時出現在道路中形成交通流時，車輛性能方面的差異會加大交通事故發生的概率。據相關統計，公路中大型車輛的占比與事故數之間呈拋物線關系，即當大型車輛過少或者過多時，事故數量會相對較低；反之當大型車輛與小型車輛的占比相當時，事故數量相對會更高。

2.4 駕駛人行為

駕駛人員的操作行為與技能會直接決定車速、車輛行駛的安全性與舒適性。盡管車輛駕駛人員均按照相關要求通過了車輛的理論和操作技能的學習，但是，不同的駕駛人員在駕駛汽車的過程中由于駕駛習慣，駕駛情緒、身體狀況等方面差異，車輛行駛的安全性差異也較大。

3 連續下坡路段運行速度變化特征

車輛的運行速度能真實地反映車輛的真實情況，在設計和建設長大下坡路段的過程中，需要結合運行速度的干預和評判理論。一方面使線形設計更加科學；另一方面，能夠滿足車輛安全行駛的需要，有效提高山區公路的安全性能，同時，還能合理限制速度，確保車輛在連續下坡路段行駛過程中性能穩定。通過大量的調查統計分析，連續下坡路段車輛速度變化規律如圖1 所示。

圖1 連續下坡路段運行速度變化特征曲線

1）AB 段

車輛經過上坡達到A 點，自A 點開始，車輛開始下坡至B點，在此過程中車輛處于加速狀態，車速會遠大于路段的期望車速。到達B 點時，由于車速過快，大部分駕駛人員會在B 點采取制動措施來控制車速，從B 點開始，車速會有所降低，在整個車速曲線中，B 點是速度極大值。對于下坡之前的上坡路段，如果是緩坡，則上坡過程中車速會較高，車輛到達A 點的速度相對更高，那么A 點與B 點之間的車速差就會較小。相反，如若從陡坡開始上坡，那么速度差就會較小。

2）BC 段

在B 點，車輛經過制動措施速度減小，行駛至C 點后，由于速度過低，駕駛人員會根據自身的駕駛經驗以及車輛的性能適當提速，因而C 點是下坡過程中車輛速度的一個極小值。

3）CD 段

自C 點開始，速度繼續提升，隨著坡長的增長，車速也會逐漸增高，直到D 點，速度再次增長為極大值，通常情況CD段的距離要大于BC 段。自此，從A 到B 經C 再到D，車輛的車速在下坡路段完成了一次周期性的變化。而這樣的速度變化在整個下坡路段根據坡長的距離還會多次反復出現，

4）EF 段

E 點處于下坡路段的結尾之處，從E 點車速逐漸增加，在車輛行駛至F 處，車速達到極大值也是最大值，所以，考慮到行車安全，應在F 點處控制車輛的速度。

通過設置緩坡，可以運用車輛行駛過程中的行車阻力來控制下坡速度。車輛在到達B、D、F 3 點處的車輛速度對于整個下坡路段來說均為極大值，且F 點處的車速是最大值。因此，可以在B、D、F 處設置緩坡來控制車速，其中，F 處的緩坡應更長。

4 連續縱坡路段交通安全保障措施

在整個交通項目中，山區高速公路連續縱坡路段的安全是最重要的一個環節，影響著整個項目的安全性和經濟性。在高速公路連續縱坡路段，采取適宜的交通安全保障技術能夠有效減小事故發生率，減輕事故嚴重程度。目前，交通安全保障措施主要從主動、被動以及交通管理3 個方面進行。

4.1 主動安全保障技術

4.1.1 優化道路線形設計

對于山區高速公路，在進行選線設計的過程中，需要同時考慮山區的地形地貌地質條件、當地的氣候以及工程造價等多個方面的因素。所以，對于連續長大下坡路段，在條件允許的情況下，主要是通過展線的方式來降低縱坡。在考慮道路的協調性以及均衡性等方面的因素之后，對道路的幾何線形進行優化，使各項指標均能滿足駕駛人員的視覺特性以及生理、心理變化。另外，設計過程中，要盡量避免直線下坡路段與平面上小半徑曲線相組合，否則會讓駕駛人員在視覺上產生不協調的情況，進而產生緊張情緒，導致操作不當，引發事故。

