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1、云南省山区高速公路连续长下坡路段交通安全综合治理技术研究子课题一安全预评估技术的研究调 查 报 告云南蒙新高速公路建设指挥部云南省公路规划勘察设计院北京中路安交通科技有限公司二六 年 十 月1 引言近年来，随着公路建设事业的不断发展，山区高速公路也大量修建。由于山区地质情况复杂，地形起伏大，高原、微丘、重丘和山岭区颇多，地势落差大，需要采用连续升坡或连续降坡展线的方法克服高差，考虑到降低工程造价等多方面原因，很多路段都采用了连续长下坡。虽然连续长下坡路段平纵线形指标都符合现行标准、规范的要求，但这些连续长、大下坡路段不管是位于高速公路还是一般公路上，交通事故发生的概率明显增大，而且是重、特大交
2、通事故较多。交通事故不但给国家和人民生命财产造成巨大的经济损失，也严重破坏了公路的基本服务职能，无法保障国民最基本的出行安全需求，近年来已成为社会和舆论关注的热点和焦点问题。事故资料显示：近年来公路交通事故呈逐年增加趋势，不仅仅是地方乡村公路交通事故居高不下，就在一些山岭重丘地形高速公路的局部路段上，重大、恶性交通事故也时有发生，引起了社会各界的严重关注。为预防和减少道路交通事故，按照国务院统一部署，公安部和国家安全生产监督管理局研究确定了督办治理的全国29处公路危险路段。这些路段多地处山区，坡陡、弯急、路窄，或由于多雨雾，路面湿滑、视线不良，不利于安全通行，已连续发生重大交通事故或发生一次伤
3、亡数十人的特大道路交通事故。在这29个危险路段中，属于连续长下坡的事故多发路段就有16处，高达55%，由此可见，相比全国公路平均事故水平，位于山岭重丘地区的公路连续下坡路段，重大恶性交通事故的发生率最高。2002年，山区公路发生交通事故共70742起，死亡170009人。虽然发生在山区的交通事故占全国交通事故的9%，但死亡人数却占了16%，而且群死群伤的特、重大交通事故多发生在山区公路，安全状况令人堪忧。同时在导致山区公路交通事故严重性的诸多因素中，连续的长坡路段是一个十分重要的原因，与之相关的交通事故占山区交通事故总数的40%以上，特别是在高速公路下坡路段这一特征表现的尤为明显。如北京八达岭
4、高速公路、京珠高速公路粤北段、元(江)磨(黑)高速公路等，坡长达5km以上，有的甚至达到27km，坡度也达到3%5%，交通事故频发，由此也带来了严重的安全问题。国内外的研究都表明，下坡路段的事故发生频率要明显高于上坡路段，特别是在长下坡路段，所以高速公路连续长下坡路段的行车安全是一个急需解决的问题。已有的事故数据表明，载重车辆是长下坡路段事故车辆的主体，约占60%80%。本报告在进行大量实际调查和统计的基础上，分析高速公路连续长下坡路段的道路线形、交通特性及事故车辆特性，研究该道路条件下交通事故的成因，进而运用汽车动力学结合几何线形对长大下坡安全性进行研究，为建立长大下坡路段失控事故预测模型奠
5、定基础。2 调查方案的设计与组织2.1 调查目的通过调查，掌握国内典型连续长下坡路段道路线形特点、交通流特征以及交通事故等的基本情况，分析车辆正常运行以及失控情况下长大下坡路段的交通事故形态，找出存在的问题，为长大下坡路段的安全性评价模型的建立提供所需的数据资料。2.2 调查内容调查的主要内容包括：l 道路特征调查道路基本情况调查、路线、路基路面、桥梁、隧道路线交叉、交通工程及沿线设施等内容的调查。l 道路交通流特征调查 交通流量调查、车型比例调查、运行速度调查、车况调查l 交通事故调查调查事故发生的地点（路线名称及桩号）、时间、车型、车速、事故原因、形态、伤亡人数、经济损失、驾驶员特性等内容
6、。调查事故的影响范围以及影响范围内的标志标线等设施。重点调查失控案例。调查失控车辆的载重、车速、失控点位置（与坡顶距离，失控路段的坡度等）、当时交通量、交通组成等。l 车辆制动器温度调查调查车辆（重点调查重载货车）在连续长下坡路段行驶时，其刹车鼓温度随运行时间、行驶距离的变化情况。2.3实地调查路线按照研究大纲的要求，从2005年11月中旬2006年2月底，组织课题人员分批对北京、福建、云南等几个省市的高速公路连续长下坡路段进行了实地调查，历时近四个月。 实地调查连续长下坡路段见表2-1。表2-1 调查线路表地区道路名称路段位置（）主要隐患近年交通事故情况北京八达岭高速公路进京方向55km至4
