山區(qū)高速公路橋隧連接段安全評(píng)價(jià)及改善研究

張科顯

(中鐵十九局集團(tuán) 第三工程有限公司，沈陽(yáng) 110136)

?

山區(qū)高速公路橋隧連接段安全評(píng)價(jià)及改善研究

張科顯

(中鐵十九局集團(tuán) 第三工程有限公司，沈陽(yáng) 110136)

近年來(lái)，我國(guó)發(fā)展速度加快，工業(yè)發(fā)展也提高到一定的速度，山區(qū)成為重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象。在山區(qū)建設(shè)高速公路，山區(qū)人們出行變得更加方便，也提高山區(qū)的經(jīng)濟(jì)條件，加快山區(qū)發(fā)展。但是因?yàn)樯絽^(qū)地勢(shì)變化較大，山區(qū)高速公路橋隧密布，隧道長(zhǎng)，交通事故發(fā)生頻繁，給人們生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)巨大的損失。本文簡(jiǎn)要分析山區(qū)橋隧段交通事故發(fā)生情況，并分析造成事故因素，提出改善措施。

山區(qū)高速公路；橋隧連接段；事故成因；安全評(píng)價(jià)；改善對(duì)策

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展工業(yè)，提高我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，高速公路的出現(xiàn)提高我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速率，在一定程度上表征國(guó)家現(xiàn)代化發(fā)展水平，我國(guó)交通部的數(shù)據(jù)顯示，截止2015年我國(guó)高速公路修建的長(zhǎng)度已經(jīng)達(dá)到6萬(wàn)公里，在世界上占據(jù)第二位，最大的成功是在西藏建成高速公路，而且各省和自治區(qū)的高速公路已經(jīng)開(kāi)始向山區(qū)發(fā)展，據(jù)悉我國(guó)在民生規(guī)劃中，道路方面的最新決議是在2005年到2030年期間再新建5.7萬(wàn)公里高速公路，其中國(guó)家撥款2億萬(wàn)元，這些高作公路主要分布于偏遠(yuǎn)山區(qū)，開(kāi)通偏遠(yuǎn)山區(qū)的經(jīng)濟(jì)，為一些資源運(yùn)輸提供方便。

1 山區(qū)高速公路橋隧連接段的安全研究現(xiàn)狀

據(jù)了解，目前我國(guó)高速公路安全調(diào)查主要集中在東部地區(qū)和氣候條件較好的區(qū)域，調(diào)查范圍??；另外，目前研究缺少連續(xù)追蹤調(diào)查，大部分研究和調(diào)查是在公路設(shè)計(jì)階段，后期施工和投入使用情況的研究較少；公路施工中設(shè)備不齊全問(wèn)題是一大難題，很多技術(shù)指標(biāo)不能達(dá)到，設(shè)計(jì)方案不完善等，為施工和后期運(yùn)營(yíng)安全提出挑戰(zhàn)。由此可見(jiàn)，關(guān)于橋隧間接地形的環(huán)境和技術(shù)條件研究較少，安全應(yīng)對(duì)措施減少[1]。國(guó)內(nèi)研究者主要研究的是一般高速公路，橋隧研究較少，主要及總在橋隧洞口的形狀、敲碎深度等，主要改善施工技術(shù)；國(guó)外主要集中在研究事故出現(xiàn)成因，并提出相應(yīng)的改善措施，總的來(lái)說(shuō)國(guó)內(nèi)外研究的特點(diǎn)是宏觀層面的安全分析較多，微觀層次的交通安全評(píng)價(jià)較少。

2 山區(qū)高速公路橋隧連接段事故概況

在我國(guó)，山地、丘陵和比較崎嶇的山區(qū)占地面積達(dá)到66%左右，因此我國(guó)修建高速公路時(shí)選擇在山體中挖掘隧道，建立橋隧，縮短距離，也節(jié)約資源。但是，橋隧給人們出行帶來(lái)方便外，也增加交通事故發(fā)生率，經(jīng)濟(jì)損失也較大。以包茂高速公路銅川段的交通情況為例，分析幾年間在此區(qū)發(fā)生的交通事故數(shù)量情況，如表1所示。

表1 包茂高速公路銅川段的交通情況

由此可見(jiàn)，近些年我國(guó)安全事故發(fā)生次數(shù)較多，發(fā)生事故的次數(shù)依次減少，死亡人數(shù)也逐漸減少。國(guó)家在此投入較多的關(guān)注，除了將事故曝光，引起人們的關(guān)注和注意以外，在高速公路修建過(guò)程中，也不斷調(diào)整技術(shù)參數(shù)，將事故發(fā)生率降到最低。

