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山区公路的路侧事故与改善措施分析

作者:jnscsh   时间:2022-02-20 08:49:36   浏览次数:

摘要: 路侧安全设计与改善已成为提高道路安全性能的一项重要手段,是公路设计与维护的重要组成部分。山区公路线形复杂,地形、环境等自然条件较为险峻的区域,很多路段难于提供必要的净空区,安全隐患复杂,容易导致翻车、坠车等严重路侧事故,造成大量的人员伤亡和财产损失。道路交通事故约三分之一的致命事故发生在路侧。本文通过对数例路侧事故的深度研究,分析了云南山区严重路侧事故不断发生的主要原因,包括超速行驶、路面湿滑、防护设施缺乏等驾驶员、车辆,道路以及环境等方面的原因,提出了相应的改善对策和措施,对改善山区道路的几何设计、路面管理与维护、路侧风险识别与控制和安全防护设施的合理设置,减少车辆冲入路外引起的路侧事故及危险性具有重要意义。

关键词: 路侧事故;翻车;净空区;改善措施

中图分类号:U418.5 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)26-0069-05

1 概述

交通事故除了发生在路上外,也有很多是发生在路侧路外,美国国家公路管理局(NHTSA)2011年交通事故数据[1]统计表明,翻车事故导致的死亡人数约占事故总死亡人数的34.7%。1998年安全的欧洲道路基础设施(RISER)数据[2]表明,欧盟国家所有交通事故死亡人数的33.8%为路侧事故,如果仅限于致命事故,路侧事故仅为致命事故总数的10%左右,但却占45%的死亡人数。云南省交警部门2009年的事故统计,共发生一次死亡3人以上特大事故66起,其中翻车、坠车的事故次数28起,占特大交通事故发生数的42%。

汽车冲入路外的事故常常导致严重的人员伤亡和财产损失,尤其是在山区道路线形复杂,地形、环境自然条件较为险峻的区域,路侧的安全隐患更容易导致重特大交通事故的发生。尽管道路安全管理者在不断的努力,路侧的安全仍然是引起人员伤害和经济损失的主要问题,由于大约1/3的死亡事故是由于车辆冲出道路而造成的,作为道路交通环境的一部分,路侧安全性是道路外区域的安全特性,相对于线形等其他因素更为复杂,其危险性和导致的事故死亡率也更高。因此探讨设置宽容的路侧地带,降低路侧事故发生数和严重程度与公路其他方面的设计同等重要。

导致汽车冲出路外的原因有很多,包括驾驶员错误和行为,如驾驶员疲劳,超速行驶、注意力不集中;或是汽车零部件故障,如转向系机械故障、轮胎爆胎;或是道路环境方面的原因,如道路表面湿滑,能见度差等等多方面复杂的原因。从减少事故和严重程度的角度来看,理想的公路应具有平坦、无障碍的路侧和中间分隔带,由于地形和经济条件并不总是允许理想的公路条件,不可能在所有地点和所有环境情况下提供没有障碍物体的净空区域。但是,不管什么原因,车辆必须与路侧的物体协调兼容,才能最大限度地提供安全水平。

改善路侧的安全性设计可以帮助减少发生此类错误的严重程度和汽车冲出路外后产生的后果。因此,路侧安全设计与改善已成为提高道路安全性能的一项重要手段,是公路设计与维护的重要组成部分,对于减少由车辆冲出路外引起的路侧交通事故及与路侧相关事故的危险性具有重要意义。

2 路侧危险的类型

路侧净区的概念起源于美国,很多国家进行了完善和更新,一般定义为总的路侧边界地区,开始于车道边缘线,由路肩、可返回的斜坡、不可返回的斜坡和/或一个无障碍的界外区域所组成,其宽度取决于交通量,速度和路侧的几何形状,提供给发生错误的车辆安全使用。路侧净区内要求不得有任何引起事故的危险物,能确保冲出路外的车辆不发生翻车和碰撞的危险能够在净区内无障碍行驶并安全返回行车道,是一种理想的路侧安全环境。

由于路边的很多物体吸收能量特性差,汽车与之碰撞会导致严重损坏或人员伤害,其伤害风险的大小主要取决于车辆运动和路侧区域接触物体的类型。确定车辆侵入路侧事故严重程度的一个主要因素是路侧布局和存在的可能成为碰撞危险物体的类型。一般情况下,可能会遇到的路侧危险类型可以分为五大类:

2.1 路堤边坡

路堤边坡设计应保证公路的稳定性并为失控车辆安全返回提供适当的机会。平缓的边坡设计是路侧安全设计一个重要环节,根据边坡坡度的不同将路堤边坡分为可返回边坡、不可返回边坡和危险边坡三种。①可返回路堤边坡:指坡度小于或等于1∶4的边坡。1∶4的边坡坡度相对平缓,冲出路面的驾驶员能够较轻易地重新控制车辆以返回路面。②不可返回路堤边坡:指坡度介于1∶3与1∶4之间的路堤边坡。车辆驶入这个坡度的路堤后不能重新控制车辆以返回路面。③危险路堤边坡:指坡度大于1∶3时的路堤边坡。危险路堤边坡坡度过陡,车辆冲入后驾驶员将无法控制车辆,极易发生翻车事故。④路堑和岩表面:路堑和岩表面的建造成本通常比较高,受经济和环境的限制,路堑可能比较窄,对提供足够净空区挖方的宽度有影响。因此,路堑和岩石表面应提供较光滑的表面作为防护,使失控车辆能够沿防护面滑动并逐渐停止下来。

2.2 刚硬物体

刚硬的物体,包括树、各种柱、涵洞端壁等:①树,净空区内直径大于100mm的树木会对驾驶者构成潜在危害。②柱,路侧立柱呈现出来的危险是与建筑有关的其位置和类型。可能的情况下,电杆应是发生错误的车辆不可能撞击上,或设计成易折断、挣脱、垮掉或弯曲,造成碰撞车辆和车辆乘员受伤风险的作用最小化。③小型路侧障碍,包括像消防栓和其他的路边危险。④交通信号,往往位于靠近路口车道,可能导致较高的撞击风险。⑤涵洞,穿过道路地下涵洞的端头或平行于道路的涵洞会构成对汽车驾乘人员的危险。⑥桥墩,任何水平的桥梁部件会戳刺或直接碰撞车辆,以及产生某种危险(如翻车)。

2.3 中间隔离(越过中间带事故)

中央隔离护栏的作用防止失控车辆越过公路中间分隔带,与相反方向行驶的车辆碰撞。

2.4 未封闭的排水系统

排水沟、渠应具有合适的形状,否则对发生错误驶出道路的车辆是一项危险因素。如果排水渠前坡为1:4或更陡,进入沟内大部分车辆将无法停止,可以一直到达沟底。排水沟底陡坡的变化可以导致车辆与沟底的碰撞。车辆穿越沟底或从前坡变为腾空的话可与排水沟背坡发生碰撞。

2.5 水域

河流、湖泊、水库和水塘等水域,一般情况下,超过0.6米深的水或水流可能会导致昏迷、受困或受伤的乘客淹死,快速流动的水比静止水域更危险。

3 路侧安全事故的原因

车辆冲出道路侵入到路侧的原因非常复杂,从交通工程学的角度分析,应该对人、车、路和环境等这样一个动态系统的各个因素加以研究。动态系统每个组成部分都有其局限性,一旦某个要素失效,就会对整个系统产生不利的影响,某个方面出现错误时,道路交通事故就会发生。

3.1 驾驶员——驾驶员生理、心理的限制影响驾驶性能。年龄、醉酒、疲劳和情绪等因素会产生影响驾驶员感知能力、判断决定和采取行动的危险,从而增加事故发生的概率。此外,在不合适的时候,非驾驶活动如说话、吃东西、吸烟或调整收音机、音响等会分散驾驶员精力。大多数司机只接受过较少的驾驶技能培训,很少接受过事故发生的情况下或车辆驶出路面时,如何控制车辆的培训。对驾驶技能的过度自信或安全风险的无知会导致司机的危险行为,比如超速、攻击性的驾驶、疏忽大意、不系安全带等。

3.2 车辆——驾驶员的操纵受车辆和道路条件的影响。物理法则超出设计和车辆条件提供给驾驶员的控制能力时,就会发生事故,如车辆设备老化,零部件失灵等。车辆的设计会影响到事故发生的可能性和造成伤害的严重程度。车辆需要与路侧的硬件相协调,以最大限度的提供安全水平。

3.3 道路——道路的几何形状、路面状况和交通控制设施影响驾驶员对车辆控制和将车辆保持在车道上的能力,如路面抗滑性能低,视距不足,安全设施不齐全或是道路环境的影响,如雨、雪、冰等会使道路过于湿滑,能见度低,视线不好等。理想的情况下,可以提供沿公路的净空区,允许发生错误的车辆安全的停止或是重新得到控制和返回到路面上。山区公路上常常很难提供足够的净空区,所以路侧安全设施的设置显得尤为重要,例如,当道路附近有危险的路侧物体时,设置隔离护栏和缓冲装置,当车辆冲出道路时可以保护驾乘人员的安全。

