湖北滬渝高速長大縱坡交通安全改造方案*

燕姣，王遠(yuǎn)方

湖北滬渝高速長大縱坡交通安全改造方案*

燕姣，王遠(yuǎn)方

（西安航空學(xué)院車輛工程學(xué)院，陜西 西安 710077）

文章主要對山區(qū)高速公路長度較大，且坡度較陡路段的交通事故分析，捋清各種事故的共同特點(diǎn)和誘發(fā)因素，從事故狀況、路線狀況、事故原因分析、交通設(shè)施的角度對湖北滬渝高速公路鄂西段提出了安全改造方案，由于運(yùn)營的原因，現(xiàn)在進(jìn)行安全改造不太可能采用路線的措施。上面所提到的措施可以同時(shí)運(yùn)用，也可以選用其中一種或幾種，都將在一定程度上減少事故次數(shù)、降低事故嚴(yán)重程度。在此基礎(chǔ)上，為鄂西段高速公路的安全管理提出一些參考建議，為高速公路長大下坡路段的安全設(shè)計(jì)與風(fēng)險(xiǎn)管控提供有益的指導(dǎo)。

交通工程；長大下坡；安全改造；設(shè)施設(shè)計(jì)

前言

在社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展的過程中，我國政府不斷加大交通建設(shè)投入，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件不斷優(yōu)化，但也面臨著一系列的交通安全問題。我國絕大多數(shù)高速公路都要橫貫多個(gè)山區(qū)，地理環(huán)境復(fù)雜多變，不同路段的地質(zhì)環(huán)境差異顯著，唯有通過連續(xù)的彎道進(jìn)行坡度升降才能克服山區(qū)的地形高差問題。雖然平行縱向線形指標(biāo)與相關(guān)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和施工技術(shù)規(guī)范相符，但由于連續(xù)陡坡道路的行程增加，交通事故的發(fā)生概率也隨之增大，加上不少山區(qū)的地理環(huán)境險(xiǎn)惡，導(dǎo)致重特大交通事故居多[1-3]。交通事故的發(fā)生不僅對人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重威脅，還對公路服務(wù)職能造成了嚴(yán)重破壞，增加了出行安全風(fēng)險(xiǎn)。尤其是近些年來不斷發(fā)生的高速公路交通安全事故，引起了社會各界的廣泛關(guān)注[4-7]。

1 事故狀況

公路交通的安全狀況與道路建設(shè)的地理環(huán)境條件存在密切的相關(guān)性。2002年，國家交通局發(fā)布的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示：我國每年在山區(qū)公路發(fā)生交通事故的死亡率高達(dá)24%，丘陵地區(qū)的交通事故死亡率為17.5%，平原地區(qū)為12.3%。根據(jù)我國2002年以來的交通事故數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)死亡率較高的交通事故主要發(fā)生在山區(qū)地形較為復(fù)雜，交通地形較為特殊的西藏、青海、甘肅、新疆等地。2005年，全國共發(fā)生47起重特大交通事故，其中山區(qū)墜車事故占比高達(dá)44.6%，共21起。

按照我國多個(gè)山區(qū)省份的交通事故現(xiàn)場勘驗(yàn)結(jié)果和車輛受損程度評估報(bào)告，可以發(fā)現(xiàn)山區(qū)交通事故普遍具有三大特點(diǎn)：

（1）車輛均存在碰撞摩擦痕跡，幾乎有50%的事故由車輛與車輛，或車輛與山體碰撞所致，且大部分事故發(fā)生在高速路段。引起事故的原因以超速行駛、違規(guī)超車、制動故障居多。

（2）重大交通事故和惡性事故在所有交通事故中的占比最大，其中有50%發(fā)生在山嶺地區(qū)的高速路段。

（3）一旦發(fā)生事故，人員傷亡比較嚴(yán)重，財(cái)產(chǎn)損失較大。

本文查閱了相關(guān)資料和網(wǎng)絡(luò)圖片（有些圖片根據(jù)網(wǎng)絡(luò)文字提示搜索），主要以湖北滬渝高速公路鄂西段（原名為滬蓉西高速)為例，介紹高速公路長大縱坡安全改造方案。

2 路線狀況

在湖北省境內(nèi)的滬渝高速公路鄂西段早期的名稱為滬蓉西高速，該高速公路是湖北省歷史建設(shè)工程量最大、資金投入量最大、地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度最高、建設(shè)周期最長的高速公路項(xiàng)目，大部分路段集中在山區(qū)，其建設(shè)難度在全國首屈一指，總行程320公里，穿越數(shù)十個(gè)高山峽谷，穿越1100米高的鄂西高原，橫貫我國第二地質(zhì)階梯。整個(gè)路段竣工于2009年，投入使用后的車流量較大，是我國東中西部的陸地交通大動脈。