3 山區(qū)高速公路橋隧連接段事故特點(diǎn)

橋隧的結(jié)構(gòu)與公路有不同之處，發(fā)生的交通事故也有自己的特點(diǎn)。下面將從交通事故的時(shí)間分布、氣候分布、事故形態(tài)分布及車輛類型的分布四方面進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。

3.1 交通事故的時(shí)間分布特點(diǎn)

根據(jù)國(guó)家交通部的調(diào)查數(shù)據(jù)可以看出，近些年可以將全天時(shí)間分為四段，在四段時(shí)間中交通事故發(fā)生情況各不相同。這四段時(shí)間分別是：0:00—6:00，7:00—12:00，13:00—18:00，19:00—24:00。在圖1中看出，13:00—18:00事故發(fā)生率最高，因?yàn)樵谠摱螘r(shí)間人們精神比較疲勞，思維遲鈍，認(rèn)知能力較差，大腦支配人體行為能力下降，出現(xiàn)安全事故的可能性提高。在上午安全事故發(fā)生率僅次于下午，因?yàn)樯衔畿囕v行駛數(shù)量多，工作人員趕時(shí)間可能會(huì)出現(xiàn)超速駕駛狀況，人們搶行馬路的現(xiàn)象較多。在晚上，因?yàn)楣饩€弱，人們可視范圍降低，并且橋隧地方有盲區(qū)，人們精神疲憊出現(xiàn)事故可能性不低。但是因?yàn)榻┠耆藗冎匾曅熊嚢踩?，深夜出行車輛減少，對(duì)安全事故發(fā)生有直接阻斷作用。

圖1 橋隧高速公路安全事故發(fā)生時(shí)間分布情況

3.2 交通事故的影響因素——?dú)夂?/p>

根據(jù)國(guó)家交通部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，氣候?qū)Π踩鹿拾l(fā)生率也有很大的影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在冬、春季節(jié)發(fā)生安全事故的比例在三分之二以上，因?yàn)槎韭访娼Y(jié)冰，地面硬度大，而且在雨雪天氣時(shí)，雪花覆蓋路標(biāo)，尤其是橋隧的進(jìn)出口處；春季雨水量大，路面摩擦系數(shù)降低，影響車輛行駛[2]。另外，山區(qū)環(huán)境復(fù)雜多變，公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)不夠，橋隧進(jìn)出口交接處抵御外界環(huán)境破壞的能力弱，修繕代價(jià)大，政府督促力度不夠，對(duì)交通產(chǎn)生不利影響。雨、霧、雪環(huán)境下，人們出行能見(jiàn)度低，地面打滑，出現(xiàn)追尾的可能性很大，有的車輛駕駛者輕視小雨、小雪和薄霧天氣，未降低車速行駛，從而導(dǎo)致交通事故等。

3.3 交通事故的形態(tài)分布情況

交通事故形態(tài)通俗來(lái)講是交通事故的參與者之間因?yàn)闆_突或者自身失誤而發(fā)生事故的具體形態(tài)。我國(guó)交通部將事故的形態(tài)分為七種，分別是碰撞、碾壓、刮擦、翻車、墜車、失火和其他。橋隧段的路面狀況和環(huán)境與一般公路的不同，在山區(qū)橋隧段發(fā)生交通事故的形態(tài)只有六種，分別是追尾碰撞、撞隧道口壁、撞橋上護(hù)欄、橋上墜車、擦壁和其他[3]。由圖2可以看出，山區(qū)橋隧段交通安全事故的主要形態(tài)是追尾碰撞。造成追尾碰撞的原因有很多，其中主要有司機(jī)行車環(huán)境驟變、車輛本身制動(dòng)性能差、車輛出現(xiàn)故障又不能靠邊停車等。橋隧公路多為高架橋，導(dǎo)致撞護(hù)欄和墜車的事故致死率和受傷率都較高。

圖2 交通安全事故的形態(tài)

