山區高速公路橋隧連接段安全評價及改善研究

張科顯

(中鐵十九局集團 第三工程有限公司，沈陽 110136)

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山區高速公路橋隧連接段安全評價及改善研究

張科顯

(中鐵十九局集團 第三工程有限公司，沈陽 110136)

近年來，我國發展速度加快，工業發展也提高到一定的速度，山區成為重點發展對象。在山區建設高速公路，山區人們出行變得更加方便，也提高山區的經濟條件，加快山區發展。但是因為山區地勢變化較大，山區高速公路橋隧密布，隧道長，交通事故發生頻繁，給人們生命和財產安全帶來巨大的損失。本文簡要分析山區橋隧段交通事故發生情況，并分析造成事故因素，提出改善措施。

山區高速公路；橋隧連接段；事故成因；安全評價；改善對策

改革開放以來，我國重點發展工業，提高我國市場經濟，高速公路的出現提高我國經濟發展速率，在一定程度上表征國家現代化發展水平，我國交通部的數據顯示，截止2015年我國高速公路修建的長度已經達到6萬公里，在世界上占據第二位，最大的成功是在西藏建成高速公路，而且各省和自治區的高速公路已經開始向山區發展，據悉我國在民生規劃中，道路方面的最新決議是在2005年到2030年期間再新建5.7萬公里高速公路，其中國家撥款2億萬元，這些高作公路主要分布于偏遠山區，開通偏遠山區的經濟，為一些資源運輸提供方便。

1 山區高速公路橋隧連接段的安全研究現狀

據了解，目前我國高速公路安全調查主要集中在東部地區和氣候條件較好的區域，調查范圍小；另外，目前研究缺少連續追蹤調查，大部分研究和調查是在公路設計階段，后期施工和投入使用情況的研究較少；公路施工中設備不齊全問題是一大難題，很多技術指標不能達到，設計方案不完善等，為施工和后期運營安全提出挑戰。由此可見，關于橋隧間接地形的環境和技術條件研究較少，安全應對措施減少[1]。國內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；國外主要集中在研究事故出現成因，并提出相應的改善措施，總的來說國內外研究的特點是宏觀層面的安全分析較多，微觀層次的交通安全評價較少。

2 山區高速公路橋隧連接段事故概況

在我國，山地、丘陵和比較崎嶇的山區占地面積達到66%左右，因此我國修建高速公路時選擇在山體中挖掘隧道，建立橋隧，縮短距離，也節約資源。但是，橋隧給人們出行帶來方便外，也增加交通事故發生率，經濟損失也較大。以包茂高速公路銅川段的交通情況為例，分析幾年間在此區發生的交通事故數量情況，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，近些年我國安全事故發生次數較多，發生事故的次數依次減少，死亡人數也逐漸減少。國家在此投入較多的關注，除了將事故曝光，引起人們的關注和注意以外，在高速公路修建過程中，也不斷調整技術參數，將事故發生率降到最低。

3 山區高速公路橋隧連接段事故特點

橋隧的結構與公路有不同之處，發生的交通事故也有自己的特點。下面將從交通事故的時間分布、氣候分布、事故形態分布及車輛類型的分布四方面進行簡要的介紹。

3.1 交通事故的時間分布特點

根據國家交通部的調查數據可以看出，近些年可以將全天時間分為四段，在四段時間中交通事故發生情況各不相同。這四段時間分別是：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事故發生率最高，因為在該段時間人們精神比較疲勞，思維遲鈍，認知能力較差，大腦支配人體行為能力下降，出現安全事故的可能性提高。在上午安全事故發生率僅次于下午，因為上午車輛行駛數量多，工作人員趕時間可能會出現超速駕駛狀況，人們搶行馬路的現象較多。在晚上，因為光線弱，人們可視范圍降低，并且橋隧地方有盲區，人們精神疲憊出現事故可能性不低。但是因為近些年人們重視行車安全，深夜出行車輛減少，對安全事故發生有直接阻斷作用。

