公路连续长大下坡路段交通安全性研究

蔡鹏，尹文锋

（长江勘测规划设计研究有限责任公司，武汉430010）

1 引言

公路工程连续长大下坡路段的高差较大，而且存在持续降坡的现象，会受到很多不利条件的影响，运营过程中也存在着很高的安全风险[1]。近年来，随着山区大规模公路工程的修建，使连续长大下坡路段规模日益扩大。根据相关统计显示，在该路段极易引发重大交通事故。目前，这种路段的安全问题已经引起相关部门的高度重视，展开对该路段的安全性研究具有十分重要的意义。

2 公路连续长大下坡路段事故影响因素探讨

公路连续长大下坡路段的路况较为特殊，导致交通事故的因素较多，机理较为复杂，需要综合考虑各个方面的因素，主要包括交通环境、线形设计、车辆组成、驾驶人员的行为因素[2]。

2.1 交通环境因素

连续长大下坡路段大多位于高山区域，气候条件相对于平原区域更为复杂多变。盘山公路中有一大部分均为跨省的重要通道，其交通组成相对更为复杂，过境运输车辆在其中占有较大的比例。外省人员往往对路况不熟悉，增加了运营安全风险。由于车辆之间的动力性能、制动性能等方面的差异，使不同车辆之间的运行速度离散性较高[3]。交通量的增大会缩小车间距，车辆在行驶过程中的横、纵向干扰也会随之增大，显著提高了交通事故发生的概率。

2.2 线形设计因素

进行公路路线设计时，往往会将相关技术规范标准作为设计基准，而这些规范修订的周期较长，制定标准的时间与道路修建的时间间隔可能会较长，规范制定之初的一些规定可能不能适应现如今的实际情况，容易导致设计缺陷。同时，规范中的最大纵坡以及坡长是根据车辆在上坡时的综合性能计算得出的，但对于连续下坡路段，即使平均纵坡设计满足相关规范的要求，依旧存在安全隐患。因而相关规范在修订时更应当考虑车辆下坡时的性能。

2.3 车辆组成因素

车辆的类型占比与交通事故发生的概率息息相关，不同类型车辆的车型大小、行驶性能、制动能力、车辆载重和惯性等方面都有显著的差异。不同类型的车辆同时出现在道路中形成交通流时，车辆性能方面的差异会加大交通事故发生的概率。据相关统计，公路中大型车辆的占比与事故数之间呈抛物线关系，即当大型车辆过少或者过多时，事故数量会相对较低；反之当大型车辆与小型车辆的占比相当时，事故数量相对会更高。

2.4 驾驶人行为

驾驶人员的操作行为与技能会直接决定车速、车辆行驶的安全性与舒适性。尽管车辆驾驶人员均按照相关要求通过了车辆的理论和操作技能的学习，但是，不同的驾驶人员在驾驶汽车的过程中由于驾驶习惯，驾驶情绪、身体状况等方面差异，车辆行驶的安全性差异也较大。

3 连续下坡路段运行速度变化特征

车辆的运行速度能真实地反映车辆的真实情况，在设计和建设长大下坡路段的过程中，需要结合运行速度的干预和评判理论。一方面使线形设计更加科学；另一方面，能够满足车辆安全行驶的需要，有效提高山区公路的安全性能，同时，还能合理限制速度，确保车辆在连续下坡路段行驶过程中性能稳定。通过大量的调查统计分析，连续下坡路段车辆速度变化规律如图1 所示。

图1 连续下坡路段运行速度变化特征曲线

1）AB 段

车辆经过上坡达到A 点，自A 点开始，车辆开始下坡至B点，在此过程中车辆处于加速状态，车速会远大于路段的期望车速。到达B 点时，由于车速过快，大部分驾驶人员会在B 点采取制动措施来控制车速，从B 点开始，车速会有所降低，在整个车速曲线中，B 点是速度极大值。对于下坡之前的上坡路段，如果是缓坡，则上坡过程中车速会较高，车辆到达A 点的速度相对更高，那么A 点与B 点之间的车速差就会较小。相反，如若从陡坡开始上坡，那么速度差就会较小。

2）BC 段

在B 点，车辆经过制动措施速度减小，行驶至C 点后，由于速度过低，驾驶人员会根据自身的驾驶经验以及车辆的性能适当提速，因而C 点是下坡过程中车辆速度的一个极小值。

3）CD 段

自C 点开始，速度继续提升，随着坡长的增长，车速也会逐渐增高，直到D 点，速度再次增长为极大值，通常情况CD段的距离要大于BC 段。自此，从A 到B 经C 再到D，车辆的车速在下坡路段完成了一次周期性的变化。而这样的速度变化在整个下坡路段根据坡长的距离还会多次反复出现，

4）EF 段

E 点处于下坡路段的结尾之处，从E 点车速逐渐增加，在车辆行驶至F 处，车速达到极大值也是最大值，所以，考虑到行车安全，应在F 点处控制车辆的速度。

通过设置缓坡，可以运用车辆行驶过程中的行车阻力来控制下坡速度。车辆在到达B、D、F 3 点处的车辆速度对于整个下坡路段来说均为极大值，且F 点处的车速是最大值。因此，可以在B、D、F 处设置缓坡来控制车速，其中，F 处的缓坡应更长。

