針對高速公路連續(xù)長下坡路段事故防治技術(shù)綜述

尹珩灃，郭叢帥，張丙哲

摘 要：基于我國多山區(qū)高速公路，連續(xù)長下坡路段事故高發(fā)，針對于此提出的防治技術(shù)，能夠降低事故發(fā)生率，保障駕駛員和乘客的生命財產(chǎn)安全。文章首先綜述了對于連續(xù)長下坡路段事故防治技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，然后闡述了當(dāng)前用于此路段的防治技術(shù)，最后提出了關(guān)于該路段今后的研究重點，并展望了今后的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：連續(xù)長下坡;道路交通;事故防治技術(shù)

中圖分類號：G353.11 ?文獻標(biāo)識碼：A ?文章編號：1671-7988（2019）23-235-04

A Summary of Prevention and Control Techniques for Long Continuous

Down-slope Sections Accidents of Freeway

Yin Hengfeng， Guo Congshuai， Zhang Bingzhe

（Changan University Automobile college， Shannxi Xian 710000）

Abstract： Based on the freeways in many mountainous areas of China， the accidents of continuous downhill sections are high. The prevention and control technology proposed in this way can reduce the accident rate and ensure the safety of life and property of drivers and passengers. This paper first reviews the research status of the prevention and control technology for continuous long downhill sections， and then describes the current prevention and control techniques for this section. Finally， it puts forward the future research focus of this section and looks forward to the future development trend.

Keywords： Continuous long down-slope; Road traffic; The prevention and control technology for traffic accidents

CLC NO.： G353.11 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2019）23-235-04

前言

我國地勢起伏較大，長下坡路段在國內(nèi)高速公路的設(shè)計中是不可避免的，尤其在我國西部山區(qū)發(fā)生在長下坡路段的重大、惡性交通事故數(shù)量較多。根據(jù)公安部和國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局統(tǒng)計分析確定了全國29處危險路段，其中長大下坡路段有16處，占公路危險路段總數(shù)的55.52%。上述路段大多地處山區(qū)多雨多霧、高海拔的道路和不良?xì)夂驐l件中，由能見度不高、制動器熱衰退、路面附著系數(shù)低等不利因素引發(fā)的交通事故，造成了巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡，社會各界開始對連續(xù)長下坡路段的交通安全引起高度重視[1]。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 國外研究現(xiàn)狀

隨著全球高速公路和物流運輸行業(yè)的快速發(fā)展，高速公路的交通流量和交通組成也發(fā)生了巨大的變化，重型載貨汽車在所有高速公路通行車型中所占的比例也越來越高，由于重型載貨汽車在長大下坡路段連續(xù)制動引起的制動熱衰退現(xiàn)象，導(dǎo)致剎車失靈的交通事故比例增加，也凸顯了此路型存在的安全隱患。

美國通過對交通事故數(shù)據(jù)的研究，是全球最早重視山區(qū)長大下坡路段的國家，于1956年提出針對該路段安全問題治理的措施，并修建了第一條避險車道，在之后的推廣過程中研究了避險車道的坡床材料和設(shè)置等影響因素，但是未在量化設(shè)置、設(shè)計方法和長大下坡路段的安全問題提出綜合的整治措施。美國Husdon公司在近幾年提出了一種縮短避險車道建設(shè)長度、提高避險車道防護能力的網(wǎng)索車輛制動系統(tǒng)（Dragnet），但由于成本和維護費用過高以及不能重復(fù)使用等弊端，并未得到大力的推廣。

除此之外，歐洲、澳洲、非洲以及北美的其它國家也逐漸重視長大下坡路段所存在的安全隱患，進行了大量的研究，也使得避險車道得到推廣[2]。

國外對于開展本文所提及問題的研究相較國內(nèi)而言更早，已從單一的依據(jù)汽車行駛對道路的動力學(xué)要求轉(zhuǎn)變?yōu)榭紤]駕駛員的生理特征和駕駛行為的縱坡坡度和坡長設(shè)計，隨著設(shè)計技術(shù)的不斷發(fā)展，在進行線路平縱設(shè)計的時候，研究人員也會從駕駛的連續(xù)性和舒適性要求出發(fā)，使平、縱線性一致。