圖1 橋隧高速公路安全事故發生時間分布情況

3.2 交通事故的影響因素——氣候

根據國家交通部統計數據可以看出，氣候對安全事故發生率也有很大的影響。據統計，在冬、春季節發生安全事故的比例在三分之二以上，因為冬季路面結冰，地面硬度大，而且在雨雪天氣時，雪花覆蓋路標，尤其是橋隧的進出口處；春季雨水量大，路面摩擦系數降低，影響車輛行駛[2]。另外，山區環境復雜多變，公路養護技術不夠，橋隧進出口交接處抵御外界環境破壞的能力弱，修繕代價大，政府督促力度不夠，對交通產生不利影響。雨、霧、雪環境下，人們出行能見度低，地面打滑，出現追尾的可能性很大，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，從而導致交通事故等。

3.3 交通事故的形態分布情況

交通事故形態通俗來講是交通事故的參與者之間因為沖突或者自身失誤而發生事故的具體形態。我國交通部將事故的形態分為七種，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境與一般公路的不同，在山區橋隧段發生交通事故的形態只有六種，分別是追尾碰撞、撞隧道口壁、撞橋上護欄、橋上墜車、擦壁和其他[3]。由圖2可以看出，山區橋隧段交通安全事故的主要形態是追尾碰撞。造成追尾碰撞的原因有很多，其中主要有司機行車環境驟變、車輛本身制動性能差、車輛出現故障又不能靠邊停車等。橋隧公路多為高架橋，導致撞護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

3.4 發生交通事故的車輛類型

我國車輛組裝時馬達的動力性能、車速、物理性質參數等對行車交通事故有一定的影響，車型與車輛行駛的速度有關，車輛車型差異越大，車輛行駛速度的差異也就越大。在交通部的數據中，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事故的可能性較大，貨車負載大，慣性也大，容易出現追尾碰撞，并且車輛駕駛者不重視車輛維護，經常超載行駛，司機疲勞駕駛，長時間高速行駛容易出現事故。轎車負載雖然小，但是可以超速行駛，超車現象多，出現狀況制動慢。客車司機安全意識強，其擔負幾十人的生命，重視日常維修，其出現交通事故大部分是因為氣候原因[4]。

圖3 車型與交通安全事故的發生率關系

4 交通事故發生在山區高速公路橋隧連接段原因

學者們經過研究，將人、車、公路環境等包含在高速公路交通系統中，人、車、公路環境分別是其中的子系統。在高速公路中行駛的車輛，其駕駛員分別從路面、路兩邊環境、氣候等獲取有用信息，在大腦中進行綜合分析，通過中樞神經傳遞到人的肢體上，做出正確的行車動作，如此循環活動，達成整個駕駛任務。該環節中涉及到的各因素都具有一定的聯系，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生。

4.1 駕駛員問題

通過國內外調查的數據顯示，交通事故中駕駛員的問題占據比例較大，駕駛員在山區行車時，因為環境改變，對外界環境的適應能力和應變能力降低，光線忽明忽暗，容易出先盲區，影響駕駛員的心理反應，導致駕駛員出現失誤。在圖4中，本文筆者從視覺、心理、生理和駕駛狀態四個方面分析其對安全事故發生率的影響程度。

圖4 駕駛員自身因素對安全事故發生率的影響

從圖4中可以看出，駕駛員在山區行車過程中，因為視覺因素而出現交通事故占據35%左右，占據比例最大。駕駛員行車時80%以上的信息是通過眼睛獲得的，并且信息都是動態的，駕駛員瞳孔面積變化與其視覺適應能力和駕駛抗疲勞能力強弱有關，并且呈正相關。駕駛員進出橋隧，視覺變化巨大，不能及時反應過來，瞳孔面積加大，但是當瞳孔面積增大到不能接受的范圍時，眼睛中很難再呈現出清晰的景象，出現視覺障礙，危機自身安全。其次占據較大比例的是駕駛員措施不當、違章和超速行駛，橋隧受地理環境的影響，出現連續下坡、極速轉彎等車道地方多，與駕駛員常規行車車道不一樣，心理承受能力差，反應時間延長[5]。駕駛員疲勞駕駛也是造成交通事故的一大重要原因，車內震動，粉塵，氣味，白色路標等能使駕駛員提前產生疲憊。