4 路侧安全问题的处置

Zegeer等人最早提出路侧安全分级的概念,根据路侧安全净区宽度、边坡坡度、是否设置护栏、是否存在坚硬危险物特征等,将路侧安全程度分为7个等级,级别越高表示路侧环境越危险[3]。我国在借鉴国外路侧安全等级分级的基础上,将路侧危险程度划分为4级,路侧越危险,级别越高。一般通过线形、交通量和路侧特征四大类因素判别[4]。路侧净区设计是减少路侧事故次数,降低路侧事故严重程度的理想措施,美国路侧安全设计指南提出路侧净区设计的9m指标,实践证明,大多数情况下9m宽的路侧无障碍净区设计能够很好地保证驶出路外车辆的安全。

在某些情况下,路侧的危险不能做到安全、拆除或搬迁,就有必要提供物理性防护危险。尽管有物理、环境和经济上的限制,对路侧净区内的危险物应按优先顺序排列进行处理:①移除危险物;②重新把危险物移位到基本不会发生碰撞的地方;③重新设计危险物,消除危险隐患,使车辆可以安全地越过;④设计成易折断、易脱离的装置,减少碰撞的严重程度;⑤采取屏蔽措施、交通防护或是碰撞缓冲装置;⑥以上方法不经济或是受其他条件限制时,标识出危险物的界限。

山区公路具有地形复杂,急弯多,陡坡多,标志不齐全以及路侧陡崖、陡坡、深沟、深涧等路侧险要的问题,路面等级的提高使得大多数车辆行驶速度过快,导致交通事故增多、后果更严重。路侧事故是车辆驶离行车道后发生的事故,要有效的防止路侧事故的发生,首要原则要保持车辆在行车道上;其次是降低驶出路道车辆发生碰撞和侧翻的可能性;三是减轻冲出路外车辆发生碰撞后的严重程度。

发生驶出路面事故的频率和严重程度与道路的几何特性、路侧特征有很大关系,通过改善道路设计,可减少车辆驶出路面的概率。如果车辆驶出道路的事故无法避免,改善道路和路侧的设计,可以减缓事故的严重程度。可增加车道、中间隔离带、桥梁或路肩的宽度。将路边的固定物体移除到远离车道的地方,或是将边坡和中间隔离带的坡度弄缓。

翻车是路侧事故最严重的类型。车辆翻车或撞击固定物体时,严重伤害或死亡的几率大大增加。当车辆驶离路面时,要避免发生错误的车辆翻车或撞击路侧的物体。路侧的电杆、树木、陡边坡、排水设施和路边的硬物是潜在的危险。路边的沟渠、边坡构造的设计应减少车辆侧翻的可能性。如果危险的固定物体必须保留,应保持在最低的限度,并加以必要的防护措施。车辆的设计应增加车辆驶离道路情况下的稳定性,驾驶员需要对这种情况下的正确行动进行教育。

当发生翻车或碰撞路侧物体时,将受伤和死亡的数量降到最低。当车辆翻滚过或撞击固定的物体时,如果乘客系安全带和车辆具有安全气囊,受伤的风险可以减少。通过更好的路侧防护设施的正确选择、安装和维护的设计,吸收碰撞时更多的冲击能量,事故的严重程度也可以而减少。事故后良好的应急响应措施,也有助于减少致命事故发生的数量。

道路路侧潜在的危险因素有很多,处理成本也昂贵,对路侧的安全性设计来说是一项重要的挑战。防止车辆侵入路侧事故显而易见的方法是帮助司机将车辆保持在道路上。可以通过主动的引导,如路面标线、轮廓标、提前设置警告标志,及其他视觉线索告诉司机意料的事物,以及提供经过某个位置时的可视化路径。物理措施的改善,如提高路面抗滑性能、拓宽行车道、扩大或铺设路肩、增大超高、将急弯变直,降低车辆行驶速度和对夜间经常发生事故的区域增加照明等措施,也可以起到减少无论什么原因驶离行驶路线车辆的数量,从而降低事故的可能性。降低危险性的方法可根据成本效益分析技术和工程判断来进行选择,尽可能选择效果良好、经济易行的措施和方法。

5 路侧安全实例分析

实例1:

①事故经过:2013年03月18日,云×号大型普通客车,载29人,当日16时18分许,车辆行驶至杭瑞高速公路K2689+200m处时,车辆先与道路中央水泥隔离墩挂擦,随后向右行驶撞断行驶方向右侧钢制波形防护栏,翻下道路右侧95m的山崖。造成驾驶人及乘客12人当场死亡、3人经抢救无效死亡、14人受伤、车辆严重损坏的重大死亡道路交通事故。

②事故现场分析:

天气情况:雨。

道路情况:高速公路,双向六车道,限速为大车60km/h,小车90km/h,事故路段为直路,潮湿沥青路面。

交通情况:双向车流量AADT约6,500辆。

路侧情况:路右侧有斜坡,斜坡上有少许灌木、杂草,斜坡高约95m,斜坡底有碎石较多的溪流。

防护设施:中间有水泥隔离栏及防眩目板,道路外侧有波形防护栏。

标志:事故地点前有“弯道陡坡减速、慢”的标识牌、大车60km/h,小车90km/h限速标志牌。

③改善措施:该路段交通流量较大,路侧边坡陡峭,落差大,同时,该路段为下坡转弯后的直线路段,大型车辆容易超速和发生制动器“热衰退”现象,车辆容易失控,路侧危险程度可定位最高级4级,应设置碰撞性能较高的护栏。考虑到路侧净空距离非常受限,应设置“工作宽度”要求小的刚性护栏。

实例2:

①事故经过:2013年7月14日12时33分许,云×号大型普通客车(实载26人,核载31人)行至勐打线K12+680m处时,在事故前弯道处占用对向车道超车,超完车后欲回到自己车道行驶,向右转向时转向过度,于是向左转修正方向,并踩下刹车,因为路面潮湿,路面沥青比较多,附着系数低,车辆产生侧滑,方向失控,于是发生与左侧护栏相撞,并驶出路面坠下山箐发生事故,造成8人死亡,19人受伤,车辆严重损坏的特大道路交通事故。

②事故现场分析:

天气情况:雨。

道路情况:二级公路,双向双车道,东、西向行车道宽均为4.55m,事故路段系弯道下坡路段,r=208.62m,i=1%,潮湿沥青路面,视线良好,限速40km/h。

交通情况:双向车流量AADT约1550辆。

路侧情况:道路北侧硬路肩宽为0.90m,南侧硬路肩宽为0.55m,路右侧为比道路高的山坡,坡上有少许树木、杂草,道路左侧为桥梁下有少许树木杂草的干燥谷底,谷底有乱石。

防护设施:事故路段为桥梁和桥梁附近,道路中心用一条黄色虚线隔离,无中间隔离栏,南北两侧均有钢质波形防护栏。

③改善措施:该路段为桥梁附近,路侧山箐落差大,同时,该路段为弯道、坡度路段,限速较低,容易发生超车现象,由于雨天路面湿滑,车辆发生侧滑失控的可能性较大。因此,路侧危险程度可定位最高级4级,桥梁附近路段应设置碰撞性能较高的护栏。考虑到路侧净空距离非常受限,应设置刚性护栏,另外,改善路面附着条件,减少车辆侧滑的概率,并设置“雨天路滑”标志。

实例3:

①事故经过:2013年7月10日,大西线K23+900m处洱海边,云×号大众高尔夫轿车由南向北方向行驶,15时00分左右车辆向右转弯时由于车速过快,车辆产生侧滑,驶离有效路面坠入湖中,事故造成高尔夫落水受损,车上2人溺水死亡。

②事故现场分析:

天气情况:晴。

道路情况:事故处为弯道路段,曲率半径33m,双向双车道堤坝路段,行车道宽4.45m,行驶方向左侧硬路肩宽2.75m,水面距路面高6米,事故发生时路面为干燥沥青路面。右侧为山体,车辆视野受到道路右侧山体的一定影响,不能观察到道路弯道前方足够远距离。事故时车辆在路面留下分别长12.8m、13.4m、11.2m、11.7m的制动侧滑痕迹。

交通情况:车流量较少。

路侧情况:水面距路面高6m,高尔夫在侧滑驶离路面后,与岸边突出石头发生碰撞、翻覆,最后坠入洱海。

防护设施:道路中心用一条黄色实线隔离,无中间隔离栏,道路东侧为山体,有浅型排水沟,西侧有2.75m宽硬路肩,无安全防护栏。

交通标志:事故路段前安装有安全警告标志,限速30km/h。

③改善措施:事故路段左侧为较深水的湖泊,水面距路面高6m,道路岸边有大量较大的凸出石块,路侧危险性严重。弯道右侧为山体,对视距有一定影响,应在弯道前设置急弯、减速标志,弯道外侧应设置钢质波形护栏。

