论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两种形式：侧滑和侧翻。不管是侧滑或侧翻，没有横向力对汽车的作用，是不可能发生的，即使汽在抗滑性能最差的冰面上行驶也不会侧滑，也就是说，对汽车过大的横向力是发生事故的主要原因。如果认定这点，就应设法减小汽车所受横向力，以达到车辆安全行驶的目的。

关键词：交通事故；隧道；横向力

0.引言

隧道路段在现行设计规范中对于发生交通事故的主要原因讲述不清，导致设计过程中未进行有效地防事故设计，部分偏于保守的设计还大幅增加了工程造价，对路线整体的指标都产生了影响。本文分析了隧道路段交通事故的主要原因，还对此总结了应对措施，对隧道防治交通事故有所帮助。

1.分析隧道路段发生交通事故的原因

1.1现行规范强调隧道的路面抗滑性能

《公路工程技術标准》（JTG B01-2014）中只有隧道章节中强调路面的抗性能，它是这样论述的：“隧道路面应具有足够的抗滑性能。洞内、外衔接路段路面设计抗滑性能应一致”。实际上具有足够的抗滑性能是对路面的一个基本要求，不管是路基上还是在桥梁上的路面都应是这个要求，凡不具备足够的抗滑性能的路面是不合格的路面，这样的路面是需要进行大修了。什么叫具有足够的抗滑性能？具有足够的抗滑性能就是能阻止车辆侧滑的能力，至于洞内、外衔接路面设计抗滑性能应一致，这一规定是多余的，两种都具有足够的抗滑性能的不同路面衔接在一起，尽管抗滑性能不完全一致也是没有问题的，没有资料能证实或证明汽车置于这样两种不同路面衔接处之上会发生侧滑事故，《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）列举大量侧滑的事故，都是发生在同一路面之上的。

1.2推测隧道发生事故真正的原因

隧道路段交通事故多发，这些事故是什么原因引起的？有相当一部分人认为是路面摩阻系数不够所引起的，因此在隧道洞口段采用彩色防滑垫等措施来应对。这种做法是否能防止事故的发生呢？本文就这一问题进行探讨。

隧道路段交通事故主要有两种形式：侧滑和侧翻。不管是侧滑或侧翻，没有横向力对汽车的作用，是不可能发生的，即使汽在抗滑性能最差的冰面上行驶也不会侧滑，也就是说，对汽车过大的横向力是发生事故的主要原因。如果认定这点，就应设法减小汽车所受横向力，以达到车辆安全行驶的目的。

2.分析汽车隧道路段侧滑和侧翻的原因

2.1汽车所受横向力分类

2.1.1由路面横坡引起汽车重力的横向分力F，F=mg·i（i-路面横坡）。F平作用在汽车的重心处。

2.1.2由路面对汽车横向摩擦力F，它是为克服汽车所受其他力产生横向移动趋势的力，是维持汽车横向受力平衡的力。F= mgμ（m为汽车质量、μ为横向摩阻系数）。μ取值是根据汽车横向移动趋势大小决定的，其范围为0～Ц（Ц为最大横向摩阻系数），由于F摩作用在车轮底部，相当于F摩作用在汽重心处另加一个倾覆力矩F·h（h是汽车重心距路面的高度）。

2.1.3汽车作曲线行驶所需要的向心力F，F= m·v2/R/127（V-汽车行驶速度m/s，R-平曲线半径）。速度越快，曲线半径越小，所需要向心力就越大，没有向心力的作用，汽车是不会作曲行驶的。F向是F平和F摩的合力。

2.2隧道路段汽车发生侧滑与侧翻的原因

如果路面所提供的最大摩擦力mgЦ，仍不能阻止汽车横移，也就是所需摩擦力大于能提供的摩擦力，汽车就会发生侧滑；如果汽车的倾覆力矩F摩·h大于汽车的稳定力矩，汽车就会侧翻，即F摩·h≥mg·b/2（b为轮距），也就是当F摩≥mg·b/h/2汽车就会侧翻。

当然，加大路面抗滑性能也是可以阻止汽车侧滑的，但这与降低汽车所需摩擦力来避免侧滑是有区别的，如果只是加强路面抗滑性能，而忽视对横向力的减小，因有较大横向力存在，就会加速对路面的的磨耗，路面抗滑性能会较快地衰减，实际上安全隐患并未消除。

这绝不是说隧道路面的抗滑性能不重要，而是不要过分强调抗滑性能，而忽视真正影响行车安全的因素。一般地说，新建隧道路面μ较高，F滑较大，所发生事故是以侧翻为主，随着时间路面磨耗加大，路面μ降低，F变小，所发生侧滑事故会多起来。

汽车在行驶过程中司机转动方向盘转向，有以下两种转向所产生的横向力应进行说明：

第一种转向，是汽车在缓和曲线上行驶，为适应变化的曲率进行转向，这是线形所决定的，汽车行走的是回旋曲线，司机转方向盘是单向的、转速是缓和的，汽车行驶的曲率小（半径大），且有相适应的超高配合，汽车所需F摩较小，对汽车的安全行驶没有危害。因此没有必要限制其采用。

第二种转向，是行驶的汽车横向移位，比如超车、绕避障碍等进行转方向盘，汽车进入隧道环境突变，司机产生恐惧感，将车往路中移也属这一种，这种情况汽车并未按线形行驶，而是走S形曲线，司机转方向盘是双向的，转速较急促，汽车行驶的曲率大（半径小），路面没有超高配合，走的S曲线中有一个为反超高，即路面产生F与需要的向心力方向相反，因此路面对汽车横向摩擦力不仅要克服F平，还要提供向心力，此时F很大，对汽车安全行驶有较大危害。这种转向也可以用“躲闪”来描述，是应重点研究并力求解决问题。

