論隧道路段交通事故的主要原因

付文甫

摘要：隧道路段交通事故主要有兩種形式：側滑和側翻。不管是側滑或側翻，沒有橫向力對汽車的作用，是不可能發生的，即使汽在抗滑性能最差的冰面上行駛也不會側滑，也就是說，對汽車過大的橫向力是發生事故的主要原因。如果認定這點，就應設法減小汽車所受橫向力，以達到車輛安全行駛的目的。

關鍵詞：交通事故；隧道；橫向力

0.引言

隧道路段在現行設計規范中對于發生交通事故的主要原因講述不清，導致設計過程中未進行有效地防事故設計，部分偏于保守的設計還大幅增加了工程造價，對路線整體的指標都產生了影響。本文分析了隧道路段交通事故的主要原因，還對此總結了應對措施，對隧道防治交通事故有所幫助。

1.分析隧道路段發生交通事故的原因

1.1現行規范強調隧道的路面抗滑性能

《公路工程技術標準》（JTG B01-2014）中只有隧道章節中強調路面的抗性能，它是這樣論述的：“隧道路面應具有足夠的抗滑性能。洞內、外銜接路段路面設計抗滑性能應一致”。實際上具有足夠的抗滑性能是對路面的一個基本要求，不管是路基上還是在橋梁上的路面都應是這個要求，凡不具備足夠的抗滑性能的路面是不合格的路面，這樣的路面是需要進行大修了。什么叫具有足夠的抗滑性能？具有足夠的抗滑性能就是能阻止車輛側滑的能力，至于洞內、外銜接路面設計抗滑性能應一致，這一規定是多余的，兩種都具有足夠的抗滑性能的不同路面銜接在一起，盡管抗滑性能不完全一致也是沒有問題的，沒有資料能證實或證明汽車置于這樣兩種不同路面銜接處之上會發生側滑事故，《公路隧道設計規范》（JTG D70-2004）列舉大量側滑的事故，都是發生在同一路面之上的。

1.2推測隧道發生事故真正的原因

隧道路段交通事故多發，這些事故是什么原因引起的？有相當一部分人認為是路面摩阻系數不夠所引起的，因此在隧道洞口段采用彩色防滑墊等措施來應對。這種做法是否能防止事故的發生呢？本文就這一問題進行探討。

隧道路段交通事故主要有兩種形式：側滑和側翻。不管是側滑或側翻，沒有橫向力對汽車的作用，是不可能發生的，即使汽在抗滑性能最差的冰面上行駛也不會側滑，也就是說，對汽車過大的橫向力是發生事故的主要原因。如果認定這點，就應設法減小汽車所受橫向力，以達到車輛安全行駛的目的。

2.分析汽車隧道路段側滑和側翻的原因

2.1汽車所受橫向力分類

2.1.1由路面橫坡引起汽車重力的橫向分力F，F=mg·i（i-路面橫坡）。F平作用在汽車的重心處。

2.1.2由路面對汽車橫向摩擦力F，它是為克服汽車所受其他力產生橫向移動趨勢的力，是維持汽車橫向受力平衡的力。F= mgμ（m為汽車質量、μ為橫向摩阻系數）。μ取值是根據汽車橫向移動趨勢大小決定的，其范圍為0～Ц（Ц為最大橫向摩阻系數），由于F摩作用在車輪底部，相當于F摩作用在汽重心處另加一個傾覆力矩F·h（h是汽車重心距路面的高度）。

2.1.3汽車作曲線行駛所需要的向心力F，F= m·v2/R/127（V-汽車行駛速度m/s，R-平曲線半徑）。速度越快，曲線半徑越小，所需要向心力就越大，沒有向心力的作用，汽車是不會作曲行駛的。F向是F平和F摩的合力。

2.2隧道路段汽車發生側滑與側翻的原因

如果路面所提供的最大摩擦力mgЦ，仍不能阻止汽車橫移，也就是所需摩擦力大于能提供的摩擦力，汽車就會發生側滑；如果汽車的傾覆力矩F摩·h大于汽車的穩定力矩，汽車就會側翻，即F摩·h≥mg·b/2（b為輪距），也就是當F摩≥mg·b/h/2汽車就會側翻。