7、9km长下坡且弯多、超载车辆多，平均坡度3.82%.1998年11月以来，发生事故170余起，死43人，伤111人。进京方向发生死亡事故64起。福建漳龙高速公路88km至74km14公里连续长下坡，极限弯极限坡， 平均坡度3.35%。2004年12月28日全线开通至06年2月，该路段发生的制动失效)47起， 死亡一五人 ， 伤20人云南元墨高速公路247km至220km27km连续长下坡，弯多，超载车辆多，平均坡度3.95%。2004年3月至06年4月，共发生制动失效的失控事故一三3起，死34人，伤56人。云南嵩待二级公路1一三km至123km全封闭二级公路，10km连续长下坡，坡底为收费站，
8、超载车辆多，平均坡度3.917。2004年12月至06年3月，共发生事故22起，死4人。云南通建高速公路6km至24km一八km连续长下坡。2004年11月26日通车至05年4月底，共发生交通事故32起，造成11人死亡，一五人受伤。2.4 调查方法调查方法包括以下几种：实地调查：通过对公路的实地考察和事故现场的勘查直接得到有关数据资料；资料调查：通过查阅设计、施工养护、监控中心、路政管理等方面的资料得到相关数据；文献检索、网络查询。3 连续长下坡道路特征调查3.1国内典型连续长下坡简介 1）北京八达岭高速公路八达岭高速公路是北京至张家口110国道主干线的一部分，起于北三环马甸桥，终于京冀交界的
9、康庄，全长82公里，是丹东拉萨国道的组成部分，北京市的一条重要的对外放射线，也是通往西北运输的干线。联络线顺畅连接北京与延庆，使八达岭高速公路上的车辆进入110国道，对于冀煤外运、内蒙古牛羊肉进京、张家口反季节蔬菜的销售以及对北京卫星城建设和郊县科技园的开发起着重要作用。此外，八达岭高速路从市区直达举世闻名的八达岭长城，是北京最繁忙的旅游路线，沿线的旅游风景区星罗棋布，包括八达岭长城、十三陵、居庸关、康西草原等。从上述描述可以看出八达岭高速的双重定位，既是小车、客车为主的旅游线路，又是大车、货车为主的货运线路。而这两者的需求从建设到运营管理都是相互矛盾的。八达岭高速公路由于地处山岭重丘地形，因
10、此设计时路线的一些指标不可避免地采用部分设计极限值。先天不足而又承担着互相矛盾的双重需求，加上严重的超载等多种原因的共同作用，决定了其必然的事故多发的宿命。实际运营中，八达岭高速公路进京方向潭峪沟隧道出口路k59+850K50+060，平均坡度3.82%，从通车以来事故频发。自98年11月山区二期工程开通至今，此路段共发生各类交通事故167起，伤103人，死亡36人。其中，特大交通事故19起，伤43人，死亡29人；重大交通事故7起，伤7人、死亡7人；一般事故141起，伤53人。因货运机动车长距离下坡持续使用制动，导致制动失效冲进紧急险区的车辆400余辆，冲入山沟的47辆。 2）元磨高速公路 云
11、南元江磨黑高速公路起于云南省玉溪市元江哈尼族彝族傣族自治县二塘桥，接玉溪至元江高速公路，经过墨江、通关，止于著名茶叶集散地思茅地区普洱县的磨黑，接已经建成的磨黑至思茅二级公路，全长147.37公里，是昆曼公路的重要路段，也是中国与缅甸、老挝、泰国及整个东南亚进行经济贸易往来的国际运输大通道的重要路段。 元(江)墨(黑)高速公路地处云贵高原西缘地带，横穿无量山和哀牢山山脉，沿线地形地质复杂，工程艰巨，是典型的山区高速公路。受地理环境的影响，大部分路段坡陡弯急、交通安全隐患突出，尤其是元江县境内的k240到k2一三（起始于大风垭口隧道入口处，止于碧溪立交）的27公里长下坡路段，大货车极易因制动发热
12、失效导致车辆失控，特别是外地车辆驾驶人由于路况不熟，交通死亡事故频发，一度成为名副其实的“死亡之路”。自2003年12月28日通车以来至2006年8月12日，仅27公里长下坡路段K229+750处就造成23人死亡，事故原因系大货车下坡失控翻（坠）车的占总数的95以上。 3）漳龙高速公路漳龙高速公路起于漳州市长洲立交桥，止于龙岩市龙门，东接厦漳高速公路，西连龙长高速公路，全长117公里，双向四车道，设计时速为80公里，部分路段设计为100公里。是国家重点公路厦昆线的重要组成部分，拉近了革命老区龙岩与“闽南金三角”地区的距离，对带动老区经济发展意义重大。福建省漳龙高速公路新祠和溪段为一长度为14.