3.4 發(fā)生交通事故的車輛類型

我國(guó)車輛組裝時(shí)馬達(dá)的動(dòng)力性能、車速、物理性質(zhì)參數(shù)等對(duì)行車交通事故有一定的影響，車型與車輛行駛的速度有關(guān)，車輛車型差異越大，車輛行駛速度的差異也就越大。在交通部的數(shù)據(jù)中，將車輛分為四類：轎車、客車、貨車和其他。從圖3中可以看出貨車和轎車出現(xiàn)事故的可能性較大，貨車負(fù)載大，慣性也大，容易出現(xiàn)追尾碰撞，并且車輛駕駛者不重視車輛維護(hù)，經(jīng)常超載行駛，司機(jī)疲勞駕駛，長(zhǎng)時(shí)間高速行駛?cè)菀壮霈F(xiàn)事故。轎車負(fù)載雖然小，但是可以超速行駛，超車現(xiàn)象多，出現(xiàn)狀況制動(dòng)慢?？蛙囁緳C(jī)安全意識(shí)強(qiáng)，其擔(dān)負(fù)幾十人的生命，重視日常維修，其出現(xiàn)交通事故大部分是因?yàn)闅夂蛟騕4]。

圖3 車型與交通安全事故的發(fā)生率關(guān)系

4 交通事故發(fā)生在山區(qū)高速公路橋隧連接段原因

學(xué)者們經(jīng)過(guò)研究，將人、車、公路環(huán)境等包含在高速公路交通系統(tǒng)中，人、車、公路環(huán)境分別是其中的子系統(tǒng)。在高速公路中行駛的車輛，其駕駛員分別從路面、路兩邊環(huán)境、氣候等獲取有用信息，在大腦中進(jìn)行綜合分析，通過(guò)中樞神經(jīng)傳遞到人的肢體上，做出正確的行車動(dòng)作，如此循環(huán)活動(dòng)，達(dá)成整個(gè)駕駛?cè)蝿?wù)。該環(huán)節(jié)中涉及到的各因素都具有一定的聯(lián)系，相互作用才能保證交通安全，若有一因素失衡，將可能造成交通安全事故的發(fā)生。

4.1 駕駛員問(wèn)題

通過(guò)國(guó)內(nèi)外調(diào)查的數(shù)據(jù)顯示，交通事故中駕駛員的問(wèn)題占據(jù)比例較大，駕駛員在山區(qū)行車時(shí)，因?yàn)榄h(huán)境改變，對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)能力和應(yīng)變能力降低，光線忽明忽暗，容易出先盲區(qū)，影響駕駛員的心理反應(yīng)，導(dǎo)致駕駛員出現(xiàn)失誤。在圖4中，本文筆者從視覺(jué)、心理、生理和駕駛狀態(tài)四個(gè)方面分析其對(duì)安全事故發(fā)生率的影響程度。

圖4 駕駛員自身因素對(duì)安全事故發(fā)生率的影響

從圖4中可以看出，駕駛員在山區(qū)行車過(guò)程中，因?yàn)橐曈X(jué)因素而出現(xiàn)交通事故占據(jù)35%左右，占據(jù)比例最大。駕駛員行車時(shí)80%以上的信息是通過(guò)眼睛獲得的，并且信息都是動(dòng)態(tài)的，駕駛員瞳孔面積變化與其視覺(jué)適應(yīng)能力和駕駛抗疲勞能力強(qiáng)弱有關(guān)，并且呈正相關(guān)。駕駛員進(jìn)出橋隧，視覺(jué)變化巨大，不能及時(shí)反應(yīng)過(guò)來(lái)，瞳孔面積加大，但是當(dāng)瞳孔面積增大到不能接受的范圍時(shí)，眼睛中很難再呈現(xiàn)出清晰的景象，出現(xiàn)視覺(jué)障礙，危機(jī)自身安全。其次占據(jù)較大比例的是駕駛員措施不當(dāng)、違章和超速行駛，橋隧受地理環(huán)境的影響，出現(xiàn)連續(xù)下坡、極速轉(zhuǎn)彎等車道地方多，與駕駛員常規(guī)行車車道不一樣，心理承受能力差，反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)[5]。駕駛員疲勞駕駛也是造成交通事故的一大重要原因，車內(nèi)震動(dòng)，粉塵，氣味，白色路標(biāo)等能使駕駛員提前產(chǎn)生疲憊。

