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1隧道進出通事故與原因分析

2004年以來中國部分公路隧道進出通安全事故資料分析可得:隧道進出口是隧道事故的“黑點”,特別是(特)長隧道、隧道群、橋隧比例高、長陡坡與隧道結合的隧道進出口路段;隧道進出口事故主要集中在隧道內200m與隧道外300m的范圍內;冬、春季節隧道交通事故較多,隧道交通事故以小型車和貨車居多;交通事故類型主要有追尾、撞擊護欄、撞擊隧道壁口、側撞、追尾等。隧道進出口事故影響因素主要包括隧道、天氣、交通、車輛、人為因素和二次交通事故。其中,隧道因素主要包括了視覺影響、隧道線形、路面附著系數變化、通風照明、標志標線等方面;交通條件主要指交通組成、車速和交通量。二次交通事故主要指,在對前方事故躲避時,由于視覺、心里、車速等影響而發生連環撞車事故,或躲避時撞向隧道壁等引發新的交通事故。

2隧道進出口影響因素分析

隧道進出口影響因素極其復雜,該文主要從亮度變化、線形變化、路面結構變化、車速變化等方面進行分析。

2.1亮度變化分析駕駛員駕車從隧道外駛入隧道內,以及從隧道內駛出隧道時,由于隧道內外的環境差異以及不同時間隧道內外亮度差異,使駕駛員視覺有一段適應的過程,這種明暗變化的適應過程分為明適應和暗適應,短隧道容易發生“白框”與“黑框”效應,而(特)長隧道中駕駛員容易產生“黑洞”與“白洞”的效應。適應過程中視覺的不適會對駕駛員的心理和生理產生影響,在風、雨、霧、冰雪等惡劣天氣下,會進一步加劇駕駛員的不良視覺效應,容易誘發交通事故。隧道內亮度變化如圖1所示。前述事故中發生在隧道入口位置的許多車輛碰撞隧道口、側翻、追尾等事故,大部分與駕駛員進入隧道時不適應亮度變化采取不當制動措施,加之洞口結冰、前車減速過快等有關。在入口段,將最小襯托與停車視距總長度跟隧道外的引道長度相比較,以較長路段作為隧道外特殊路段,即隧道外接近段。最小襯托與停車視距總長度:204m(車速100km/h),71m(車速60km/h);隧道外的引道長度為180m(車速100km/h),95m(車速60km/h);隧道內入口段長度:181m(車速100km/h),48m(車速60km/h);過渡段總長度:394m(車速100km/h),141m(車速60km/h);入口段與過渡段長度總和:575m(車速100km/h),189(車速60km/h)。基于亮度變化對行車安全的影響,根據隧道入口段特殊路段的計算長度,考慮到目前隧道外設計速度100km/h,隧道內設計速度60km/h,建議將隧道入口方向隧道外204m,隧道內189m作為隧道入口亮度變化長度的參考范圍目前關于隧道出口段的亮度變化研究較少,考慮到隧道進出口特殊路段的行車安全性,將隧道出口方向隧道內60m,隧道外180m作為隧道出口亮度變化長度的參考范圍。

2.2線形變化分析隧道內外的空間環境差異較大,汽車從明亮、寬敞、開放的洞外環境駛入昏暗、狹窄、封閉的管狀環境時,隧道進出口的線形變化直接影響交通安全。尤其目前中國許多公路隧道內路面寬度小于隧道外主線,洞口位置線形銜接不順暢,誘發車輛進入隧道時發生正面碰撞隧道進口端墻事故。該文結合JTGD70-2004《公路隧道設計規范》與現有研究提出:基于線形變化對行車安全性的影響,結合目前隧道內外的設計時速,對于隧道入口段,建議將隧道入口方向隧道外300m,隧道入口方向隧道內100m作為隧道入口線形變化長度的參考范圍;建議將隧道出口方向隧道內167m,隧道出口方向隧道外200m作為隧道出口線形變化長度的參考范圍。

2.3路面結構變化分析目前中國高速、一級公路隧道外普遍為瀝青路面,長隧道內主要采用水泥混凝土路面,使隧道進出口處附著系數產生突變。進洞方向表現為附著系數突然降低,出洞方向則表現為附著系數突然增加,路面附著系數的變化使得車輛在進出隧道時伴隨制動和加速行為。目前多以“公路-駕駛員-車輛”的仿真系統對隧道進出口路面結構變化與行車穩定性開展研究,該文根據已有研究,提出:在隧道入口段,建議將隧道入口方向隧道外200m作為隧道入口方向路面結構過渡長度的參考范圍;將第85分位的車輛洞內制動距離與100m進行對比,取較長距離作為隧道入口方向隧道內路面結構的過渡長度。在隧道出口段,建議將隧道出口方向隧道內加速區間前70m作為隧道出口方向隧道內路面結構過渡長度;將隧道出口方向隧道外加速區間后的110m作為隧道出口方向隧道外路面結構過渡長度。

