针对高速公路连续长下坡路段事故防治技术综述

尹珩沣，郭丛帅，张丙哲

摘 要：基于我国多山区高速公路，连续长下坡路段事故高发，针对于此提出的防治技术，能够降低事故发生率，保障驾驶员和乘客的生命财产安全。文章首先综述了对于连续长下坡路段事故防治技术的国内外研究现状，然后阐述了当前用于此路段的防治技术，最后提出了关于该路段今后的研究重点，并展望了今后的发展趋势。

关键词：连续长下坡;道路交通;事故防治技术

中图分类号：G353.11  文献标识码：A  文章编号：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

我国地势起伏较大，长下坡路段在国内高速公路的设计中是不可避免的，尤其在我国西部山区发生在长下坡路段的重大、恶性交通事故数量较多。根据公安部和国家安全生产监督管理局统计分析确定了全国29处危险路段，其中长大下坡路段有16处，占公路危险路段总数的55.52%。上述路段大多地处山区多雨多雾、高海拔的道路和不良气候条件中，由能见度不高、制动器热衰退、路面附着系数低等不利因素引发的交通事故，造成了巨大的经济损失和人员伤亡，社会各界开始对连续长下坡路段的交通安全引起高度重视[1]。

1 国内外研究现状

1.1 国外研究现状

随着全球高速公路和物流运输行业的快速发展，高速公路的交通流量和交通组成也发生了巨大的变化，重型载货汽车在所有高速公路通行车型中所占的比例也越来越高，由于重型载货汽车在长大下坡路段连续制动引起的制动热衰退现象，导致刹车失灵的交通事故比例增加，也凸显了此路型存在的安全隐患。

美国通过对交通事故数据的研究，是全球最早重视山区长大下坡路段的国家，于1956年提出针对该路段安全问题治理的措施，并修建了第一条避险车道，在之后的推广过程中研究了避险车道的坡床材料和设置等影响因素，但是未在量化设置、设计方法和长大下坡路段的安全问题提出综合的整治措施。美国Husdon公司在近几年提出了一种缩短避险车道建设长度、提高避险车道防护能力的网索车辆制动系统（Dragnet），但由于成本和维护费用过高以及不能重复使用等弊端，并未得到大力的推广。

除此之外，欧洲、澳洲、非洲以及北美的其它国家也逐渐重视长大下坡路段所存在的安全隐患，进行了大量的研究，也使得避险车道得到推广[2]。

国外对于开展本文所提及问题的研究相较国内而言更早，已从单一的依据汽车行驶对道路的动力学要求转变为考虑驾驶员的生理特征和驾驶行为的纵坡坡度和坡长设计，随着设计技术的不断发展，在进行线路平纵设计的时候，研究人员也会从驾驶的连续性和舒适性要求出发，使平、纵线性一致。

1.2 国内研究现状

在国内，高速公路长大坡路段的安全问题更加突出，造成原因与国外相似，多是由于重型载货汽车行驶经过长大下坡路段时，长时间制动导致刹车失灵而引发的重大交通事故。早在20世纪末，此类型的交通事故就给人们带来了巨大的生命财产损失，最为典型的就是北京八达岭长城高速公路进京方向50～55km处的长大下坡路段，通车5年内发生的167起事故中导致36人死亡。鉴于此，我国在上述高速公路路段修建一条避险车道，直至2010年，我国的避险车道的总数量已经达到240余条[3]。

总的来说，我国的避险车道发展落后于欧美国家，由于在设计和布置方面没有相关的标准方法，国内的避险车道主要是借鉴国外研究人员的经验和我国工程设计人员的主观判断来进行设计和建设，因此，在建成后的运营过程中也有严重的安全问题发生。此外，仅仅依靠于避險车道的被动防护理论不能完全治理高速公路中长大下坡的安全问题，除了从重型载货汽车的制动器结构方面优化以外，还应该从人-车-路-环境的角度综合考虑主动预防措施，只有主动预防和被动防护相结合，才是治理高速公路长大下坡安全问题的根本。

2 主要防治技术

2.1 主动安全

2.1.1 控制安全车速

大量研究表明，高速公路某一相邻路段的速度差超过某一特定值时，就存在一定的行车安全隐患。因此在高速公路连续长下坡路段前方设置相应的危险警示和限速标志牌，在条件允许的情况下可使用速度反馈标志以及安装测速仪来限制重型载货汽车的速度，而线性指标较小的路段，则可设置建议车速标志，以提醒货车驾驶员减速行驶。