當然，加大路面抗滑性能也是可以阻止汽車側滑的，但這與降低汽車所需摩擦力來避免側滑是有區別的，如果只是加強路面抗滑性能，而忽視對橫向力的減小，因有較大橫向力存在，就會加速對路面的的磨耗，路面抗滑性能會較快地衰減，實際上安全隱患并未消除。

這絕不是說隧道路面的抗滑性能不重要，而是不要過分強調抗滑性能，而忽視真正影響行車安全的因素。一般地說，新建隧道路面μ較高，F滑較大，所發生事故是以側翻為主，隨著時間路面磨耗加大，路面μ降低，F變小，所發生側滑事故會多起來。

汽車在行駛過程中司機轉動方向盤轉向，有以下兩種轉向所產生的橫向力應進行說明：

第一種轉向，是汽車在緩和曲線上行駛，為適應變化的曲率進行轉向，這是線形所決定的，汽車行走的是回旋曲線，司機轉方向盤是單向的、轉速是緩和的，汽車行駛的曲率小（半徑大），且有相適應的超高配合，汽車所需F摩較小，對汽車的安全行駛沒有危害。因此沒有必要限制其采用。

第二種轉向，是行駛的汽車橫向移位，比如超車、繞避障礙等進行轉方向盤，汽車進入隧道環境突變，司機產生恐懼感，將車往路中移也屬這一種，這種情況汽車并未按線形行駛，而是走S形曲線，司機轉方向盤是雙向的，轉速較急促，汽車行駛的曲率大（半徑小），路面沒有超高配合，走的S曲線中有一個為反超高，即路面產生F與需要的向心力方向相反，因此路面對汽車橫向摩擦力不僅要克服F平，還要提供向心力，此時F很大，對汽車安全行駛有較大危害。這種轉向也可以用“躲閃”來描述，是應重點研究并力求解決問題。

汽車“躲閃”引起側翻可見《汽車向內側翻的原因及其預防參策》一文。該文刊登在《湖南交通科技》2011第3期上，對不同路面橫坡、不同運行速度、不同重心高度、不同行駛半徑的“躲閃”引起汽車側翻進行了研究，可上網查閱。

長期以來受“隧道洞口內外3S行程路線平縱線形應一致”規定的誤導，設計人員寧愿采用線形一致的圓曲線進出隧道，也不敢采用緩和曲線進出隧道。《公路工程技術標準》（JTG B01-2014）重申了這一規定，但同意在特殊困難地段，經技術經濟比較論證后，可采用緩和曲線進出隧道。試問：如果采用緩和曲線進出隧道真有什么隱患，論證又能解決什么呢？

如果以為用路線的線形可以抑制“躲閃”，那是不對的，因為“躲閃”與與路線的線形無關，也不是有第一種轉向就會引發第二種轉向。“躲閃”與線形無關，也就是說“躲閃”可以在任何線形上發生，那么什么線形對“躲閃”所產生的橫向力要小一些呢？它們依次為直線、緩和曲線、圓曲線，實質上不在于平面，而在于路面的橫坡，橫坡大“躲閃”反超高橫向力就較大。

3.當前采用防止隧道路段發生交通事故的措施及評價

3.1限速

有不少的隧道限速80km/h，這對減小“躲閃”時的橫向力有意義，因為“躲閃”轉彎橫向力與速度的平方成正比。但是限速也有弊端，首先它強化車輛在隧道前剎車減速，進隧道后又加速，它與過大的橫向力一樣加劇對路面的磨耗，加速路面抗滑性能的衰減，對行車安全不利；其次它破壞了穩定勻速的交通流，特別是設計速度快的高速公路，還有可能造成追尾的事故。因此限速是弊大于利的措施，不應提倡。