由于滬渝高速公路鄂西段地質(zhì)環(huán)境非常復(fù)雜，海拔高度綿延起伏，彎道角度大，陡坡普遍較長，極限指標(biāo)路段較多，其中高家堰至野三關(guān)段設(shè)計(jì)有長大縱坡3處，基本達(dá)到4%～5%的設(shè)計(jì)極限，渝滬向野三關(guān)至榔坪段（23公里）與金龍隧道至高家堰段（27公里）兩段長大縱坡也只間隔約20公里緩坡。

其具有以下特點(diǎn)：

第一，不同路段高差過大，平緩路段較少，爬高路段較陡，整條線路上的縱向坡度較大，橋梁和隧道較多，彎道數(shù)量多，坡道長度達(dá)，尤其是野山關(guān)與高家堰兩地的路段下坡行程為53公里，大型運(yùn)輸車輛在載重較大的情況下，下坡過程中的制動力下降，踩剎車頻率過高，車輛自燃事故頻發(fā)。

第二，橋梁與隧道的比高為52.1％，榔坪段與野三關(guān)橋隧的比高為83.6％。整條線路上的橋梁總數(shù)為325座，平均橋長176035延米，達(dá)到特大型標(biāo)準(zhǔn)的橋梁共42座，數(shù)座世界級橋梁，如：橋墩高度為178米的龍?zhí)逗犹卮髽蚨?、橫向跨度達(dá)900米的四渡河大橋。

第三，整條線路橫跨多個(gè)地區(qū)，跨季候路段較多，全年雨雪冰霜天氣較為頻繁，安全管理難度較大。80%車輛通行路段有長途車輛行駛，13米長的大型貨車與重型貨車較多，通行安全管控壓力大。

基于長大縱向坡段的高差調(diào)節(jié)需求，在設(shè)計(jì)過程中采用了緩坡與陡坡交替的設(shè)計(jì)方案，雖然在一定程度上滿足了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和高速公路建設(shè)規(guī)范，但在投入使用后的安全問題頻發(fā)，由于車輛制動頻率較高，重載車輛和大型運(yùn)輸車輛的制動器件極容易發(fā)生故障，進(jìn)而出現(xiàn)制動失效撞車事故、墜車事故、彎道沖撞護(hù)欄事故，而這些路段上的任何交通事故都會造成嚴(yán)重的人員生命財(cái)產(chǎn)損失。

3 交通事故的相關(guān)性因素

3.1 車的因素

貨車超載問題在我國較為突出，該路段上的過境車輛總數(shù)中的貨車占比大于40%，且大部分貨車載重的貨物質(zhì)量超出車輛載重標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致貨車在陡坡的剎車制動性能不足，加上連續(xù)下坡的坡段線路較多，超重貨車會在較短的行程中出現(xiàn)性能故障，進(jìn)而引發(fā)各種安全事故問題。尤其極限路段是安全事故的高發(fā)地。

3.2 人的因素

外地司機(jī)路況不明。本路段多是過境的貨車司機(jī)，對本路段線形變化不清楚，對標(biāo)志不太注意，尤其是缺乏經(jīng)驗(yàn)的貨車司機(jī)，因?yàn)樽约旱木栊圆蛔悖踩庾R較差，車輛操作不規(guī)范。大型貨車駕駛員為了避免強(qiáng)制回風(fēng)對發(fā)動機(jī)造成損害，在大部分情況下不會主動采用汽剎制動，將剎車輪轂作為主要的剎車制動器，在這些陡峭路段行駛時(shí)，剎車頻率的增加會造成剎車輪轂的溫度上升，當(dāng)輪轂溫度達(dá)到300度左右時(shí)，剎車片性能大幅下降，制動失效風(fēng)險(xiǎn)急劇增大。2010~2012年期間，320公里長的滬渝高速鄂西段上發(fā)生了1321起交通事故，其中因?yàn)閯x車失靈引發(fā)的制動事故占比高達(dá)39.2%。

