針對高速公路連續長下坡路段事故防治技術綜述

尹珩灃，郭叢帥，張丙哲

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

關鍵詞：連續長下坡;道路交通;事故防治技術

中圖分類號：G353.11 ?文獻標識碼：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，長下坡路段在國內高速公路的設計中是不可避免的，尤其在我國西部山區發生在長下坡路段的重大、惡性交通事故數量較多。根據公安部和國家安全生產監督管理局統計分析確定了全國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的55.52%。上述路段大多地處山區多雨多霧、高海拔的道路和不良氣候條件中，由能見度不高、制動器熱衰退、路面附著系數低等不利因素引發的交通事故，造成了巨大的經濟損失和人員傷亡，社會各界開始對連續長下坡路段的交通安全引起高度重視[1]。

1 國內外研究現狀

1.1 國外研究現狀

隨著全球高速公路和物流運輸行業的快速發展，高速公路的交通流量和交通組成也發生了巨大的變化，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制動引起的制動熱衰退現象，導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據的研究，是全球最早重視山區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置等影響因素，但是未在量化設置、設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長度、提高避險車道防護能力的網索車輛制動系統（Dragnet），但由于成本和維護費用過高以及不能重復使用等弊端，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而言更早，已從單一的依據汽車行駛對道路的動力學要求轉變為考慮駕駛員的生理特征和駕駛行為的縱坡坡度和坡長設計，隨著設計技術的不斷發展，在進行線路平縱設計的時候，研究人員也會從駕駛的連續性和舒適性要求出發，使平、縱線性一致。

1.2 國內研究現狀

在國內，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過長大下坡路段時，長時間制動導致剎車失靈而引發的重大交通事故。早在20世紀末，此類型的交通事故就給人們帶來了巨大的生命財產損失，最為典型的就是北京八達嶺長城高速公路進京方向50～55km處的長大下坡路段，通車5年內發生的167起事故中導致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量已經達到240余條[3]。

總的來說，我國的避險車道發展落后于歐美國家，由于在設計和布置方面沒有相關的標準方法，國內的避險車道主要是借鑒國外研究人員的經驗和我國工程設計人員的主觀判斷來進行設計和建設，因此，在建成后的運營過程中也有嚴重的安全問題發生。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構方面優化以外，還應該從人-車-路-環境的角度綜合考慮主動預防措施，只有主動預防和被動防護相結合，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

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長下坡路段前方設置相應的危險警示和限速標志牌，在條件允許的情況下可使用速度反饋標志以及安裝測速儀來限制重型載貨汽車的速度，而線性指標較小的路段，則可設置建議車速標志，以提醒貨車駕駛員減速行駛。

2.1.2 設置安全標線

在安全標線設置方面，除了常規標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;減速標線、縱向震蕩標線和路肩震動帶可以設置在長大坡路段的頂前、坡中和小半徑轉彎處，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設置縱向視覺減速標線和車距確認標線;凸起路表和雨夜反光標志可用在不良氣候多發的路段。

圖1 ?高速公路縱向震蕩標線

2.1.3 優化線性設計

優化道路的平縱線形，是保障車輛行駛安全性的重要手段之一。在設計道路平縱線性指標時應考慮其協調性和均衡性，綜合人-車-路-環境多方面的需求;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，盡量加寬路側凈區寬度，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 增設安全區域

目前常見的安全區域包括緊急停車帶、檢查站、服務區等。緊急停車帶設置在道路的一側，便于異常車輛停車進行故障排查;檢查站設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生重大交通事故，導致道路擁堵;服務區也可設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，并適當進行休息。

2.2 被動安全

2.2.1 設置避險車道

避險車道的位置一般設置在高速公路長大下坡的后半段。多數貨車經長距離和高頻率制動以后，往往在長坡的下半段出現制動器失效的情況。在設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。在山區高速公路中，避險車道的設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規范要求的情況，應合理增加投資、采用新技術手段設計避險車道以滿足需求。對于已經投入使用的高速公路，在交通事故數量發生較多的地段新增避險車道，盡量避免交通事故的發生。在材料選擇方面，應使用等粒徑和摩阻性能好的材料，同時保持砂床干燥，優化砂床下的排水盲溝等排水設施，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重程度。在連續下長坡路段，車輛的行駛速度都較高，再加之道路情況復雜，車輛容易造成因來不及進行轉向控制而沖撞分流鼻端的現象，因此提高分流鼻端的防護等級設置可導向防撞墊等緩沖效能設施，加裝霧燈或閃燈，有利于避免重大交通事故的發生;除開分流鼻端，避險車道兩側的防撞護欄也應根據不同的交通組成、車速特點、路測危險程度確定護欄的設置形式和防撞等級;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 加大監控力度