13、5km的长下坡路段，平均坡度3.35%，最大坡度6%。全线开通78天内，发生制动失灵冲出路外的交通事故38起，5人死亡6人重伤。到2006年3月，该连续长下坡路段共发生了一五8次大货车制动系统失灵造成的交通事故。4）嵩待公路嵩待高速公路是国道主干线（GZ40）二连浩特成都昆明河口公路在云南省境内的重要路段。它起于嵩明立交，止于会泽县待补镇，全长120公里，其中嵩明至功山段56公里为四车道高速公路，路基宽24.5米；功山至待补段为二级公路，路基宽12米。其中，位于嵩待高速路待补收费站前的“十里长坡”（k1一三k123）连续长下坡路段，自2003年12月嵩待高速路开通以来，一直是嵩待高速路上的事故
14、“黑点”。据了解，开通以后不到1年，“十里长坡”路段就发生了数十起货车刹车失灵后在路边撞车、撞墙的交通事故。 5）通建高速公路通海建水高速公路自2004年11月26日通车至今年4月底，全路共发生交通事故32起，造成11人死亡，一五人受伤，直接经济损失达120万元。但在死亡人员中，全部集中在通海县与建水县交界处至建水东山出口的一五公里路段内，即K14K29路段，该路段上发生的事故中还有11人受伤，直接经济损失80余万元。车辆行驶在连续长下坡路段上，机动车制动系统失效、超载超速行驶是事故的主要原因。3.2连续长下坡道路坡长、坡度比较根据资料收集和实地调查的结果，获得国内比较典型的连续长下坡路段坡度
15、、坡长的线形指标，线形基本情况整理如下。表31 典型连续长下坡路段坡度、坡长比较表地区道路名称坡长（km）平均坡度（%）坡降（m）北京八达岭高速公路6.63.56235广东京珠北高速公路11.82.97350福建漳龙高速公路14.53.35486云南元磨高速公路26.73.951055云南嵩待二级公路9.683.92379云南通建高速公路一八3.86云南玉元高速公路11.393.46394青海湟倒高速公路14.253.37480陕西国道312（亭口坡二级公路）45200 从上表可以看出，国内几条典型的连续长下坡路段坡长一般超过4km，平均坡度大于3。我国现行的公路工程技术标准中规定的最大纵坡和
16、坡长的取值，主要是从汽车的上坡动力性能考虑，而缺少对下坡行车安全性考虑，高速公路尤其如此。这对研究长下坡路段的行车安全是不够的。表3-2给出了标准中规定的坡度与坡长的限制值。表3-2高速公路纵坡和坡长的限制值设计速度(km/h)设计速度（km/h）1201008060纵坡坡度（）39001000110012004700800900100056007008006500600从表3-2可以看出，标准对于纵坡坡度小于3%的路段，并没有做坡长的限制，这就导致了很多地形受限的区域出现连续的长下坡，平均纵坡在3%左右，个别路段也出现了4%5%的陡坡。在连续下坡路段，虽然路线设计都满足了标准和规范的要求，然
17、而由于长时间在下坡路段行驶，车辆往往会出现超速、制动失效等问题，易发生失控交通事故。根据调查和统计分析的结果，我们将平均纵坡在3%以上，连续下坡坡长大于5km的路段暂定义为长下坡路段，对这些路段进行详细的调查分析及比较。4 道路交通流特征调查4.1调查方法及统计分析内容在公路交通流特征调查中，我们对八达岭高速公路、福建漳龙高速公路、云南元墨高速公路、云南玉元高速公路、嵩待公路等高等级公路进行了交通流量、车型比重、车速、载重量的调查。4.1.1调查方法交通流特征调查包括交通流组成、车速及车重分布情况等方面，通过资料收集、实地调查和问询的方法获得。交通量数据的获得通常是选一周中某个一般工作日的正常
