通道交通设施配置的研讨

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作者：董凯单位：北京市市政工程设计研究总院

隧道交通安全设施设计

(1)反光突起路标:在隧道入口前100m开始到隧道出口100m的分道线和边缘线安装反光突起路标。(突起路标，俗称道钉，在打开车灯的条件下能清晰地勾勒出车道分界线的轮廓)。设置在分道线的道钉能有效的减少车辆并线引起的事故，设置在两侧的道钉能够有效减少侧滑和撞墙的事故。如隧道洞内交通为双向交通，建议设置2排平行的道钉。由于道钉设置在隧道内(见图1)，除雪作业时不会被铲掉，易于维护。使用突起道钉，提升标线高度，能直接减少跨线相撞事故。根据美国国家公路交通安全管理署统计，有90%的交通死亡事故发生在双车道公路上。20世纪70年代末，美国佐治亚州交通局在662个平面弯道中心线上安装了突起路标，和白天事故相比，夜间交通事故减少了22%。同期，俄亥俄州在187个事故多发路段(平面弯道、窄桥、叉路口和停车后准行区域)使用突起路标，针对这些地区安装前后发生的3320事故分析，总事故率下降了9%，伤害级事故下降了15%。20世纪90年代末，纽约州交通署在没有照明和乡村公路的事故高发路段使用突起路标，根据20处地点的研究，总事故减少7%，夜间交通事故减少了26%，雨夜事故减少了33%;另外，因引导缺陷(侧滑、冲出路面、迎头相撞等)导致的事故，减少了23%，夜间同类事故减少了39%。图1反光突起路标(2)在隧道侧墙安装线形诱导标:可清晰地勾勒侧墙的位置和隧道内的道路线形(见图2)，减少撞墙事故，改善隧道的安全性。安装反光轮廓标后，侧墙的反光率可达到560cd/lx/m2，高于国标要求的0.7。(3)在隧道内及出入口施画高亮度反光标线。普通的标线材料存在亮度衰减快，表面易污染、水下不反光的特点。高亮度的反光标线亮度高出普通标线的5～8倍，表面致密，易清洁，且能实现水下反光。可明显改善隧道事故第1、2、3、4、6、7个特点的安全性。①在隧道入口前200m加宽地面标线，设置视觉减速标线。改善隧道事故第4、7个特点的安全性(见图3)。②在隧道入口前200m设置振荡减速标线，改善隧道事故第2、4个特点的安全性。美国密歇根州在对振动标线技术跟踪1年后，得出结论，这种全天候震动标线可以提高标线和振动带的可视性6到20倍。密西西比州交通署在LARMAR县的双车道边线上安装了振动带，事故下降了25%(图4)。德克萨斯州交通研究院正在进行一项针对振动标线的研究，已经公布的结论，包括这种标线和同类型非振动标线相比，可以增加25英尺的识认距离，其主要原因是振动标线的结构可以让水更快流走。德克萨斯州交通署结论还包括，这种技术的安全投资效益比例根据边线的宽度不同，有2到221比1的效果。③在隧道入口前100设置渠化区，改善隧道事故第4、6个特点的安全性。④在隧道内及隧道前后设置实线的分道线，禁止超车，改善隧道事故第1、4、7个特点的安全性(见图5)。⑤在出口前100m至出口外100m增加减速标线。改善隧道事故第3、4个特点的安全性。(4)在洞口及洞外设置高亮度反光标志和荧光反光标志。荧光材料能够吸收不可见光转换为可见光，特别适合在黄昏、黎明、雾霾等视认条件不佳的情况。荧光色识别更及时，发现距离更远。透光反光材料的应用。①入口之前的预告标志，荧光黄绿或者荧光橙，前方1km进入隧道。②从进入上一收费站或休息区开始设置预告标志，提示检查车灯。③高速公路入口处提示检查灯光。④入口1km处设置检查刹车、灯光标志。⑤入口前设置隧道名称和长度的标志。⑥对禁止通行的交通设置3级预告，如超高车辆、危险品运输车辆等。⑦设置限高标志及预告标志。⑧门架式硬杆上设置限高标志。⑨设置严禁超速标志。⑩设置严禁逆行标志。瑏瑡设置严禁超车标志。瑏瑢设置严禁掉头标志。瑏瑣应急出口标志。瑏瑤隧道内按实际里程在洞壁上设置里程牌和百米牌。瑏瑥特长、长隧道与前方的互通立交相连接时，设置“前方2km出口”、“前方1km出口”、“前方500m出口”，采用内照明方式。(5)安装车速反馈仪，控制、提示车速，改善隧道事故第7个特点的安全性。美国得克萨斯州DELRIO市研究显示，安装移动车速显示仪后，超速穿过校区的车辆，从原来的81%降到了18%，减低了78%;休肆敦的经验发现，90%的司机在限速20英里的校区超速，使用固定车速显示仪后，降到了15%，有83%的改进;美国加利福尼亚州SANDIEGO市的警察局发现，使用移动显示仪，使限速20英里/小时的校区内，超速现象从77%减少到了20%，有74%的改进。京藏高速公路(G6)进京方向，潭峪沟隧道出口后的弯道和山羊洼隧道的入口处，安装了两台车速反馈仪，这种反馈仪使用了荧光黄绿钻石级(全棱镜结构)的反光膜做面板，内部动态数字部分也使图7检测结果用了粘贴有荧光黄绿钻石级反光材料的磁翻板技术，以改善白天和恶劣天气下的标识的显著性和夜间标志发现性，提高安全视距，内带流量和车速记录仪，图7揭示了安装这种车速反馈仪后，途经车辆车速变化情况，可以发现，降速效果非常明显。安装1个月后，超速车辆比例由81%下降为69%，超速50%以上的车辆比例由24%下降为0。

