郝倩妮

（山西省交通科技研發(fā)有限公司，山西 太原 030032）

1 概述

我國的山地丘陵約占全國土地總面積的43%，由于地形、地質(zhì)、水文等自然條件復(fù)雜，在山區(qū)公路設(shè)計中，為克服地形限制難以避免地設(shè)置急彎陡坡。近年來交通事故統(tǒng)計分析表明，山區(qū)公路的交通事故主要集中在急彎陡坡路段，而且隨著交通量的逐年增長，急彎陡坡路段的事故數(shù)量呈遞增趨勢。因急彎陡坡路段事故頻發(fā)，且事故后果嚴(yán)重，其安全問題引起了道路設(shè)計、運營管理、政府等多部門的高度重視，目前許多事故頻發(fā)的急彎陡坡路段被駕駛員稱為“死亡之路”、“死亡谷”，由此可見其危害性。在此背景下，結(jié)合高速公路運營實際，明確急彎陡坡界定標(biāo)準(zhǔn)，并對這類特殊路段對交通安全造成的獨特影響開展分析，為山區(qū)高速公路的線形設(shè)計和運營管理提供參考。

2 急彎陡坡路段界定標(biāo)準(zhǔn)

2.1 平面線形

《公路路線設(shè)計規(guī)范》規(guī)定了不同設(shè)計速度下圓曲線最小半徑的一般值和極限值，正常情況下圓曲線半徑取值應(yīng)大于一般值，小于極限值時車輛行駛的安全性可能受到直接影響。一般情況下，將實際圓曲線半徑接近或小于圓曲線最小半徑一般值的路段認(rèn)定為急彎路段。我國山區(qū)高速公路多采用100 km/h或80 km/h的設(shè)計速度[1]，現(xiàn)行路線設(shè)計規(guī)范對應(yīng)的圓曲線最小半徑一般值分別為700 m、400 m。我國早期修建的一些山區(qū)高速公路中，受當(dāng)時經(jīng)濟條件和技術(shù)水平限制，部分路段的設(shè)計速度只能達(dá)到60 km/h，然而這些路段的實際限速和運行速度一般都在80 km/h以上，運行速度與設(shè)計速度的差值超過20 km/h，根據(jù)運行速度要求圓曲線半徑接近或小于400 m的平曲線即可視為急彎路段。

2.2 縱斷面線形

《公路路線設(shè)計規(guī)范》根據(jù)載重汽車動力性能、公路通行能力、車輛行駛安全等因素確定了最大縱坡指標(biāo)，特殊情況下只有經(jīng)過嚴(yán)格的經(jīng)濟技術(shù)論證，高速公路的最大縱坡值才可以增加1%。一般情況下，將實際縱坡接近或小于最大縱坡規(guī)定值的路段認(rèn)定為陡坡路段。對應(yīng)100 km/h或80 km/h的山區(qū)高速公路設(shè)計速度，現(xiàn)行路線設(shè)計規(guī)范對應(yīng)的最大縱坡規(guī)定值分別為4%、5%。當(dāng)運行速度與設(shè)計速度差值大于20 km/h時，也應(yīng)當(dāng)根據(jù)運行速度確定最大縱坡。

2.3 平縱線形組合

一般情況下，將急彎與陡坡的組合路段認(rèn)定為急彎陡坡路段?？紤]到不利線形的組合情況，對于連續(xù)長、陡下坡，特別是連續(xù)長、陡下坡的下游路段與急彎組合時安全風(fēng)險進(jìn)一步加大，因此也將其視為急彎陡坡路段的一種?，F(xiàn)行公路路線設(shè)計規(guī)范針對連續(xù)下坡路段重載車制動性能下降問題，對高速公路連續(xù)長、陡下坡路段的平均坡度與連續(xù)坡長作出明確規(guī)定，其中平均坡度為2.5%時，對應(yīng)的連續(xù)坡長不宜超過20.0 km；平均坡度為5.0%時，對應(yīng)的連續(xù)坡長不宜超過4.4 km。超過規(guī)定值時，應(yīng)當(dāng)開展交通安全性評價，通過設(shè)置貨車強制停車區(qū)、完善道路安全設(shè)施等加強交通管理與速度控制。一般將平均坡度與連續(xù)坡長接近或超過規(guī)范規(guī)定值的路段認(rèn)定為連續(xù)長、陡下坡路段。

3 交通安全影響分析

3.1 駕駛員心理

駕駛員是道路交通系統(tǒng)的重要使用者。在車輛行駛過程中，駕駛員從道路環(huán)境中獲取信息，經(jīng)過大腦分析判斷后再做出具體操作，以上任意環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤都可能引發(fā)交通事故。近年來國內(nèi)外學(xué)者針對不同道路環(huán)境對駕駛員心理特征的影響以及由此產(chǎn)生的各種行為開展了一系列研究，研究表明圓曲線半徑、縱坡坡度都會直接影響到駕駛員的心率變化[2]。在急彎陡坡路段，路線線形指標(biāo)變差，視距受限，駕駛員心率增長較大，長時間運行容易導(dǎo)致精神過度緊張，影響行車安全。當(dāng)?shù)缆肪€形變差，駕駛條件無法滿足駕駛員的駕駛預(yù)期，絕大多數(shù)駕駛員會傾向于選擇主動降速來增加行車安全性，然而道路通行能力下降可能導(dǎo)致交通擁堵情況的發(fā)生，會進(jìn)一步加劇駕駛員急躁、焦慮等負(fù)面情緒。