對于一些山區高速公路而言，在下長大坡路段還時常出現不利的氣候條件，例如：雨霧氣象災害、路面結冰濕滑、降雨量大等，進而容易造成連環事故的發生。因此，對事故多發路段進行實時全程監控，加裝視頻照相監控，有利于監管部門第一時間發現交通事故，及時趕赴現場組織救援，有利于在第一時間疏導交通，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上升的趨勢，相關研究表明[4]，大部分事故的發生是人為因素導致的，貨車駕駛員為獲得更多利益，經常違規駕駛，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，加強相關部門的職能監管，采取相應的管理措施，才能使安全技術措施的作用更好地發揮。在加強交通參與者的宣教過程中，應使其掌握基本的應急情況處理方法，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人員合理作息，利用現代監控技術中的行車記錄儀和GPS等設備，組建大型客車和重型載貨車輛的監控平臺，能夠實現實時監控和數據集成的功能;加大重型載貨車輛違法行駛的處罰力度，提高執法和監督水平，對道路進行實時巡查;可在進入連續長下坡路段之前設置信息提示牌，告知駕駛員駛入路段的關鍵特征、當前交通狀況、行車注意事項、氣候條件等，便于駕駛員預防意外情況的發生。

3 研究重點與發展趨勢

國內外學者在避險車道方面的研究多集中在坡度、坡長、坡床集料等結構方面，和重型載貨車輛制動溫升控制與剎車失靈機理、標志標線等安全技術措施方面[5]。然而，我國山區高速公路部分地區路側為陡崖，不具備設置避險車道的條件，或者設置的避險車道長度等參數不滿足要求，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，并應用在實際工程之中。關于輔助減速裝置，有合金鋼帶阻尼器、龍網攔截裝置、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定性不足，缺乏廣泛推廣的基礎。目前關于避險車道位置選取的方法有兩種，一是根據設計經驗設置，以2公里為間距;二是依據路段的事故發生率，即事故量較高的地方設置避險車道。上述兩種方法目前還缺乏理論計算，沒有科學依據。

在關于高速公路長大下坡的事故預測方面，國內外鮮有學者提出該路段事故發生的具體位置預測的相關研究，目前針對于整條道路事故發生次數或事故率的預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多依賴于事故數據，學者們對于建立相應的評價指標和評價體系還未達成共識，部分應用多個評價指標的評價方法，評價過程繁瑣，在實際的應用中受到很大的限制。總的來說，我國對于交通事故特點及規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，我國大量學者對具體道路交通事故的分布規律進行了研究，例如寒冷地區交通事故隨季節分布特點、交通環境與交通安全、交通事故生成規律等。另外，一些人為方面的因素也導致我國在交通事故研究工作受到一定的阻礙，例如交通執法者對事故資料記錄不夠詳盡、駕駛員不積極配合等。

在縱坡線性設計方面，我國現階段還是根據車輛的車速確定具體參數。即對某一路段采用的固定速度要求滿足汽車的動力學性能和運動特性，并以此為基礎查詢相關標準規范里對應的平、縱、橫設計參數，選用最低標準或限定值來設計其它道路線性參數。對比國外設計方法研究現狀和縱坡設計標準可知：（1）國內的設計理念較為落后，設計方法較為古板，并未將汽車發動機和車身設計制造誰水平與周圍環境等因素結合考慮;（2）歐美國家對于高速路線性的設計已將駕駛人操作行為和駕駛人心理特征等納入考量范圍;（3）國內的縱坡標準以及設計方法還需進一步驗證，還未形成統一可遵循的標準;（4）我國在道路安全性設計方面還處于初級階段，占主導地位的仍然是基于設計車速的道路線性設計方法。

4 結語

本文綜述了針對于高速公路連續長大下坡路段事故多發問題的國內外研究現狀，列舉了當前常見的防護措施以及針對本文問題的研究重點和發展方向。介于此，在高速公路設計的時候，除了要盡可能優化道路的線性指標、提高高速公路本身的安全性以外，還要提高人-車-路-環境之間的協調程度，綜合設置安全設施，才是解決我國高速公路長大下坡路段事故多發的有效途徑。

參考文獻

[1] 代詩宇.連續長下坡路段縱坡安全性設計標準與方法研究[D].重慶交通大學，2015.

[2] 何云健.連續長下坡路段事故預測與防治技術研究[D].重慶交通大學，2015.

[3] 李迎春，覃文輝，劉小勇.高速公路連續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.山區高速公路長大下坡路段安全治理措施研究[D].長安大學，2016.