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简析隧道进出口过渡段和长度

2013/11/20 阅读:

1隧道进出口交通事故与原因分析

2004年以来中国部分公路隧道进出口交通安全事故资料分析可得:隧道进出口是隧道事故的“黑点”,特别是(特)长隧道、隧道群、桥隧比例高、长陡坡与隧道结合的隧道进出口路段;隧道进出口事故主要集中在隧道内200m与隧道外300m的范围内;冬、春季节隧道交通事故较多,隧道交通事故以小型车和货车居多;交通事故类型主要有追尾、撞击护栏、撞击隧道壁口、侧撞、追尾等。隧道进出口事故影响因素主要包括隧道、天气、交通、车辆、人为因素和二次交通事故。其中,隧道因素主要包括了视觉影响、隧道线形、路面附着系数变化、通风照明、标志标线等方面;交通条件主要指交通组成、车速和交通量。二次交通事故主要指,在对前方事故躲避时,由于视觉、心里、车速等影响而发生连环撞车事故,或躲避时撞向隧道壁等引发新的交通事故。

2隧道进出口影响因素分析

隧道进出口影响因素极其复杂,该文主要从亮度变化、线形变化、路面结构变化、车速变化等方面进行分析。

2.1亮度变化分析驾驶员驾车从隧道外驶入隧道内,以及从隧道内驶出隧道时,由于隧道内外的环境差异以及不同时间隧道内外亮度差异,使驾驶员视觉有一段适应的过程,这种明暗变化的适应过程分为明适应和暗适应,短隧道容易发生“白框”与“黑框”效应,而(特)长隧道中驾驶员容易产生“黑洞”与“白洞”的效应。适应过程中视觉的不适会对驾驶员的心理和生理产生影响,在风、雨、雾、冰雪等恶劣天气下,会进一步加剧驾驶员的不良视觉效应,容易诱发交通事故。隧道内亮度变化如图1所示。前述事故中发生在隧道入口位置的许多车辆碰撞隧道口、侧翻、追尾等事故,大部分与驾驶员进入隧道时不适应亮度变化采取不当制动措施,加之洞口结冰、前车减速过快等有关。在入口段,将最小衬托与停车视距总长度跟隧道外的引道长度相比较,以较长路段作为隧道外特殊路段,即隧道外接近段。最小衬托与停车视距总长度:204m(车速100km/h),71m(车速60km/h);隧道外的引道长度为180m(车速100km/h),95m(车速60km/h);隧道内入口段长度:181m(车速100km/h),48m(车速60km/h);过渡段总长度:394m(车速100km/h),141m(车速60km/h);入口段与过渡段长度总和:575m(车速100km/h),189(车速60km/h)。基于亮度变化对行车安全的影响,根据隧道入口段特殊路段的计算长度,考虑到目前隧道外设计速度100km/h,隧道内设计速度60km/h,建议将隧道入口方向隧道外204m,隧道内189m作为隧道入口亮度变化长度的参考范围目前关于隧道出口段的亮度变化研究较少,考虑到隧道进出口特殊路段的行车安全性,将隧道出口方向隧道内60m,隧道外180m作为隧道出口亮度变化长度的参考范围。

2.2线形变化分析隧道内外的空间环境差异较大,汽车从明亮、宽敞、开放的洞外环境驶入昏暗、狭窄、封闭的管状环境时,隧道进出口的线形变化直接影响交通安全。尤其目前中国许多公路隧道内路面宽度小于隧道外主线,洞口位置线形衔接不顺畅,诱发车辆进入隧道时发生正面碰撞隧道进口端墙事故。该文结合JTGD70-2004《公路隧道设计规范》与现有研究提出:基于线形变化对行车安全性的影响,结合目前隧道内外的设计时速,对于隧道入口段,建议将隧道入口方向隧道外300m,隧道入口方向隧道内100m作为隧道入口线形变化长度的参考范围;建议将隧道出口方向隧道内167m,隧道出口方向隧道外200m作为隧道出口线形变化长度的参考范围。