4.2 高速公路道路條件

我國(guó)關(guān)于高速公路設(shè)計(jì)方面的條例中規(guī)范了橋隧的橋梁線性、橋隧線性、橋隧洞口連接線分布等，這些方面主要是關(guān)于橋隧分開(kāi)段出的設(shè)計(jì)規(guī)范，關(guān)于連接點(diǎn)處的設(shè)計(jì)規(guī)范還沒(méi)有系統(tǒng)化。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的與橋隧設(shè)計(jì)相關(guān)的數(shù)據(jù)和資料都不完善。山區(qū)橋隧高速公路的平面線性設(shè)計(jì)與橋隧預(yù)計(jì)長(zhǎng)度、進(jìn)出口位置有關(guān)，地址環(huán)境多變，其平面線形無(wú)法做到圓形或直線行，直線形的車道，駕駛員操作簡(jiǎn)單，但是長(zhǎng)度短或長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)都是不利的，能降低駕駛員的警惕心[6]。曲線路段是事故發(fā)生高峰路段，根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，橋隧中的曲線路線的曲率與交通事故發(fā)生率的冪成指數(shù)關(guān)系，橋隧中曲線的半徑在1000米以下，該半徑值越小事故發(fā)生率越大，大于1000時(shí)，事故發(fā)生率較小。曲線路段也有有利的一面，能提高駕駛員的警惕性，光線變化頻率快，駕駛員適應(yīng)能力提高，但是曲線車道靠近出口時(shí)，駕駛員容易出現(xiàn)視線盲區(qū)，鳴笛速度慢，容易出現(xiàn)事故。

圖5 隧道截面圖

圖5是最新的隧道截面圖，為保證隧道內(nèi)部的安全，在隧道上方設(shè)計(jì)成曲面，受力均勻，避免塌陷，上方曲面的半徑至少大于555.6毫米，在隧道下部，地基要厚，穩(wěn)固隧道，防止共振帶來(lái)的破壞。

4.3 山區(qū)高速公路橋隧連接段交通安全改善研究

根據(jù)交通事故發(fā)生特征分析可以看出，山區(qū)橋隧高速公路段交通事故發(fā)生的主要原因是人、路、交通環(huán)境和氣候環(huán)境，所以改善方向也要從這幾個(gè)因素下手。

(1)駕駛員自身改善

駕駛員的不安全行為是引發(fā)交通事故的主要原因，駕駛員主觀性強(qiáng)，改善人為因素需要采取強(qiáng)制性手段，增加駕駛員獲得駕駛證的難度，在科目一中增加駕駛員行車規(guī)范和安全思想普及，科目二、三中，培訓(xùn)者提高訓(xùn)練強(qiáng)度，規(guī)范受訓(xùn)者的行車操作，潛移默化提高駕駛員的安全駕駛意識(shí)和操作。

(2)橋隧段高速公路的改善措施

如今，我國(guó)橋隧高速公路設(shè)計(jì)盡可能的人性化，改善道路條件，主要是對(duì)山區(qū)橋隧高速公路旁的交通路標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，糾正不爭(zhēng)取的路標(biāo)，路況不好或急轉(zhuǎn)彎等特殊情況要將其路標(biāo)顯著化，保證駕駛員能力是注意到前方交通情況，也要合理利用電子、智能交通標(biāo)志[7]。另外，在橋隧連接段設(shè)置限速標(biāo)志，駕駛員眼睛接收限速信息，經(jīng)過(guò)大腦處理傳達(dá)給四肢，減速緩行。調(diào)整橋隧進(jìn)出口的光線亮度，設(shè)置遮陽(yáng)棚等，在橋隧內(nèi)部安裝照明設(shè)備，增加駕駛員可視度等。另外經(jīng)過(guò)學(xué)者們的研究，現(xiàn)在將山區(qū)橋隧段洞口的界面圖設(shè)計(jì)如圖6：

圖6 隧道洞口的面積范圍

從地質(zhì)方面來(lái)講，修建橋隧高速公路對(duì)破面和地表的地質(zhì)有嚴(yán)重的破壞作用，在設(shè)計(jì)橋隧高速公路時(shí)，隧道洞口長(zhǎng)度包括洞口到洞內(nèi)一到兩米左右處，這段路面應(yīng)該覆蓋兩到三厘米厚的土，隧道前面的直路段長(zhǎng)度保證在車輛能行駛3s左右，約75m左右。