3.3 道路因素

載重過大或處于超載狀態(tài)的貨車在進(jìn)入該路段時(shí)的初始縱向坡差為0.741%，會讓駕駛員產(chǎn)生縱向坡度較為平緩的錯誤感受，進(jìn)而習(xí)慣性掛空擋進(jìn)行滑行，在第一個(gè)坡段過后，車輛的速度會大幅增加，在進(jìn)入坡差2.997%和1.796%，長度為660m和1480m的第二、第三坡段后，因?yàn)楦哳l率的剎車減速操作，車輛輪轂的溫度非常高，此時(shí)車輛制動性能已經(jīng)大幅下降；進(jìn)入第三個(gè)3.5%的長大下坡時(shí)，發(fā)生制動失效的概率非常高，交通事故風(fēng)險(xiǎn)較大。同時(shí)，路段上設(shè)置有兩個(gè)較長的隧道和三座大橋，視野條件較差，雨雪天氣容易打滑，使路段的危險(xiǎn)性進(jìn)一步增大。

3.4 環(huán)境因素

路段周邊的山脈較多，低洼地段與陡升路段交替出現(xiàn)，駕駛員很難掌握周圍環(huán)境與道路環(huán)境，加上縱坡較為平緩，導(dǎo)致駕駛員很難發(fā)現(xiàn)大長下坡路段，警惕意識不足。該路段位于山嶺地段，小山丘較多，常年雨水充沛，霧天較多，車輛行駛路線的可視度較差，交通隱患較多。在連續(xù)闖過隧道的過程中，光線的變化會引起駕駛員的視覺疲勞，進(jìn)而增加了交通事故發(fā)生概率。

從上可以看出，車輛進(jìn)入本路段行駛時(shí)，危險(xiǎn)系數(shù)逐漸增加，尤其到后半部急劇增加，駕駛員不能及時(shí)采取措施，是造成交通安全事故的重大隱患。

4 現(xiàn)有安全措施

該路段在安全保護(hù)上采用了以下措施：

（1）增設(shè)應(yīng)急車道和避險(xiǎn)車道。緊急避險(xiǎn)車道（如圖1所示），貨車制動失效可以進(jìn)入緊急避險(xiǎn)車道。但避險(xiǎn)車道與主線路上的交叉角度過大，加上避險(xiǎn)車道前端有大量樹木遮擋了指示牌，導(dǎo)致駕駛員很難發(fā)現(xiàn)避險(xiǎn)車道。

圖1 緊急避險(xiǎn)車道

（2）設(shè)置了警示和告示標(biāo)志。在本路段設(shè)置了一些警示和告示標(biāo)志。但大部分標(biāo)志版面尺寸較?。ㄈ鐖D2所示）、字跡模糊（如圖3所示），且受樹木遮擋影響，信息不夠突出。在出隧道口等部分路段少有安全信息提示標(biāo)志。

（3）設(shè)置了限速標(biāo)志。在隧道入口設(shè)置了限速標(biāo)志（如圖4所示），限速60km/h，在其他地方無明顯限速標(biāo)志。由于路況較好的錯覺，在本路段行駛車速較高，又由于本路段為長大下坡路段，進(jìn)入隧道車輛也往往超速行駛。

圖2 交通標(biāo)志牌版面尺寸較小

圖3 交通標(biāo)志牌字跡模糊

（4）設(shè)置了電子信息屏。在隧道前方500m處設(shè)置了一處電子顯示屏（如圖5所示），滾動播出“注意安全”等字幕，提示駕駛員謹(jǐn)慎駕駛。但電子信息屏幕小，不能突出信息的嚴(yán)重性。

圖4 隧道入口限速標(biāo)志

圖5 電子顯示屏幕較小

（5）設(shè)置了震顫標(biāo)線。在橋梁隧道前設(shè)了震顫標(biāo)線（如圖6所示），但大部分震顫標(biāo)線已磨損嚴(yán)重，不能起到有效的提示作用。

圖6 震顫標(biāo)線已磨損

從上可以看出，雖然采取了以上安全措施，起到一定警示和提示效果，但部分安全措施已老化，標(biāo)志牌版面尺寸較小、結(jié)構(gòu)形式單一。因此，可進(jìn)一步完善現(xiàn)有交通安全設(shè)施，增強(qiáng)警示和提示效果，減少交通安全事故發(fā)生。

5 建議安全改造方案

（1）配置電子顯示屏。在長大縱坡前段道路側(cè)方設(shè)置警示性的電子屏，滾動播放字幕“前方10KM路段將進(jìn)入連續(xù)長大下坡路段，請注意行駛安全，做好安全保護(hù)準(zhǔn)備、前方為雷達(dá)測速區(qū)域，請將車速控制在60km/h以下”。