4.2 高速公路道路條件

我國關于高速公路設計方面的條例中規范了橋隧的橋梁線性、橋隧線性、橋隧洞口連接線分布等，這些方面主要是關于橋隧分開段出的設計規范，關于連接點處的設計規范還沒有系統化。國內現有的與橋隧設計相關的數據和資料都不完善。山區橋隧高速公路的平面線性設計與橋隧預計長度、進出口位置有關，地址環境多變，其平面線形無法做到圓形或直線行，直線形的車道，駕駛員操作簡單，但是長度短或長度過長都是不利的，能降低駕駛員的警惕心[6]。曲線路段是事故發生高峰路段，根據有關數據顯示，橋隧中的曲線路線的曲率與交通事故發生率的冪成指數關系，橋隧中曲線的半徑在1000米以下，該半徑值越小事故發生率越大，大于1000時，事故發生率較小。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，駕駛員適應能力提高，但是曲線車道靠近出口時，駕駛員容易出現視線盲區，鳴笛速度慢，容易出現事故。

圖5 隧道截面圖

圖5是最新的隧道截面圖，為保證隧道內部的安全，在隧道上方設計成曲面，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，穩固隧道，防止共振帶來的破壞。

4.3 山區高速公路橋隧連接段交通安全改善研究

根據交通事故發生特征分析可以看出，山區橋隧高速公路段交通事故發生的主要原因是人、路、交通環境和氣候環境，所以改善方向也要從這幾個因素下手。

(1)駕駛員自身改善

駕駛員的不安全行為是引發交通事故的主要原因，駕駛員主觀性強，改善人為因素需要采取強制性手段，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范和安全思想普及，科目二、三中，培訓者提高訓練強度，規范受訓者的行車操作，潛移默化提高駕駛員的安全駕駛意識和操作。

(2)橋隧段高速公路的改善措施

如今，我國橋隧高速公路設計盡可能的人性化，改善道路條件，主要是對山區橋隧高速公路旁的交通路標進行嚴格檢查，糾正不爭取的路標，路況不好或急轉彎等特殊情況要將其路標顯著化，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、智能交通標志[7]。另外，在橋隧連接段設置限速標志，駕駛員眼睛接收限速信息，經過大腦處理傳達給四肢，減速緩行。調整橋隧進出口的光線亮度，設置遮陽棚等，在橋隧內部安裝照明設備，增加駕駛員可視度等。另外經過學者們的研究，現在將山區橋隧段洞口的界面圖設計如圖6：

圖6 隧道洞口的面積范圍

從地質方面來講，修建橋隧高速公路對破面和地表的地質有嚴重的破壞作用，在設計橋隧高速公路時，隧道洞口長度包括洞口到洞內一到兩米左右處，這段路面應該覆蓋兩到三厘米厚的土，隧道前面的直路段長度保證在車輛能行駛3s左右，約75m左右。

(3)關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，嚴禁超載貨車行駛，和轎車超速行駛，在轉彎處設計警示牌，在橋隧內部嚴禁出現超車情況。此外，公路管理部門要做好公路養護工作，提高山區橋隧高速公路的質量，完善道路服務設施，為旅客提供安全的行車環境[8]。在道路施工段應該設置警告標志，提醒行車者注意安全，將隧道與橋梁進行獨立修建，不設立橋臺，直接在基巖上建設臺帽，以此連接隧道與橋梁，提高經濟效益，簡化施工工序。但是臺帽修建質量很重要，要有較大的承載能力，因此將橋隧的連接段設計成圖7的構造。

圖7 連接段設計圖

(4)氣候環境

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

5 結語

山區橋隧高速公路安全狀況一直是人們關注的話題，本文筆者分析出交通安全事故與人、車、道路、環境有關，并提出一些改善措施，圖中的設計為施工提供一些參考，但是也存在不足之處，筆者在未來的時間里會進行深入研究，也希望有更多的同行研究補充，為人們出行安全提供一份幫助。

[1] 川韓鳳春,馬壯強.山區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,林國濤,蘇永和.基于運行安全的山區高速公路路線設計及實例[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價方法研究[J].河北工業大學學報,2006(l):103-107.

[4] 許洪國,劉兆惠,王超,等.基于模糊統計的山區公路安全評價研究[J].中國安全科學學報,2006(10):116-119.

[5] 杜益文,韓直,杭力,等.公路隧道安全模糊評價方法李家龍[J].公路交通技術,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判體系研究[J].石家莊鐵道學院學報,2006(3):75-79.

[7] 李麗芳,馬璐.山區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,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公路建設中的應用[J].公路,2006(1):117-122.

責任編輯：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