2.1.2 设置安全标线

在安全标线设置方面，除了常规标线以外还可在避险车道入口和其它危险路段使用彩色防滑路面，有助于警示驾驶员和避免车路打滑;减速标线、纵向震荡标线和路肩震动带可以设置在长大坡路段的顶前、坡中和小半径转弯处，如图1所示，有利于使车辆以较低的车速行驶并且能防止车辆偏离车道;为提醒驾驶员注意车速和车间距，还可在视距较好的直线路段重复设置纵向视觉减速标线和车距确认标线;凸起路表和雨夜反光标志可用在不良气候多发的路段。

图1  高速公路纵向震荡标线

2.1.3 优化线性设计

优化道路的平纵线形，是保障车辆行驶安全性的重要手段之一。在设计道路平纵线性指标时应考虑其协调性和均衡性，综合人-车-路-环境多方面的需求;在条件允许的情况下减小高速公路长下坡的长度和纵坡坡度，尽量加宽路侧净区宽度，避免直线下坡和小曲率半径弯道的线性组合，减少车辆行驶过程中的安全隐患。

2.1.4 增设安全区域

目前常见的安全区域包括紧急停车带、检查站、服务区等。紧急停车带设置在道路的一侧，便于异常车辆停车进行故障排查;检查站设置于长下坡路段的顶坡位置，用于检测车辆是否超载、是否装载危险品等，避免在下坡过程中发生重大交通事故，导致道路拥堵;服务区也可设置在长下坡路段的顶坡位置，用于驾驶员检查车辆的制动装置、对车辆进行加水、加油，了解避险车道位置，并适当进行休息。

2.2 被动安全

2.2.1 设置避险车道

避险车道的位置一般设置在高速公路长大下坡的后半段。多数货车经长距离和高频率制动以后，往往在长坡的下半段出现制动器失效的情况。在设置避险车道的时候还需要考虑车道的位置、线性、摩阻材料等诸多影响因素，避险车道如图2所示。在山区高速公路中，避险车道的设置受地形地貌影响较大，针对于填方过度过大、桥隧比高、选线困难以及没有相关规范要求的情况，应合理增加投资、采用新技术手段设计避险车道以满足需求。对于已经投入使用的高速公路，在交通事故数量发生较多的地段新增避险车道，尽量避免交通事故的发生。在材料选择方面，应使用等粒径和摩阻性能好的材料，同时保持砂床干燥，优化砂床下的排水盲沟等排水设施，有提高消能减速的效果。

图2  避险车道

2.2.2 提高防护等级

加大分流鼻端的防护力度，提高护栏等级有助于减轻交通事故的严重程度。在连续下长坡路段，车辆的行驶速度都较高，再加之道路情况复杂，车辆容易造成因来不及进行转向控制而冲撞分流鼻端的现象，因此提高分流鼻端的防护等级设置可导向防撞垫等缓冲效能设施，加装雾灯或闪灯，有利于避免重大交通事故的发生;除开分流鼻端，避险车道两侧的防撞护栏也应根据不同的交通组成、车速特点、路测危险程度确定护栏的设置形式和防撞等级;除此之外在车道末端堆放多层级废旧轮胎和高级防撞沙袋也是提高护栏防护等级的有效举措。

2.2.3 加大监控力度

对于一些山区高速公路而言，在下长大坡路段还时常出现不利的气候条件，例如：雨雾气象灾害、路面结冰湿滑、降雨量大等，进而容易造成连环事故的发生。因此，对事故多发路段进行实时全程监控，加装视频照相监控，有利于监管部门第一时间发现交通事故，及时赶赴现场组织救援，有利于在第一时间疏导交通，减小事故损失。

2.3 交通管理

最近几年，我国高速公路长大下坡路段的交通事故量呈现上升的趋势，相关研究表明[4]，大部分事故的发生是人为因素导致的，货车驾驶员为获得更多利益，经常违规驾驶，例如长时间疲劳驾驶和装载货物超载超限等。因此，在部署主被动安全装置的同时，还应加强对重型载货车辆驾驶员的自我意识进行教育提高，加强相关部门的职能监管，采取相应的管理措施，才能使安全技术措施的作用更好地发挥。在加强交通参与者的宣教过程中，应使其掌握基本的应急情况处理方法，具备下长坡的基本行车常识，警示进行长途运输工作的驾驶人员合理作息，利用现代监控技术中的行车记录仪和GPS等设备，组建大型客车和重型载货车辆的监控平台，能够实现实时监控和数据集成的功能;加大重型载货车辆违法行驶的处罚力度，提高执法和监督水平，对道路进行实时巡查;可在进入连续长下坡路段之前设置信息提示牌，告知驾驶员驶入路段的关键特征、当前交通状况、行车注意事项、气候条件等，便于驾驶员预防意外情况的发生。