3.2 車輛行駛狀態(tài)

道路線形設(shè)計可以直接決定車輛行駛的安全性、舒適性和經(jīng)濟性[3]。車輛在急彎陡坡路段行駛時，需要同時完成轉(zhuǎn)彎和上下坡動作，受力狀態(tài)較為復(fù)雜，縱向穩(wěn)定性和橫向穩(wěn)定性都會受到影響?？v向來看，當(dāng)前輪或后輪的法向作用力為零時，將導(dǎo)致縱向傾覆或滑溜。橫向來看，當(dāng)車輪的側(cè)向反作用力等于附著力時，將導(dǎo)致橫向滑移；當(dāng)一側(cè)車輪的法向反作用力為零時，將發(fā)生橫向傾覆。

山西是能源大省，晉煤外運除鐵路的有限運力之外，大部分都由公路承擔(dān)，重載車輛比例較大對山西省公路建設(shè)和道路交通運行安全提出了更高的要求。與小轎車相比，重載車因其車身長、裝載量大、重心高等特點[4]，在急彎陡坡路段的行駛穩(wěn)定性更差。上坡時，車輛牽引力增大、速度降低，重載車連續(xù)上坡一方面會導(dǎo)致發(fā)動機過熱而影響機械效率，使駕駛條件惡化，嚴(yán)重時甚至出現(xiàn)熄火溜坡，引發(fā)交通事故；另一方面，縱坡越陡，坡長越長，車速降低越多，對小車造成的干擾越大，會使得小車超車頻率增加，影響通行安全。下坡時，重載車因慣性大，所需的制動距離更長，在連續(xù)下坡路段，制動器也更容易因剎車頻繁而溫度過高，制動性能嚴(yán)重降低，而且為防止制動失效通常采取的“澆水降溫”方法，會造成路面濕滑，特別是冬季時路面結(jié)冰極易引發(fā)交通事故。再加上小半徑平曲線的存在，貨物位移作用使得車輛后軸支撐的側(cè)向力減小，車輛橫擺大、轉(zhuǎn)向輪回正能力不足等問題進(jìn)一步加劇車輛失控風(fēng)險。

3.3 交通事故

根據(jù)某山區(qū)高速公路的交通事故統(tǒng)計資料，曲線半徑400～700 m、縱坡坡度大于3%以及存在長大縱坡的路段交通事故呈現(xiàn)明顯的集中分布特征[5]，急彎陡坡路段事故頻率高，嚴(yán)重程度大，也更容易發(fā)生重大交通事故，主要具有以下特點：

a）事故車型以大型貨車為主，急彎陡坡不利于大型貨車行駛，存在顯著的安全隱患。

b）單方事故占比較大，大多是在連續(xù)下坡路段車輛因超速或制動失效導(dǎo)致車速過快，進(jìn)入急彎時碰撞護(hù)欄或發(fā)生側(cè)翻，沖出護(hù)欄可能導(dǎo)致墜崖或墜河，當(dāng)翻越中央分隔帶護(hù)欄時還可能與對向車輛發(fā)生碰撞，導(dǎo)致嚴(yán)重事故后果或二次事故的發(fā)生。

c）連續(xù)下坡下游路段與急彎組合時事故最為高發(fā)，下坡行駛時，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，車速不斷增大，需要采取制動措施來降低車速，在長時間的連續(xù)制動后制動器溫度上升，重載車的摩擦力矩將顯著下降，導(dǎo)致制動性能下降或制動失效，速度較快時遇到小半徑圓曲線將無法保障其安全行駛。

d）由于急彎陡坡路段線形較差、視距不良，發(fā)生事故故障車占用車道后，后車往往來不及減速或避讓，極易導(dǎo)致多車事故或二次事故。

4 結(jié)語

通過對山區(qū)高速公路急彎陡坡路段交通安全狀況的調(diào)研分析，提出了急彎陡坡路段的界定標(biāo)準(zhǔn)，分析了這種線形條件可能對交通安全造成的不利影響。交通事故的發(fā)生受人、車、路、環(huán)境、管理的綜合作用，不具備線形改造工程實施條件時，可以通過采取交安設(shè)施提檔升級、加強交通管理等其他措施來降低運營安全風(fēng)險，但其針對性和有效性較難保障。有條件時建議建立對交通安全技術(shù)措施實施前后事故率變化的跟蹤觀測，以實現(xiàn)對采取措施實施效果的科學(xué)評估與預(yù)測。