3.2“3S”行程

對隧道洞口內外3S行程路線要一致的要求，前文已說明這一措施不能避免“躲閃”的發生，也就是不能消除過大的橫向力，對減少事故沒有益處，相反有時為追求線形一致，會使隧道增長、變得更彎或使洞口位于不利的位置，《公路路線設計規范》（JTG D20-2017）規定隧道洞口內外3S行程，經技術經濟比較論證后，洞口內外平曲線可采用回旋曲線（見線規第51頁）就比較合適。

3.2彩色防滑墊

在隧道洞口處采用彩色防滑墊，前文已說明加強防滑只能解決側滑的問題，而且只是治表，不能解決側翻的問題，有些新攤鋪的路面上就要鋪防滑墊就不妥當，特別是采用彩色防滑墊，說是要給司機視覺上的沖擊，這一沖擊是否司機帶來緊張還值得研究。采用防滑墊就放棄對過大橫向力的消除，而消除過大橫向力就無需用防滑墊。

4.建議采取的措施及分析

既然“躲閃”是隧道突變的壞境導致司機恐懼所引發的，那么改變隧道突變的環境，消除“躲閃”減小橫向力，就是減少隧道交通事故最直接、最有效的措施。可以考慮采用以下措施：

4.1進行隧道洞口外側亮度過渡。

隧道洞口內外亮度不同是環境最大的突變，解決的辦法也很簡單，即采用植樹灌或建遮陽棚對陽光進行遮擋，人為將洞口外過渡段的亮度降下來，亮度由明到暗要有過渡，在洞口處隧道內外亮度要比較接近。從目前的情況來看，大多數設計人員不重視洞口外的亮度過渡，當然要做好亮度過渡也不易，隧道處基本是基巖要開挖較大樹坑才能保證樹灌成活，還要考慮樹灌要搭配。過渡段可先采用5S行程控制。

4.2隧道洞口設計避免突變

現隧道處的側墻和檢修道對于行車而言都是突變，應將側墻的一部分和檢修道向洞口外延伸，并逐漸降低側墻高度、減窄檢修道的寬度最后過渡為護欄，這符合《公路工程技術標準》第3.6.1條“路基、橋梁、隧道相互銜接處，其建筑限界應按過渡段處理”的要求。

4.3檢修道的高度不宜超過25cm

《公路隧道設計規范》（JTG D70-2004）規定檢修道的高度可按20～80cm取值，設計速度越快，其平臺越高（見《隧規》144頁），這不一定妥當。實際上檢修道太高，也是引發事故因素，可以設想當司機剛適應隧道內的情況，突然發現檢修道是如此高，距車如此近，豈能不恐懼？采用“躲閃”就可以理解。《隧規》231頁列舉在隧道口內200～400m發生的事故就可能與此有關。檢修道設置高度要考慮檢修人員步行時的安全，實質上只有行車安全，檢修人員才安全，如果行車不安全，檢修人員就無安全可言。建議檢修道的高度宜控制在25cm以內，也與公路建筑限界一致。

4.4其他有效措施

除了要消除環境的突變外，還可以從路面橫坡上采取措施減小橫向力，比如采用不設超高的圓曲線，路面仍然要設超高，不設超高，實際上是反超高，橫向力就大，特別汽車超速（如下坡），很容易發生側滑、側翻事故。對于直線路段，由于隧道內路面不用排除雨水，因此可以進一步放緩橫坡，比如說采用0.5%，這不僅減小不必要的橫向力，也可以減小萬一司機“躲閃”（如超車）反超高時的橫向力，這樣做沒有壞處，與限速不一樣。

5.結束語

隨著國家用地政策的緊縮，隧道工程在項目中所占有的比重逐年上升，如何防治隧道的交通安全事故還有很多值得去研究、挖崛的地方，在防治之前發掘交通安全事故形成的真正原因，在設計中做到有的放矢才能治本。

【參考文獻】

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[2]丁浩，劉帥，陳建忠，吳小麗.高速公路隧道交通事故應急救援速度影響因素分析[J].公路交通技術，2015（06）：103-108+112.