1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

在國內(nèi)，高速公路長大坡路段的安全問題更加突出，造成原因與國外相似，多是由于重型載貨汽車行駛經(jīng)過長大下坡路段時，長時間制動導(dǎo)致剎車失靈而引發(fā)的重大交通事故。早在20世紀(jì)末，此類型的交通事故就給人們帶來了巨大的生命財產(chǎn)損失，最為典型的就是北京八達(dá)嶺長城高速公路進京方向50～55km處的長大下坡路段，通車5年內(nèi)發(fā)生的167起事故中導(dǎo)致36人死亡。鑒于此，我國在上述高速公路路段修建一條避險車道，直至2010年，我國的避險車道的總數(shù)量已經(jīng)達(dá)到240余條[3]。

總的來說，我國的避險車道發(fā)展落后于歐美國家，由于在設(shè)計和布置方面沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)方法，國內(nèi)的避險車道主要是借鑒國外研究人員的經(jīng)驗和我國工程設(shè)計人員的主觀判斷來進行設(shè)計和建設(shè)，因此，在建成后的運營過程中也有嚴(yán)重的安全問題發(fā)生。此外，僅僅依靠于避險車道的被動防護理論不能完全治理高速公路中長大下坡的安全問題，除了從重型載貨汽車的制動器結(jié)構(gòu)方面優(yōu)化以外，還應(yīng)該從人-車-路-環(huán)境的角度綜合考慮主動預(yù)防措施，只有主動預(yù)防和被動防護相結(jié)合，才是治理高速公路長大下坡安全問題的根本。

2 主要防治技術(shù)

2.1 主動安全

2.1.1 控制安全車速

大量研究表明，高速公路某一相鄰路段的速度差超過某一特定值時，就存在一定的行車安全隱患。因此在高速公路連續(xù)長下坡路段前方設(shè)置相應(yīng)的危險警示和限速標(biāo)志牌，在條件允許的情況下可使用速度反饋標(biāo)志以及安裝測速儀來限制重型載貨汽車的速度，而線性指標(biāo)較小的路段，則可設(shè)置建議車速標(biāo)志，以提醒貨車駕駛員減速行駛。

2.1.2 設(shè)置安全標(biāo)線

在安全標(biāo)線設(shè)置方面，除了常規(guī)標(biāo)線以外還可在避險車道入口和其它危險路段使用彩色防滑路面，有助于警示駕駛員和避免車路打滑;減速標(biāo)線、縱向震蕩標(biāo)線和路肩震動帶可以設(shè)置在長大坡路段的頂前、坡中和小半徑轉(zhuǎn)彎處，如圖1所示，有利于使車輛以較低的車速行駛并且能防止車輛偏離車道;為提醒駕駛員注意車速和車間距，還可在視距較好的直線路段重復(fù)設(shè)置縱向視覺減速標(biāo)線和車距確認(rèn)標(biāo)線;凸起路表和雨夜反光標(biāo)志可用在不良?xì)夂蚨喟l(fā)的路段。

圖1 ?高速公路縱向震蕩標(biāo)線

2.1.3 優(yōu)化線性設(shè)計

優(yōu)化道路的平縱線形，是保障車輛行駛安全性的重要手段之一。在設(shè)計道路平縱線性指標(biāo)時應(yīng)考慮其協(xié)調(diào)性和均衡性，綜合人-車-路-環(huán)境多方面的需求;在條件允許的情況下減小高速公路長下坡的長度和縱坡坡度，盡量加寬路側(cè)凈區(qū)寬度，避免直線下坡和小曲率半徑彎道的線性組合，減少車輛行駛過程中的安全隱患。

2.1.4 增設(shè)安全區(qū)域

目前常見的安全區(qū)域包括緊急停車帶、檢查站、服務(wù)區(qū)等。緊急停車帶設(shè)置在道路的一側(cè)，便于異常車輛停車進行故障排查;檢查站設(shè)置于長下坡路段的頂坡位置，用于檢測車輛是否超載、是否裝載危險品等，避免在下坡過程中發(fā)生重大交通事故，導(dǎo)致道路擁堵;服務(wù)區(qū)也可設(shè)置在長下坡路段的頂坡位置，用于駕駛員檢查車輛的制動裝置、對車輛進行加水、加油，了解避險車道位置，并適當(dāng)進行休息。

2.2 被動安全

2.2.1 設(shè)置避險車道

避險車道的位置一般設(shè)置在高速公路長大下坡的后半段。多數(shù)貨車經(jīng)長距離和高頻率制動以后，往往在長坡的下半段出現(xiàn)制動器失效的情況。在設(shè)置避險車道的時候還需要考慮車道的位置、線性、摩阻材料等諸多影響因素，避險車道如圖2所示。在山區(qū)高速公路中，避險車道的設(shè)置受地形地貌影響較大，針對于填方過度過大、橋隧比高、選線困難以及沒有相關(guān)規(guī)范要求的情況，應(yīng)合理增加投資、采用新技術(shù)手段設(shè)計避險車道以滿足需求。對于已經(jīng)投入使用的高速公路，在交通事故數(shù)量發(fā)生較多的地段新增避險車道，盡量避免交通事故的發(fā)生。在材料選擇方面，應(yīng)使用等粒徑和摩阻性能好的材料，同時保持砂床干燥，優(yōu)化砂床下的排水盲溝等排水設(shè)施，有提高消能減速的效果。