（2）在地面設(shè)置震顫標(biāo)線。由于該路段原有的震顫標(biāo)線非常少，原有標(biāo)線磨損嚴(yán)重，已經(jīng)失去了警示功能?；谲囕v行駛安全的考量，應(yīng)及時(shí)予以修復(fù)，并在危險(xiǎn)路段前段和后段增設(shè)震顫標(biāo)線，增加安全提示標(biāo)識。例如：在彎道路段、下坡路段、隧道路段、長直坡路段增加震顫標(biāo)線，對駕駛員起到警示作用。

圖7 震顫標(biāo)線已修復(fù)

（3）在橋梁上增加反光凸起標(biāo)識。由于整個(gè)路段上的反光凸起標(biāo)識較少，夜間行車的安全風(fēng)險(xiǎn)較大，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充安全標(biāo)識。具體見圖8所示：

圖8 橋梁上無反光突起路標(biāo)

（4）增設(shè)警告性標(biāo)識和危險(xiǎn)提示標(biāo)志。在連續(xù)長大下坡的入口處設(shè)置危險(xiǎn)提示標(biāo)志，詳細(xì)標(biāo)注長大坡的形成長度、坡度、彎道數(shù)量，為駕駛員提供足夠信息；在長大縱坡段前方1km的道路側(cè)方設(shè)置警示性標(biāo)志牌，提示前方1km后進(jìn)入事故多發(fā)路段，請注意安全；在兩種路段的行程段增設(shè)多個(gè)警示標(biāo)志，詳細(xì)說明前方路段坡度、長度、剩余千米數(shù)（圖10），請勿空擋駕駛等。

圖9 交通標(biāo)志牌版面尺寸符合視覺標(biāo)準(zhǔn)

圖10 交通標(biāo)志牌字跡清晰

（5）在彎道中增加引導(dǎo)性標(biāo)志牌。因?yàn)樵撀范蔚钠矫媲€半徑達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定極限，駕駛員在夜間行駛的過程中的方向感較差，為保障行駛安全，應(yīng)優(yōu)化道路視覺效果，在彎道路段增設(shè)安全提示標(biāo)志和導(dǎo)向標(biāo)志。

圖11 彎道上的安全提示牌

（6）在橋梁安裝閃光警示燈。橋梁上為雨天事故多發(fā)路段，由于下雨天的橋梁路面濕滑，冬天結(jié)冰較厚，車輛制動時(shí)容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，應(yīng)在路段前后端設(shè)置路面濕滑提示標(biāo)志，在橋梁中央分隔護(hù)欄上設(shè)置數(shù)個(gè)閃光燈，提高橋梁夜間視覺效果，警示駕駛員注意行駛安全。

（7）增加停車檢修區(qū)。由于重載車輛在行駛過程中的剎車踩踏頻率較高，剎車片碳化磨損較快，無形中增加了剎車失靈幾率。為減少貨車剎車頻率，建議在長大下坡路段的中段修建停車檢修區(qū)（如圖12所示），提示駕駛員前方將進(jìn)入大橋或隧道路段，請注意駕駛安全。貨車在行駛至該位置時(shí)，剎車片溫度較高，在該區(qū)域停車等待剎車片溫度下降之后，再上路行駛，能夠有效降低因剎車片溫度過高引發(fā)的安全事故率。

圖12 停車檢修區(qū)

（8）改造避險(xiǎn)車道前方線路上的標(biāo)志牌。因?yàn)楸茈U(xiǎn)車道前方提示標(biāo)志會遮擋駕駛員的視線范圍（見圖13），駕駛員很難發(fā)現(xiàn)前方的避險(xiǎn)車道，因此，需要將避險(xiǎn)車道指示標(biāo)識轉(zhuǎn)移至岔路入口處，并在路面和路側(cè)增加箭頭提示標(biāo)識，強(qiáng)化可辨識性與可視性。在避險(xiǎn)車道兩側(cè)的護(hù)欄上，應(yīng)涂刷反光漆面，增加道路兩側(cè)的可辨識度。

圖13 避險(xiǎn)車道前方100m內(nèi)交通標(biāo)志設(shè)置圖

（9）適度增加橋梁護(hù)欄高度，提高護(hù)欄色彩可辨識度。由于長大縱向坡道過后的高架橋兩側(cè)被群山包圍，司機(jī)在該路段行駛的過程中會產(chǎn)生緊迫感。因而需要在長大縱向下坡路段提高護(hù)欄高度，以提高道路兩側(cè)的辨識度，降低駕駛員的緊迫感。圖14中展示的路段與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性較強(qiáng)，橋梁兩側(cè)護(hù)欄不明顯，急轉(zhuǎn)彎路段極易發(fā)生交通事故，應(yīng)采用與周邊環(huán)境反差較大的紅色對護(hù)欄進(jìn)行涂裝，對司機(jī)起到警示作用。