3 研究重点与发展趋势

国内外学者在避险车道方面的研究多集中在坡度、坡长、坡床集料等结构方面，和重型载货车辆制动温升控制与刹车失灵机理、标志标线等安全技术措施方面[5]。然而，我国山区高速公路部分地区路侧为陡崖，不具备设置避险车道的条件，或者设置的避险车道长度等参数不满足要求，为了解决此类问题，部分研究人员开始进行辅助减速装置的研究，并应用在实际工程之中。关于辅助减速装置，有合金钢带阻尼器、龙网拦截装置、搅拌阻尼器拦截装置等，合金钢带阻尼器和龙王拦截装置的造价较高，材料不能回收利用，不适合我国国情，而搅拌阻尼器拦截装置的性能稳定性不足，缺乏广泛推广的基础。目前关于避险车道位置选取的方法有两种，一是根据设计经验设置，以2公里为间距;二是依据路段的事故发生率，即事故量较高的地方设置避险车道。上述两种方法目前还缺乏理论计算，没有科学依据。

在关于高速公路长大下坡的事故预测方面，国内外鲜有学者提出该路段事故发生的具体位置预测的相关研究，目前针对于整条道路事故发生次数或事故率的预测等研究都是集中在宏观层面的，这类研究对于实时具体路段相应事故的防治措施没有直接意义[2]。虽然运用了模糊综合评判模型等量化的评价方法，但介于经典集合理论的极限性和事故的随机性，目前对于路段的安全性评价方法仍存在很大的局限性，这些方法的评价指标多依赖于事故数据，学者们对于建立相应的评价指标和评价体系还未达成共识，部分应用多个评价指标的评价方法，评价过程繁琐，在实际的应用中受到很大的限制。总的来说，我国对于交通事故特点及规律的研究还处于起步阶段，相较于欧美国家起步较晚。不过，在交通安全问题日益突出的情况下，我国大量学者对具体道路交通事故的分布规律进行了研究，例如寒冷地区交通事故随季节分布特点、交通环境与交通安全、交通事故生成规律等。另外，一些人为方面的因素也导致我国在交通事故研究工作受到一定的阻碍，例如交通执法者对事故资料记录不够详尽、驾驶员不积极配合等。

在纵坡线性设计方面，我国现阶段还是根据车辆的车速确定具体参数。即对某一路段采用的固定速度要求满足汽车的动力学性能和运动特性，并以此为基础查询相关标准规范里对应的平、纵、横设计参数，选用最低标准或限定值来设计其它道路线性参数。对比国外设计方法研究现状和纵坡设计标准可知：（1）国内的设计理念较为落后，设计方法较为古板，并未将汽车发动机和车身设计制造谁水平与周围环境等因素结合考虑;（2）欧美国家对于高速路线性的设计已将驾驶人操作行为和驾驶人心理特征等纳入考量范围;（3）国内的纵坡标准以及设计方法还需进一步验证，还未形成统一可遵循的标准;（4）我国在道路安全性设计方面还处于初级阶段，占主导地位的仍然是基于设计车速的道路线性设计方法。

4 结语

本文综述了针对于高速公路连续长大下坡路段事故多发问题的国内外研究现状，列举了当前常见的防护措施以及针对本文问题的研究重点和发展方向。介于此，在高速公路设计的时候，除了要尽可能优化道路的线性指标、提高高速公路本身的安全性以外，还要提高人-车-路-环境之间的协调程度，综合设置安全设施，才是解决我国高速公路长大下坡路段事故多发的有效途径。

参考文献

[1] 代诗宇.连续长下坡路段纵坡安全性设计标准与方法研究[D].重庆交通大学，2015.

[2] 何云健.连续长下坡路段事故预测与防治技术研究[D].重庆交通大学，2015.

[3] 李迎春，覃文辉，劉小勇.高速公路连续长下坡路段安全评价与整治措施研究[J].西部交通科技，2013（06）：8-13.

[4] 王开洋.高速公路长下坡路段交通安全对策研究[J].公路，2016，61 （07）：204-208.

[5] 李铁军.山区高速公路长大下坡路段安全治理措施研究[D].长安大学，2016.