(3)關(guān)于高速公路的交通條件及連接段的改善

高速公路的交通條件由交通量、交通組成和車速組成，在橋隧中，交通警察干涉交通量，嚴(yán)禁超載貨車行駛，和轎車超速行駛，在轉(zhuǎn)彎處設(shè)計(jì)警示牌，在橋隧內(nèi)部嚴(yán)禁出現(xiàn)超車情況。此外，公路管理部門要做好公路養(yǎng)護(hù)工作，提高山區(qū)橋隧高速公路的質(zhì)量，完善道路服務(wù)設(shè)施，為旅客提供安全的行車環(huán)境[8]。在道路施工段應(yīng)該設(shè)置警告標(biāo)志，提醒行車者注意安全，將隧道與橋梁進(jìn)行獨(dú)立修建，不設(shè)立橋臺(tái)，直接在基巖上建設(shè)臺(tái)帽，以此連接隧道與橋梁，提高經(jīng)濟(jì)效益，簡(jiǎn)化施工工序。但是臺(tái)帽修建質(zhì)量很重要，要有較大的承載能力，因此將橋隧的連接段設(shè)計(jì)成圖7的構(gòu)造。

圖7 連接段設(shè)計(jì)圖

(4)氣候環(huán)境

山區(qū)橋隧高速公路在雨雪天氣要做好防護(hù)措施，避免雨水進(jìn)入隧道，避免減少地面摩擦系數(shù)，在隧道高速公路上坡段建設(shè)橫向排水溝。及時(shí)處理路面的灰塵，將路面的路標(biāo)顯示出來(lái)。在冬天，在高速公路上撒防凍材料，例如工業(yè)用鹽，并且交通管理人員及時(shí)組織人員鏟除路面積雪和冰碴。在霧雪天氣要加強(qiáng)道路安全管制，安裝電子交通路標(biāo)，要求行車開(kāi)前后燈，避免疲勞駕駛等。

5 結(jié)語(yǔ)

山區(qū)橋隧高速公路安全狀況一直是人們關(guān)注的話題，本文筆者分析出交通安全事故與人、車、道路、環(huán)境有關(guān)，并提出一些改善措施，圖中的設(shè)計(jì)為施工提供一些參考，但是也存在不足之處，筆者在未來(lái)的時(shí)間里會(huì)進(jìn)行深入研究，也希望有更多的同行研究補(bǔ)充，為人們出行安全提供一份幫助。

[1] 川韓鳳春,馬壯強(qiáng).山區(qū)高速公路交通事故特征及防控體系研究[J].公路交通科技,2005,22(12):135-139.

[2] 余景順,林國(guó)濤,蘇永和.基于運(yùn)行安全的山區(qū)高速公路路線設(shè)計(jì)及實(shí)例[J].公路,2005(l):24-29.

[3] 薛文,馬士賓,韓湘屏.特定路段公路交通安全評(píng)價(jià)方法研究[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006(l):103-107.

[4] 許洪國(guó),劉兆惠,王超,等.基于模糊統(tǒng)計(jì)的山區(qū)公路安全評(píng)價(jià)研究[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào),2006(10):116-119.

[5] 杜益文,韓直,杭力,等.公路隧道安全模糊評(píng)價(jià)方法李家龍[J].公路交通技術(shù),2006(4):120-123.

[6] 羅玉屏,高桂鳳,武紅麗.公路隧道交通安全模糊評(píng)判體系研究[J].石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報(bào),2006(3):75-79.

[7] 李麗芳,馬璐.山區(qū)高速公路特殊路段安全保障措施研究初探[J].公路交通技術(shù),2006(6):133-135.

[8] 肖文,許仁安,李淑慶,等.安全行車保障措施的新理念在山區(qū)公路建設(shè)中的應(yīng)用[J].公路,2006(1):117-122.

責(zé)任編輯：程艷艷

Research on Safety Evaluation and Improvement for Bridge-tunnel Linkage Section of Mountainous Freeways

ZHANG Kexian

(The Third Engineering Co., Ltd, China Railway Nineteenth Bureau Group, Shenyang 110136, China)

In recent years, the pace of development in China has been accelerated and the industrial development has been improved to a certain speed, and the mountainous areas become key development objects. The highway construction in mountainous areas offers convenience for mountainous people to travel, also it improves the economic conditions of mountainous areas and accelerates the development of mountainous areas. But due to the various changes in mountain terrains and the dense bridges and tunnels in mountainous areas as well as the long tunnels, traffic accidents happen frequently, which brings huge losses to the safety of life and property of people. This paper makes a brief analysis on the occurrences of traffic accidents in mountainous bridge-tunnel sections, discusses the factors of the accidents and puts forward the improvement measures.

mountainous highway; bridge-tunnel section; cause of accident; safety evaluation; improvement measure

2016-09-18

張科顯(1981-),男,山西朔州人，工程師，主要從事路橋方面的研究。

U447

A

1009-3907(2016)10-0044-05