圖14 橋梁現(xiàn)有橋梁景觀

（10）采用多種顏色對隧道出口路面進(jìn)行涂裝。高速公路速到出口的光線變化較為劇烈，長大縱坡隧道上的光線瞬時(shí)反差較大，駕駛員的視覺適應(yīng)過程較長，容易產(chǎn)生緊張心理，極有可能引發(fā)交通事故。因此，盡量用彩色路面改善道路光線強(qiáng)度，提高隧道內(nèi)的光照強(qiáng)度，減少隧道出口的眩光感。

（11）提高護(hù)欄防撞等級。本路段現(xiàn)全部采用雙波形梁護(hù)欄（如圖15所示），立柱間距4m，在高路堤路段事故車輛容易造成二次傷害，建議在危險(xiǎn)路段采用加強(qiáng)型三波梁護(hù)欄，立柱間距2m，加強(qiáng)本路段的防撞能力，減少二次事故的發(fā)生。

圖15 路側(cè)雙波形護(hù)欄

（12）對現(xiàn)有部分安全設(shè)施進(jìn)行改造。由于現(xiàn)有告示牌和警示牌都為雙柱式或單柱式，截面尺寸小，及部分標(biāo)志牌間距太小，不容易引起駕駛員注意，建議大部分警示或告示牌改為單懸臂式，并盡量采用大截面尺寸，增強(qiáng)警示或告示效果。

6 結(jié)語

高速公路的建設(shè)需要大量的資金支持，而路段的設(shè)計(jì)取決于地形條件和環(huán)境特點(diǎn)，連續(xù)長大坡路段的設(shè)計(jì)很難避免，這一路段的事故發(fā)生幾率較高，安全防護(hù)措施較少，必須重點(diǎn)研究該路段的安全保障機(jī)制，創(chuàng)新安全保護(hù)方法，才能減少交通事故發(fā)生概率。

本文從事故狀況、路線狀況、事故原因分析、交通設(shè)施的角度對湖北滬渝高速公路鄂西段提出了安全改造方案，由于運(yùn)營的原因，現(xiàn)在進(jìn)行安全改造不太可能采用路線的措施。上面所提到的措施可以同時(shí)運(yùn)用，也可以選用其中一種或幾種，都將在一定程度上減少事故次數(shù)、降低事故嚴(yán)重程度。在此基礎(chǔ)上，為鄂西段的建設(shè)與安全管理提供了重要的技術(shù)支持。同時(shí)，這也為相同路段上的安全設(shè)計(jì)與事故風(fēng)險(xiǎn)管理提供了有益參考。

文章中也提到，前一階段的管理經(jīng)驗(yàn)和事故資料都證明了重大事故頻發(fā)的根本原因是大貨車超載，如果不徹底解決此問題，本段路的事故狀況不可能徹底改善。

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Traffic Safety Transformation Plan for Long Longitudinal Slope of Hubei-Shanghai-Chongqing Expressway*

Yan Jiao, Wang Yuanfang

（School of Vehicle Engineering, Xi'an Aeronautical University, Shaanxi Xi'an 710077）

This article analyzes the traffic accidents on the long downhill section of the mountain expressway, summarizes the characteristics of the traffic accidents on the long downhill section of the mountain expressway, and analyzes the Hubei-Shanghai-Chongqing Expressway from the perspective of accident conditions, route conditions, accident cause analysis, and traffic facilities. A safety modification plan was proposed for the western part of the highway. Due to operational reasons, it is unlikely that route measures will be adopted for safety modification. The measures mentioned above can be used at the same time, or one or more of them can be selected, which will reduce the number of accidents and the severity of accidents to a certain extent. On this basis, it provides safety technical guarantee for the construction and management of the western part of Hubei, and at the same time provides a reference for the safety design and management of other expressways growing and downhill.

Transportation engineering; Long downhill section; Safety renovation; Facility design

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.07.056

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燕姣（1990-），女，講師，就職于西安航空學(xué)院車輛工程學(xué)院，從事交通運(yùn)輸安全工程研究。

西安航空學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目S201911736055及西安航空學(xué)院校級縱向科研項(xiàng)目（編號2019KY0206）資助。