2.3路面结构变化分析目前中国高速、一级公路隧道外普遍为沥青路面,长隧道内主要采用水泥混凝土路面,使隧道进出口处附着系数产生突变。进洞方向表现为附着系数突然降低,出洞方向则表现为附着系数突然增加,路面附着系数的变化使得车辆在进出隧道时伴随制动和加速行为。目前多以“公路-驾驶员-车辆”的仿真系统对隧道进出口路面结构变化与行车稳定性开展研究,该文根据已有研究,提出:在隧道入口段,建议将隧道入口方向隧道外200m作为隧道入口方向路面结构过渡长度的参考范围;将第85分位的车辆洞内制动距离与100m进行对比,取较长距离作为隧道入口方向隧道内路面结构的过渡长度。在隧道出口段,建议将隧道出口方向隧道内加速区间前70m作为隧道出口方向隧道内路面结构过渡长度;将隧道出口方向隧道外加速区间后的110m作为隧道出口方向隧道外路面结构过渡长度。

2.4车速变化分析隧道进出口光线亮度、空间、线形的变化对驾驶员产生影响,驾驶员最直接的反应就是减速、加速或刹车等行为,即车速的变化。为了减少隧道交通事故发生率,国内外普遍对隧道采取了限速管理措施,但应用效果不是十分理想。车速的分布离散过大是隧道进出口事故率高的重要影响因素,表1中的许多追尾事故都与车速差异有关。已有研究表明:速度变化不大(Δv<10km/h)路段的事故率仅为速度变化较大(10km/h≤Δv<20km/h)路段事故率的30%。路面的抗滑能力直接影响车辆的行驶安全,路面抗滑能力不足使驾驶员无法充分地控制汽车而发生交通事故。基于隧道进出口车速变化分析,对于隧道入口段,建议将隧道入口方向隧道外200m、隧道内150m路段作为隧道入口方向车速变化长度;对于隧道出口段,建议将隧道出口方向隧道内100m、隧道外200m路段作为隧道出口方向车速变化长度的参考范围。

3隧道进出口过渡段及长度确定

(特)长隧道、隧道群、桥隧比例高、隧道与长(陡)坡度组合的隧道进出口路段是隧道内外通风照明、线形设计、车速变化、路面结构突变、交通标志、外界环境变化的过渡路段。该路段的过渡变化对驾驶员正常行驶的心理和生理产生影响,基于隧道进出口的行车安全性,以及目前隧道进出口的研究现状,该文将该路段范围内的路面长度定义为隧道进出口过渡段。在隧道进出口安全影响因素的基础上,通过对隧道进出口亮度、线形、路面结构、车速的综合分析,得出了不同因素对隧道进出口过渡段的影响长度。(1)隧道进出口亮度变化路段通过对隧道进出口亮度变化的分析,建议隧道入口方向隧道外204m至隧道内189m作为隧道入口方向亮度变化的路段长度,隧道出口方向隧道内60m至隧道外180m作为隧道出口方向亮度变化的路段长度。(2)隧道进出口线形变化路段通过对隧道进出口线形变化的分析,建议隧道入口方向隧道外300m至隧道内100m作为隧道入口方向线形变化的路段长度,隧道出口方向隧道内167m至隧道外200m作为隧道出口方向线形变化的路段长度。(3)隧道进出口路面结构变化路段通过对隧道进出口路面结构变化的分析,建议隧道入口方向隧道外200m至隧道内140m作为隧道入口方向路面结构变化的路段长度,隧道出口方向隧道内70m至隧道外110m作为隧道出口方向路面结构变化的路段长度。(4)隧道进出口车速变化路段通过对隧道进出口车速变化的分析,建议隧道入口方向隧道外200m至隧道内150m作为隧道入口方向车速变化的路段长度,隧道出口方向隧道内100m至隧道外200m作为隧道出口方向车速变化的路段长度。通过上述隧道进出口4个方面安全影响因素的汇总分析,建议将隧道入口方向隧道外300m至隧道内190m;隧道出口方向隧道内170m至隧道外200m作为隧道进出口过渡段长度。其中隧道入口方向隧道外300m至隧道入口方向隧道内190m称为隧道入口过渡段;隧道出口方向隧道内170m至隧道出口方向隧道外200m称为隧道出口过渡段。

4结论

(1)隧道进出口为交通事故易发路段,隧道进出口的亮度、线形、路面结构、车速对隧道进出口交通安全影响明显,4个因素都对应着适宜的隧道进出口过渡段长度。

(2)综合隧道进出口的亮度、线形、路面结构、车速的影响,确定隧道入口方向隧道外300m至隧道入口方向隧道内190m,隧道出口方向隧道内170m至隧道出口方向隧道外200m为隧道进出口过渡段。

作者:马骉王航刘江高静单位:长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西省高速公路建设集团公司汉中市城乡规划市政工程设计院规划编制研究

简析隧道进出口过渡段和长度

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