圖2 ?避險車道

2.2.2 提高防護等級

加大分流鼻端的防護力度，提高護欄等級有助于減輕交通事故的嚴(yán)重程度。在連續(xù)下長坡路段，車輛的行駛速度都較高，再加之道路情況復(fù)雜，車輛容易造成因來不及進行轉(zhuǎn)向控制而沖撞分流鼻端的現(xiàn)象，因此提高分流鼻端的防護等級設(shè)置可導(dǎo)向防撞墊等緩沖效能設(shè)施，加裝霧燈或閃燈，有利于避免重大交通事故的發(fā)生;除開分流鼻端，避險車道兩側(cè)的防撞護欄也應(yīng)根據(jù)不同的交通組成、車速特點、路測危險程度確定護欄的設(shè)置形式和防撞等級;除此之外在車道末端堆放多層級廢舊輪胎和高級防撞沙袋也是提高護欄防護等級的有效舉措。

2.2.3 加大監(jiān)控力度

對于一些山區(qū)高速公路而言，在下長大坡路段還時常出現(xiàn)不利的氣候條件，例如：雨霧氣象災(zāi)害、路面結(jié)冰濕滑、降雨量大等，進而容易造成連環(huán)事故的發(fā)生。因此，對事故多發(fā)路段進行實時全程監(jiān)控，加裝視頻照相監(jiān)控，有利于監(jiān)管部門第一時間發(fā)現(xiàn)交通事故，及時趕赴現(xiàn)場組織救援，有利于在第一時間疏導(dǎo)交通，減小事故損失。

2.3 交通管理

最近幾年，我國高速公路長大下坡路段的交通事故量呈現(xiàn)上升的趨勢，相關(guān)研究表明[4]，大部分事故的發(fā)生是人為因素導(dǎo)致的，貨車駕駛員為獲得更多利益，經(jīng)常違規(guī)駕駛，例如長時間疲勞駕駛和裝載貨物超載超限等。因此，在部署主被動安全裝置的同時，還應(yīng)加強對重型載貨車輛駕駛員的自我意識進行教育提高，加強相關(guān)部門的職能監(jiān)管，采取相應(yīng)的管理措施，才能使安全技術(shù)措施的作用更好地發(fā)揮。在加強交通參與者的宣教過程中，應(yīng)使其掌握基本的應(yīng)急情況處理方法，具備下長坡的基本行車常識，警示進行長途運輸工作的駕駛?cè)藛T合理作息，利用現(xiàn)代監(jiān)控技術(shù)中的行車記錄儀和GPS等設(shè)備，組建大型客車和重型載貨車輛的監(jiān)控平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)集成的功能;加大重型載貨車輛違法行駛的處罰力度，提高執(zhí)法和監(jiān)督水平，對道路進行實時巡查;可在進入連續(xù)長下坡路段之前設(shè)置信息提示牌，告知駕駛員駛?cè)肼范蔚年P(guān)鍵特征、當(dāng)前交通狀況、行車注意事項、氣候條件等，便于駕駛員預(yù)防意外情況的發(fā)生。

3 研究重點與發(fā)展趨勢

國內(nèi)外學(xué)者在避險車道方面的研究多集中在坡度、坡長、坡床集料等結(jié)構(gòu)方面，和重型載貨車輛制動溫升控制與剎車失靈機理、標(biāo)志標(biāo)線等安全技術(shù)措施方面[5]。然而，我國山區(qū)高速公路部分地區(qū)路側(cè)為陡崖，不具備設(shè)置避險車道的條件，或者設(shè)置的避險車道長度等參數(shù)不滿足要求，為了解決此類問題，部分研究人員開始進行輔助減速裝置的研究，并應(yīng)用在實際工程之中。關(guān)于輔助減速裝置，有合金鋼帶阻尼器、龍網(wǎng)攔截裝置、攪拌阻尼器攔截裝置等，合金鋼帶阻尼器和龍王攔截裝置的造價較高，材料不能回收利用，不適合我國國情，而攪拌阻尼器攔截裝置的性能穩(wěn)定性不足，缺乏廣泛推廣的基礎(chǔ)。目前關(guān)于避險車道位置選取的方法有兩種，一是根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗設(shè)置，以2公里為間距;二是依據(jù)路段的事故發(fā)生率，即事故量較高的地方設(shè)置避險車道。上述兩種方法目前還缺乏理論計算，沒有科學(xué)依據(jù)。