4.1.2 完善標志標線設置

交通標志標線是縱坡路段非常重要的安全設施，為了確保在縱坡路段駕駛安全，在進入縱坡路段之前需要通過路況標志加以說明與提醒。車輛在下坡的過程中，由于勢能轉化為動能，導致車輛速度逐漸加快，因此，需要在連續下坡路段之前設置好相關的預告標志。比如，“禁止空擋”“車距確認”等，使駕駛員調整為合適的駕駛速度。路過彎道時，需要在彎道處設置橫向震蕩減速標線，對駕駛員起到一定的提醒作用，避免其駛離車道。此外，還可以通過設置視覺減速標線的方式來壓縮車道的寬度，迫使駕駛員減低車速。

4.1.3 設置降溫區和緊急停車帶

行駛在連續下坡路段的大貨車，由于頻繁制動，制動器的溫度會隨之升高，通過設置降溫池來有效降低制動器的溫度。通常情況下，當下坡路段的高差超過200 m 時，就需要設置一個降溫池。對于連續長大下坡路段，還需要設置緊急停車帶，停車帶的寬度不宜過窄或過寬，保持在約3 m，寬度過小會對主線的車流造成影響，寬度過大又會導致工程造價的不經濟。

4.2 被動安全保障技術

4.2.1 設置避險車道

為了能夠對道路中失控的車輛加以控制，通常會設置避險車道，避險車道通常設置在下坡路段的內側，可以讓失控的車輛通過重力的作用將動能轉換為勢能，或者通過滾動阻力的方式消散動能，讓失控的車輛從主線車流中分離而出，在很短的時間內控制車速，對車輛、貨物以及人員進行有效的保護。避險車道一般會設置在事故多發區域，通常是連續下坡的后半段。當下坡路段的長度大于10 km 時，會設置2 處以上的避險車道。避險車道的路床材料通常選用等粒徑摩阻性能較高的材料。此外，在路兩側還需要設置消能設施和加強型護欄。

4.2.2 提高護欄等級

在相關事故統計中，車輛沖出路側的比例較大，路側的護欄也是降低交通事故車輛損傷程度的重要設施，護欄不僅能防止車輛沖出路側，還能作為行車視線誘導的標志。護欄的設計需要考慮護欄的設置形式以及防撞等級，并且結合項目交通組成、運行速度特點、路側危險程度等多方面的因素來確定。對于連續下坡路段，其外側通常為陡崖峭壁，車輛一旦沖出護欄，會造成特大交通事故，在必要的情況下，可以采用高于SS 級的護欄。

4.3 交通管理對策

據統計分析，連續縱坡路段的交通事故通常是人為造成，比如，貨車駕駛員為了追求經濟利益，經常違規超速或者超載，甚至疲勞駕駛。所以，除了采用被動防護措施，還需要加強對駕駛員的安全教育，以及管理部門的交通監管力度，及時對超載貨車進行治理。對于事故多發地，設置違章拍照警示，防止出現超速、違規占道的交通行為，規范駕駛員的行為，降低事故發生的可能性。建立健全的突發情況應急處置方案，與當地的醫療、消防等部門長期協作管理，提高應急處置能力。

5 結論

1）公路連續長大下坡發生交通事故的機理較為復雜，主要包括交通環境因素、線形設計因素、車輛組成因素、駕駛人行為因素等。

2）車輛的運行速度能真實地反映車輛的真實情況，結合運行速度的干預和評判理論，能夠優化線形、提高山區公路的安全性能、合理限制速度，確保車輛在連續下坡路段行駛過程中性能的穩定。

3）連續下坡路段的車輛運行速度呈4 段式的周期性變化，可以通過在下坡路段不同位置的速度特點，在車速較快的區域設置緩坡，降低車速。

4）高速公路連續縱坡路段采取交通安全保障技術能夠有效降低事故發生率，減輕事故嚴重程度。