汽车“躲闪”引起侧翻可见《汽车向内侧翻的原因及其预防参策》一文。该文刊登在《湖南交通科技》2011第3期上，对不同路面横坡、不同运行速度、不同重心高度、不同行驶半径的“躲闪”引起汽车侧翻进行了研究，可上网查阅。

长期以来受“隧道洞口内外3S行程路线平纵线形应一致”规定的误导，设计人员宁愿采用线形一致的圆曲线进出隧道，也不敢采用缓和曲线进出隧道。《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）重申了这一规定，但同意在特殊困难地段，经技术经济比较论证后，可采用缓和曲线进出隧道。试问：如果采用缓和曲线进出隧道真有什么隐患，论证又能解决什么呢？

如果以为用路线的线形可以抑制“躲闪”，那是不对的，因为“躲闪”与与路线的线形无关，也不是有第一种转向就会引发第二种转向。“躲闪”与线形无关，也就是说“躲闪”可以在任何线形上发生，那么什么线形对“躲闪”所产生的横向力要小一些呢？它们依次为直线、缓和曲线、圆曲线，实质上不在于平面，而在于路面的横坡，横坡大“躲闪”反超高横向力就较大。

3.当前采用防止隧道路段发生交通事故的措施及评价

3.1限速

有不少的隧道限速80km/h，这对减小“躲闪”时的横向力有意义，因为“躲闪”转弯横向力与速度的平方成正比。但是限速也有弊端，首先它强化车辆在隧道前刹车减速，进隧道后又加速，它與过大的横向力一样加剧对路面的磨耗，加速路面抗滑性能的衰减，对行车安全不利；其次它破坏了稳定匀速的交通流，特别是设计速度快的高速公路，还有可能造成追尾的事故。因此限速是弊大于利的措施，不应提倡。

3.2“3S”行程

对隧道洞口内外3S行程路线要一致的要求，前文已说明这一措施不能避免“躲闪”的发生，也就是不能消除过大的横向力，对减少事故没有益处，相反有时为追求线形一致，会使隧道增长、变得更弯或使洞口位于不利的位置，《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）规定隧道洞口内外3S行程，经技术经济比较论证后，洞口内外平曲线可采用回旋曲线（见线规第51页）就比较合适。

3.2彩色防滑垫

在隧道洞口处采用彩色防滑垫，前文已说明加强防滑只能解决侧滑的问题，而且只是治表，不能解决侧翻的问题，有些新摊铺的路面上就要铺防滑垫就不妥当，特别是采用彩色防滑垫，说是要给司机视觉上的冲击，这一冲击是否司机带来紧张还值得研究。采用防滑垫就放弃对过大横向力的消除，而消除过大横向力就无需用防滑垫。

4.建议采取的措施及分析

既然“躲闪”是隧道突变的坏境导致司机恐惧所引发的，那么改变隧道突变的环境，消除“躲闪”减小横向力，就是减少隧道交通事故最直接、最有效的措施。可以考虑采用以下措施：

4.1进行隧道洞口外侧亮度过渡。

隧道洞口内外亮度不同是环境最大的突变，解决的办法也很简单，即采用植树灌或建遮阳棚对阳光进行遮挡，人为将洞口外过渡段的亮度降下来，亮度由明到暗要有过渡，在洞口处隧道内外亮度要比较接近。从目前的情况来看，大多数设计人员不重视洞口外的亮度过渡，当然要做好亮度过渡也不易，隧道处基本是基岩要开挖较大树坑才能保证树灌成活，还要考虑树灌要搭配。过渡段可先采用5S行程控制。

4.2隧道洞口设计避免突变

现隧道处的侧墙和检修道对于行车而言都是突变，应将侧墙的一部分和检修道向洞口外延伸，并逐渐降低侧墙高度、减窄检修道的宽度最后过渡为护栏，这符合《公路工程技术标准》第3.6.1条“路基、桥梁、隧道相互衔接处，其建筑限界应按过渡段处理”的要求。

4.3检修道的高度不宜超过25cm

《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）规定检修道的高度可按20～80cm取值，设计速度越快，其平台越高（见《隧规》144页），这不一定妥当。实际上检修道太高，也是引发事故因素，可以设想当司机刚适应隧道内的情况，突然发现检修道是如此高，距车如此近，岂能不恐惧？采用“躲闪”就可以理解。《隧规》231页列举在隧道口内200～400m发生的事故就可能与此有关。检修道设置高度要考虑检修人员步行时的安全，实质上只有行车安全，检修人员才安全，如果行车不安全，检修人员就无安全可言。建议检修道的高度宜控制在25cm以内，也与公路建筑限界一致。

4.4其他有效措施

除了要消除环境的突变外，还可以从路面横坡上采取措施减小横向力，比如采用不设超高的圆曲线，路面仍然要设超高，不设超高，实际上是反超高，横向力就大，特别汽车超速（如下坡），很容易发生侧滑、侧翻事故。对于直线路段，由于隧道内路面不用排除雨水，因此可以进一步放缓横坡，比如说采用0.5%，这不仅减小不必要的横向力，也可以减小万一司机“躲闪”（如超车）反超高时的横向力，这样做没有坏处，与限速不一样。

5.结束语

随着国家用地政策的紧缩，隧道工程在项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还有很多值得去研究、挖崛的地方，在防治之前发掘交通安全事故形成的真正原因，在设计中做到有的放矢才能治本。

【参考文献】

[1]黄炤炤，彭宁宁.汽车向内侧翻的原因及其预防参策[J].湖南交通科技，2017（3）：37-38.

[2]丁浩，刘帅，陈建忠，吴小丽.高速公路隧道交通事故应急救援速度影响因素分析[J].公路交通技术，2015（06）：103-108+112.