在關(guān)于高速公路長大下坡的事故預(yù)測方面，國內(nèi)外鮮有學(xué)者提出該路段事故發(fā)生的具體位置預(yù)測的相關(guān)研究，目前針對于整條道路事故發(fā)生次數(shù)或事故率的預(yù)測等研究都是集中在宏觀層面的，這類研究對于實時具體路段相應(yīng)事故的防治措施沒有直接意義[2]。雖然運用了模糊綜合評判模型等量化的評價方法，但介于經(jīng)典集合理論的極限性和事故的隨機性，目前對于路段的安全性評價方法仍存在很大的局限性，這些方法的評價指標(biāo)多依賴于事故數(shù)據(jù)，學(xué)者們對于建立相應(yīng)的評價指標(biāo)和評價體系還未達(dá)成共識，部分應(yīng)用多個評價指標(biāo)的評價方法，評價過程繁瑣，在實際的應(yīng)用中受到很大的限制?？偟膩碚f，我國對于交通事故特點及規(guī)律的研究還處于起步階段，相較于歐美國家起步較晚。不過，在交通安全問題日益突出的情況下，我國大量學(xué)者對具體道路交通事故的分布規(guī)律進行了研究，例如寒冷地區(qū)交通事故隨季節(jié)分布特點、交通環(huán)境與交通安全、交通事故生成規(guī)律等。另外，一些人為方面的因素也導(dǎo)致我國在交通事故研究工作受到一定的阻礙，例如交通執(zhí)法者對事故資料記錄不夠詳盡、駕駛員不積極配合等。

在縱坡線性設(shè)計方面，我國現(xiàn)階段還是根據(jù)車輛的車速確定具體參數(shù)。即對某一路段采用的固定速度要求滿足汽車的動力學(xué)性能和運動特性，并以此為基礎(chǔ)查詢相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范里對應(yīng)的平、縱、橫設(shè)計參數(shù)，選用最低標(biāo)準(zhǔn)或限定值來設(shè)計其它道路線性參數(shù)。對比國外設(shè)計方法研究現(xiàn)狀和縱坡設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)可知：（1）國內(nèi)的設(shè)計理念較為落后，設(shè)計方法較為古板，并未將汽車發(fā)動機和車身設(shè)計制造誰水平與周圍環(huán)境等因素結(jié)合考慮;（2）歐美國家對于高速路線性的設(shè)計已將駕駛?cè)瞬僮餍袨楹婉{駛?cè)诵睦硖卣鞯燃{入考量范圍;（3）國內(nèi)的縱坡標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計方法還需進一步驗證，還未形成統(tǒng)一可遵循的標(biāo)準(zhǔn);（4）我國在道路安全性設(shè)計方面還處于初級階段，占主導(dǎo)地位的仍然是基于設(shè)計車速的道路線性設(shè)計方法。

4 結(jié)語

本文綜述了針對于高速公路連續(xù)長大下坡路段事故多發(fā)問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，列舉了當(dāng)前常見的防護措施以及針對本文問題的研究重點和發(fā)展方向。介于此，在高速公路設(shè)計的時候，除了要盡可能優(yōu)化道路的線性指標(biāo)、提高高速公路本身的安全性以外，還要提高人-車-路-環(huán)境之間的協(xié)調(diào)程度，綜合設(shè)置安全設(shè)施，才是解決我國高速公路長大下坡路段事故多發(fā)的有效途徑。

參考文獻

[1] 代詩宇.連續(xù)長下坡路段縱坡安全性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與方法研究[D].重慶交通大學(xué)，2015.

[2] 何云健.連續(xù)長下坡路段事故預(yù)測與防治技術(shù)研究[D].重慶交通大學(xué)，2015.

[3] 李迎春，覃文輝，劉小勇.高速公路連續(xù)長下坡路段安全評價與整治措施研究[J].西部交通科技，2013（06）：8-13.

[4] 王開洋.高速公路長下坡路段交通安全對策研究[J].公路，2016，61 （07）：204-208.

[5] 李鐵軍.山區(qū)高速公路長大下坡路段安全治理措施研究[D].長安大學(xué)，2016.