18、交通时段观测交通量与车流构成，每条公路观测一个小时，观测时间一般为上午9：0010：00，下午3：004：00，取距路线头或尾大约1/4里程的一个断面进行观测。由于我们需要获得的是各条道路历年交通量数据，因此除采用实测交通量外，还通过各条道路的管理站获得了连续长下坡路段的历年交通量资料。车速调查的测速工具为雷达测速仪，观测地点为高速公路中线形顺直、远离出入口和服务区的正常行驶路段，观测时间为白天，观测车辆为随机抽样，雷达测速仪的观测车速的精度为1km/h。观测结果为地点车速。按此方法对北京八达岭、福建漳龙、云南元墨、云南嵩待等几条高速公路进行了车速的观测。车型比重的调查方法主要靠工作人员观测记
19、录行驶在各条连续长下坡路段上的车辆车型以及根据收费站提供的车型数据综合得到。4.1.2 统计分析内容n 历年交通量数据（AADT）；n 各种载重车辆在所有交通量中所占的比例；n 各种载重车辆在连续长下坡路段的平均运行速度分析；4.2交通流量调查表41 连续长下坡路段交通流量比较表道路名称车道数2005年 AADT（pcu）2006年AADT（pcu）八达岭高速公路双向四车道14600漳龙高速公路双向四车道9000元墨高速公路双向四车道8000嵩待二级公路双车道2000通建高速公路双向四车道4.3车型比重调查连续长下坡路段是高速公路交通事故的多发路段，而载重汽车是连续长下坡路段事故车辆的主体，约
20、占60%80%。连续长下坡不利的设计，助长了超载的危害；超载车辆在长大下坡行驶比起其它区段也更危险。对于行驶在连续长下坡路段的车辆（尤其是超载车辆）的车型比重的调查尤为重要。 通过调查各条典型连续长下坡路段收费站分车型的交通量资料，我们能够得到各种车型所占比重。但是由于收费站统计的分车型交通量资料不能明确反映出分吨位的车型数据，因此调查小组成员采用询问和观测的方法调查了行驶在云南元磨高速公路和通建高速公路连续长下坡路段的车辆载重情况。表42 元磨高速公路、通建高速公路连续长下坡路段各车型比例表调查路段小客车大客车2轴大货车3轴大货车4轴大货车5轴大货车6轴大货车（拖挂）元磨高速32%4%49%
21、4%6%3%1%通建高速62%5%26%4%2%1%调查发现，连续长下坡路段重载车辆所占比重较大，且车辆超载现象严重，额定载重为8吨的货车超载可能为一八吨。由于车辆制动系统的设计标准是按照核载而设计的，随着载重的增加，制动系统的负担也增加，过载的车辆在没有坡度的道路上也不能保证有效的刹车，在连续长下坡路段更是造成车辆失控的主要因素。同样，发生事故后，对超载车辆的防护难度也相对要大，这种车辆速度高、质量大，所以惯性大，其对道路防护设施例如路侧护栏的冲击力非常之高，经常会突破护栏的强度上限。4.4车辆运行速度失控事故预测模型中另一个重要的影响参数就是车辆运行速度。不同载重的车辆在连续长下坡路段上面
22、行驶时其保持的平均运行速度是不同的。根据调查北京八达岭、福建漳龙、云南元磨以及云南嵩待等几条典型连续长下坡路段上车辆的平均运行速度数据，各个车型的车辆在连续长下坡路段上面的第85位行驶速度分别为：表4-3 不同车型车辆在连续长下坡路段速的运行速度（V85）值 单位：km/h车型小客车大客车2轴大货车3轴大货车4轴大货车5轴大货车6轴大货车（拖挂）平均速度91755559445055 5 事故情况调查5.1 事故原因调查5.1.1制动失效 长大下坡路段事故的主要原因是制动系统失灵。在元磨高速公路元江段27公里下坡路段的交通事故中，由于货车失控造成的事故占这个路段事故总数的90%以上。这些发生事故
23、的货车都存在严重的超载现象，超载率在300%以上。因此长大下坡路段事故黑点的形成是连续下坡的道路线形和货车超载共同作用的结果。5.1.2 车辆超载事故的首要原因是车辆问题。在长大下坡路段发生制动失灵的车辆基本上都是货车，主要问题是货车超载。如漳龙高速公路的167次制动失灵事故中，由于货车制动系统失灵造成的交通事故为一五8次。占失控事故数量的95%。经2003年1月至5月事故情况统计表明，核载5吨的实际载重约4.6倍，核载10吨的实际载重约3.2倍，核载12吨的实际载重约1.9倍，加上自身车重，潜在危险十分严重。另外，事故车辆全部为国产车：解放、东风、斯太尔、乘龙等，国产车的质量不可能承受如此重