实例4:

①事故经过:2013年07月25日,云×号小型轿车(载3人,含驾驶人)沿通建高速公路行驶,当日12时15分,行驶至通建高速公路k58+002m处时,车辆左前部碰撞道路中心隔离水码后车辆前部碰撞道路中心护栏端头,车辆发生逆时针旋转,左侧车身被隔离栏撞坏切削分离,造成驾驶员死亡,乘车人2人受伤的死亡道路交通事故。

②事故现场分析:

天气情况:晴。

道路情况:事故现场为高速公路,丰田车行驶方向车道数为3条,一条超车道和二条行车道,道路最右侧还有一条紧急停车带,路面为干燥沥青路面,限速120km/h。

交通情况:7,100辆/日。

路侧情况:事故现场道路中央为中央绿化带隔离,道路右侧边缘为水泥防撞墙。

防护设施:中间隔离栏为钢质波形护栏,道路右侧边缘为水泥防撞墙。排水沟封闭。

③改善措施:该车左前部与道路中间隔离护栏相撞,车辆左侧车身被护栏切削分离,致驾驶员头、胸、腿部受伤而亡。该路段小车行驶速度高,车流量大,与路侧物体发生碰撞的可能性相对较大,应改善中央隔离护栏导向性能设计和设置缓冲装置。另外,适当设置一定宽度的左侧路肩,安装路肩震鸣带提醒司机,可对行车过程中打瞌睡或疏忽的司机在车辆偏离车道时起到有效的警示作用。

6 结论

交通事故中较为严重的是路侧事故,常常导致重大的群死群伤事故。因此,改善山区公路的几何设计、路面抗滑能力和路侧防护设施,对减少车辆冲出路外而引起的路侧交通事故,改善道路的安全性,提高山区各类型公路交通安全水平具有重要意义。

有很多原因导致车辆侵入路侧,包括驾驶员的错误和行为,车辆故障和道路环境方面的原因。但其中一项主要原因,山区公路路侧环境复杂,险要路段较多,路侧净空区域非常有限,尤其是临崖、傍箐,及邻近河流、水库、湖泊等路段,路侧安全设计、设施不足,车辆容易驶出路外造成坠车、翻车等后果严重的事故。

路侧安全解决的是道路外区域的安全性问题,是公路设计的重要组成部分。加强山区公路路侧危险的识别,进行有效的路侧安全设计和防护,是有效减少路侧事故发生或事故严重程度的有效途径。采取的对策和措施包括:

①防止车辆冲出道路,通过主动的引道,如使用路面标线,轮廓标,提前设置警告标志,及其他视觉线索告诉司机所意料的事物。

②改善路面及几何设计,提高路面的抗滑性能,对重型车辆交通量高的道路,应定期对表面抗滑性进行检测和维护。拓宽路面行车道,加宽路肩或采用硬路肩,增大弯道超高,急弯变直,降低车辆的速度,也可以起到减少无论什么原因驶离行驶路线车辆的数量,降低事故的可能性。

③采用适宜的防护设施,山区公路的设计应尽可能的考虑一定宽度的净空区域,对路侧净区空间有限,危险等级高的路段,如临崖、傍箐、河流、湖泊等靠近公路的路段,车辆驶出路面后常造成严重事故,应设置防撞等级高的刚性护栏,尽可能降低事故的危险程度。中间护栏的作用是防止车辆侵占对方的交通道路,护栏开口是提供给应急车辆和日常维护车辆在必要的时候进行操作的岔道,通常离超车道较近,端部的处理应考虑正常车辆的行驶速度,做好消能缓冲处理。

④翻车是路侧事故最严重的类型,大型客运车辆侵入路侧的翻车事故更容易造成严重的人员伤亡,加强客运车辆的维护保养,保持车辆具有良好的状况和动力性、制动性、行驶及操纵稳定性可有效预防车辆故障产生的路侧事故。

⑤有针对性的加强对客运车辆驾驶员的培训教育,杜绝疲劳驾驶,超速、超载行驶和强超抢会等违法驾驶行为,也是山区公路上防止路侧事故的重要措施。

参考文献:

[1]U.S. Department of Transportation. TRAFFIC SAFETY FACTS 2011. .cn/qkpdf/jjgc/jjgc201426/jjgc20142637-3.pdf" style="color:red" target="_blank">原版全文

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