4 连续纵坡路段交通安全保障措施

在整个交通项目中，山区高速公路连续纵坡路段的安全是最重要的一个环节，影响着整个项目的安全性和经济性。在高速公路连续纵坡路段，采取适宜的交通安全保障技术能够有效减小事故发生率，减轻事故严重程度。目前，交通安全保障措施主要从主动、被动以及交通管理3 个方面进行。

4.1 主动安全保障技术

4.1.1 优化道路线形设计

对于山区高速公路，在进行选线设计的过程中，需要同时考虑山区的地形地貌地质条件、当地的气候以及工程造价等多个方面的因素。所以，对于连续长大下坡路段，在条件允许的情况下，主要是通过展线的方式来降低纵坡。在考虑道路的协调性以及均衡性等方面的因素之后，对道路的几何线形进行优化，使各项指标均能满足驾驶人员的视觉特性以及生理、心理变化。另外，设计过程中，要尽量避免直线下坡路段与平面上小半径曲线相组合，否则会让驾驶人员在视觉上产生不协调的情况，进而产生紧张情绪，导致操作不当，引发事故。

4.1.2 完善标志标线设置

交通标志标线是纵坡路段非常重要的安全设施，为了确保在纵坡路段驾驶安全，在进入纵坡路段之前需要通过路况标志加以说明与提醒。车辆在下坡的过程中，由于势能转化为动能，导致车辆速度逐渐加快，因此，需要在连续下坡路段之前设置好相关的预告标志。比如，“禁止空挡”“车距确认”等，使驾驶员调整为合适的驾驶速度。路过弯道时，需要在弯道处设置横向震荡减速标线，对驾驶员起到一定的提醒作用，避免其驶离车道。此外，还可以通过设置视觉减速标线的方式来压缩车道的宽度，迫使驾驶员减低车速。

4.1.3 设置降温区和紧急停车带

行驶在连续下坡路段的大货车，由于频繁制动，制动器的温度会随之升高，通过设置降温池来有效降低制动器的温度。通常情况下，当下坡路段的高差超过200 m 时，就需要设置一个降温池。对于连续长大下坡路段，还需要设置紧急停车带，停车带的宽度不宜过窄或过宽，保持在约3 m，宽度过小会对主线的车流造成影响，宽度过大又会导致工程造价的不经济。

4.2 被动安全保障技术

4.2.1 设置避险车道

为了能够对道路中失控的车辆加以控制，通常会设置避险车道，避险车道通常设置在下坡路段的内侧，可以让失控的车辆通过重力的作用将动能转换为势能，或者通过滚动阻力的方式消散动能，让失控的车辆从主线车流中分离而出，在很短的时间内控制车速，对车辆、货物以及人员进行有效的保护。避险车道一般会设置在事故多发区域，通常是连续下坡的后半段。当下坡路段的长度大于10 km 时，会设置2 处以上的避险车道。避险车道的路床材料通常选用等粒径摩阻性能较高的材料。此外，在路两侧还需要设置消能设施和加强型护栏。

4.2.2 提高护栏等级

在相关事故统计中，车辆冲出路侧的比例较大，路侧的护栏也是降低交通事故车辆损伤程度的重要设施，护栏不仅能防止车辆冲出路侧，还能作为行车视线诱导的标志。护栏的设计需要考虑护栏的设置形式以及防撞等级，并且结合项目交通组成、运行速度特点、路侧危险程度等多方面的因素来确定。对于连续下坡路段，其外侧通常为陡崖峭壁，车辆一旦冲出护栏，会造成特大交通事故，在必要的情况下，可以采用高于SS 级的护栏。

4.3 交通管理对策

据统计分析，连续纵坡路段的交通事故通常是人为造成，比如，货车驾驶员为了追求经济利益，经常违规超速或者超载，甚至疲劳驾驶。所以，除了采用被动防护措施，还需要加强对驾驶员的安全教育，以及管理部门的交通监管力度，及时对超载货车进行治理。对于事故多发地，设置违章拍照警示，防止出现超速、违规占道的交通行为，规范驾驶员的行为，降低事故发生的可能性。建立健全的突发情况应急处置方案，与当地的医疗、消防等部门长期协作管理，提高应急处置能力。

5 结论

1）公路连续长大下坡发生交通事故的机理较为复杂，主要包括交通环境因素、线形设计因素、车辆组成因素、驾驶人行为因素等。

2）车辆的运行速度能真实地反映车辆的真实情况，结合运行速度的干预和评判理论，能够优化线形、提高山区公路的安全性能、合理限制速度，确保车辆在连续下坡路段行驶过程中性能的稳定。

3）连续下坡路段的车辆运行速度呈4 段式的周期性变化，可以通过在下坡路段不同位置的速度特点，在车速较快的区域设置缓坡，降低车速。

4）高速公路连续纵坡路段采取交通安全保障技术能够有效降低事故发生率，减轻事故严重程度。