24、量的超载仍然保持良好的工作状态。因此需要重点对载重货车在长大下坡路段的运行安全进行评价，以便采取针对性的改善和治理措施，减少制动失灵事故的发生。 5.1.3道路线形 连续长下坡路段多为急弯陡坡，车辆行驶在这样线形的道路上，不可避免的要长时间踩踏刹车以保证安全的行车速度。5.1.4人的因素外地司机路况不明：经调查，连续长下坡路段发生交通事故的车辆司机多是外地司机，对本路段路线变化不清楚，对标志不太注意，警惕意识不强；刹车方式选择不当：现在大型货车的驾驶员一般不用汽刹车，原因是，强制回风会损发动机；他们多靠刹车毂，经过这段路时要频频地踩刹车，容易造成刹车轮毂过热，而刹车毂几次温度上升到300度以后
25、，很容易快速上升，导致刹车失灵；夜间行车疲劳驾驶：事故情况统计表明，重大交通事故中有很多发生在晚上，一方面是由于夜间车辆少，车辆处于自由流状态，没有限制，容易造成连续长下破路段上车辆速度失控，另一方面说明司机夜间行车，可视条件差，视距难以保障，而且容易疲劳产生交通事故。5.2 事故调查表格 表51 交通事故调查表 事故发生时间事故点桩号事故点环境事故点道路特征事故情形驾驶员情况车辆情况天气情况交通量照明路侧环境路面类型路面情况路侧情况道路属性交通设施事故形态事故原因行驶状态损失情况性别年龄驾龄身体状况车型车况载重量运行车速说明：黄昏或者晚上、有无照明、照明方式等；包括非等级道路交叉口、路边店、
26、加油站工矿企业进出口、路边村庄、单幢建筑物、树木植被等；沥青、水泥、沙石、土路、其他等；潮湿、积水、冰雪、泥泞、翻浆、泛油、坑槽、路障、平坦、塌陷等；路基形式、路基高度、防护形式、边沟形式、边坡形式；车道数、车道宽度、路肩宽度、中分带宽度、曲线半径、坡度等；交通标志、标线、护栏、防眩设施、视线诱导设施等。描述这些附属设施的位置、名称、设施形式等方面的信息。52避险车道事故情况调查表避险车道号编号时间天气车型驶入速度最大驶入距离制动失灵距离额定载重实际载重事故原因伤亡情况车辆损坏情况说明：驶入速度：车辆驶入避险车道制动坡床的速度；最大驶入距离：从制动坡床起点到车辆最终停止位置的距离；制动失灵距离
27、：车辆从制动失灵开始至避险车道入口处的行驶距离。驶入距离起点驶入速度测量点 5.3事故特征分析1）主要事故原因为制动失效2）事故主要发生在坡底路段元磨高速公路27公里的长下坡路段发生的制动失灵事故中，发生在最后10公里路段的事故数占总失控事故数的70%。发生在最后一五公里的失控事故数占总失控事故数的95%。这主要是因为汽车制动系统吸收的能量在下坡路段不断积累，累积到一定程度后汽车制动器材料才能产生热衰退，造成汽车刹车系统失灵。因此在长大下坡路段的治理中，在坡底需要采取被动的减小失控事故严重性的措施，而在坡顶可以采用主动预防措施，减少失控事故数量。3）主要事故形态为追尾和冲出路外汽车在长下坡路段
28、失控后，主要事故形态为追尾和冲出路外，这两类事故占事故总数的60%以上。车辆失控后速度越来越快，容易和其它正常行驶的车辆发生追尾碰撞；当速度达到弯道允许的最大速度后，车辆会冲出路外。这两种事故的后果均很严重，是长大下坡路段事故死亡率高的主要因素。结 束 语通过对国内几条典型连续长下坡路段的实地调查，收集到了有关连续长下坡路段的道路线形、交通流、失控事故等方面的大量资料，使课题人员对连续长下坡路段的道路特点、交通安全形势及下坡路段存在的安全隐患问题有了较为深刻的认识，掌握了建立和验证连续长下坡路段交通失控事故预测模型所必需的基础数据，为本项目研究工作的开展提供了坚实的客观基础。12.16.202212:2412:24:2322.12.1612时24分12时24分23秒12月. 16, 2216 十二月 202212:24:23 下午12:24:232022年12月16日星期五12:24:23