2.4車速變化分析隧道進出口光線亮度、空間、線形的變化對駕駛員產生影響,駕駛員最直接的反應就是減速、加速或剎車等行為,即車速的變化。為了減少隧道交通事故發生率,國內外普遍對隧道采取了限速管理措施,但應用效果不是十分理想。車速的分布離散過大是隧道進出口事故率高的重要影響因素,表1中的許多追尾事故都與車速差異有關。已有研究表明:速度變化不大(Δv<10km/h)路段的事故率僅為速度變化較大(10km/h≤Δv<20km/h)路段事故率的30%。路面的抗滑能力直接影響車輛的行駛安全,路面抗滑能力不足使駕駛員無法充分地控制汽車而發生交通事故。基于隧道進出口車速變化分析,對于隧道入口段,建議將隧道入口方向隧道外200m、隧道內150m路段作為隧道入口方向車速變化長度;對于隧道出口段,建議將隧道出口方向隧道內100m、隧道外200m路段作為隧道出口方向車速變化長度的參考范圍。

3隧道進出口過渡段及長度確定

(特)長隧道、隧道群、橋隧比例高、隧道與長(陡)坡度組合的隧道進出口路段是隧道內外通風照明、線形設計、車速變化、路面結構突變、交通標志、外界環境變化的過渡路段。該路段的過渡變化對駕駛員正常行駛的心理和生理產生影響,基于隧道進出口的行車安全性,以及目前隧道進出口的研究現狀,該文將該路段范圍內的路面長度定義為隧道進出口過渡段。在隧道進出口安全影響因素的基礎上,通過對隧道進出口亮度、線形、路面結構、車速的綜合分析,得出了不同因素對隧道進出口過渡段的影響長度。(1)隧道進出口亮度變化路段通過對隧道進出口亮度變化的分析,建議隧道入口方向隧道外204m至隧道內189m作為隧道入口方向亮度變化的路段長度,隧道出口方向隧道內60m至隧道外180m作為隧道出口方向亮度變化的路段長度。(2)隧道進出口線形變化路段通過對隧道進出口線形變化的分析,建議隧道入口方向隧道外300m至隧道內100m作為隧道入口方向線形變化的路段長度,隧道出口方向隧道內167m至隧道外200m作為隧道出口方向線形變化的路段長度。(3)隧道進出口路面結構變化路段通過對隧道進出口路面結構變化的分析,建議隧道入口方向隧道外200m至隧道內140m作為隧道入口方向路面結構變化的路段長度,隧道出口方向隧道內70m至隧道外110m作為隧道出口方向路面結構變化的路段長度。(4)隧道進出口車速變化路段通過對隧道進出口車速變化的分析,建議隧道入口方向隧道外200m至隧道內150m作為隧道入口方向車速變化的路段長度,隧道出口方向隧道內100m至隧道外200m作為隧道出口方向車速變化的路段長度。通過上述隧道進出口4個方面安全影響因素的匯總分析,建議將隧道入口方向隧道外300m至隧道內190m;隧道出口方向隧道內170m至隧道外200m作為隧道進出口過渡段長度。其中隧道入口方向隧道外300m至隧道入口方向隧道內190m稱為隧道入口過渡段;隧道出口方向隧道內170m至隧道出口方向隧道外200m稱為隧道出口過渡段。

4結論

(1)隧道進出口為交通事故易發路段,隧道進出口的亮度、線形、路面結構、車速對隧道進出通安全影響明顯,4個因素都對應著適宜的隧道進出口過渡段長度。

(2)綜合隧道進出口的亮度、線形、路面結構、車速的影響,確定隧道入口方向隧道外300m至隧道入口方向隧道內190m,隧道出口方向隧道內170m至隧道出口方向隧道外200m為隧道進出口過渡段。

作者：馬骉王航劉江高靜單位：長安大學特殊地區公路工程教育部重點實驗室陜西省高速公路建設集團公司漢中市城鄉規劃市政工程設計院規劃編制研究