设计实例

在交通管理里经常提到的速度管理，主要就是对应安全视距的需要来讲的。速度不匹配安全视距的反应时间和距离，就是典型的“超速”，会造成极大的安全隐患。隧道事故就是因为这种“速度和安全视距不匹配”引发的。图8机动车紧急应变的时间与距离让驾驶人在前3s里节省视认时间，就能为后面的应变过程赢得更多的时间和空间———3s后的时间里所采取措施效果的影响因素太多，一般不是交通工程人员所能控制的过程。交通标志的提前设置，视认优化，都是这项工作的安全意义之所在。车辆穿越隧道时由于隧道内外环境的不同，驾驶员将会作出相应的调整，大致可以分为3个阶段:隧道前调整期、隧道中适应期和隧道末调整期。大型车和小型车的典型3阶段如图9所示。隧道前调整期。车辆在进入隧道前因隧道和公路其他路段构造的不同而会降低其运行速度，以便适应新的驾驶环境。速度降低的幅度基本上在7%～20%之间，相对于其他2个阶段，速度变化幅度比较剧烈。与此同时，驾驶者会因对隧道的恐惧感和灯光等因素的影响，将车辆的横向位置向路中心偏移，小型车辆的偏移幅度在0.5～1m的范围之内，大型车辆的偏移幅度在1m左右，偏移幅度是比较大的。总之，驾驶者在进入隧道前会根据隧道前视距、线形、隧道口情况和驾驶者对隧道的熟悉程度调整车辆的行驶速度和横向位置，以最为安全的方式进入隧道。法国的一项调查研究发现，视距不足再加上速度过快是隧道事故发生的主要原因，挪威的一项研究也表明，隧道入口前50m和出口100m附近区域是最危险的。隧道中适应期。由于在隧道入口段车辆已经完成了对隧道内部适应性的调整，进入隧道后基本会保持现有的车辆素的和横向位置，随着对隧道内部环境的逐步适应，驾驶者会逐渐提高车辆的运行速度，提高的幅度与隧道横断面的组成以及隧道长度有关。对于车辆的横向位置，由于在隧道内驾驶者的眼球转动角度较小，视野较窄，更喜欢距隧道墙(或步行道、防撞护栏)有一定距离，尤其是隧道内侧向净距距离小于毗邻隧道外公路的侧向净距时，驾驶员一般会保持在隧道前调整期中队车辆横向位置作出的调节，随着车速提高，横向偏移值会逐渐增大。但对于长隧道来说，由于驾驶者在隧道内行驶时间较长，对隧道内环境已充分适应，车辆的横向位置会向墙一侧靠拢，但车辆的中线仍然不会与车道中线重合，车辆仍偏向中间行驶，只是偏移的幅度有所减小。由于隧道内的环境给驾驶员造成一定的压力，使得驾驶员在隧道内注意力高度集中，格外遵守交通规则，驾驶随意性较小，速度相对较低，在一定程度上也提高了单一车辆在隧道内行驶的安全性。但车辆向内侧的横向偏移会使超车间距大为缩小，减低了车辆在超车过程中的安全性。隧道末调整期。随着车辆即将驶出隧道，面临隧道内外环境的转换，对于速度较高的小型车辆来说，车速的上升幅度减小。对于长度较短的隧道，车辆的横向偏移与进入隧道时保持一致。对于长隧道，横向偏移恢复到进入隧道时的情况。车辆在这3个阶段需要的安全视距是不同的，因而合理的设置交通标志，延长驾驶者发现前方路况的距离，从而延长驾驶者的应变时间，是提高隧道安全的关键所在。具体实例:北京市京承高速公路3期工程，在金鼎湖处设置了金鼎湖隧道，隧道长度为1125m，具体设计为:(1)隧道前对隧道(大型)进行500m、1km预告。(2)隧道前采用萤光反光膜进行隧道提示。(3)隧道前安装车速反馈仪。(4)隧道前进行限速标志和标线。(5)隧道前设置横向、纵向减速标线。(6)设置必要的反光突起路标。(7)隧道内设置必要的标志、标线等。

结语

本文针对隧道的节能和安全问题，提出了使用全天候反光标线、振荡标线、视觉减速标线、加宽标线、禁止超车标线、突起路标、立面标记、车速反馈仪、荧光反光交通标志、V型减速标线等系列方案，实践证明这些措施具有提高交通安全，减少事故，降低成本、节约资源的作用，对隧道交通安全设施设计也具有一定的借鉴意义。由于交通标志标线在使用过程中会沉积灰尘，从一定程度上影响了材料逆反射性能，为保证最好的使用效果，需经常清洗和养护。