通道交通設施配置的研討
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作者：董凱單位：北京市市政工程設計研究總院
隧道交通安全設施設計
(1)反光突起路標:在隧道入口前100m開始到隧道出口100m的分道線和邊緣線安裝反光突起路標。(突起路標，俗稱道釘，在打開車燈的條件下能清晰地勾勒出車道分界線的輪廓)。設置在分道線的道釘能有效的減少車輛并線引起的事故，設置在兩側的道釘能夠有效減少側滑和撞墻的事故。如隧道洞內交通為雙向交通，建議設置2排平行的道釘。由于道釘設置在隧道內(見圖1)，除雪作業時不會被鏟掉，易于維護。使用突起道釘，提升標線高度，能直接減少跨線相撞事故。根據美國國家公路交通安全管理署統計，有90%的交通死亡事故發生在雙車道公路上。20世紀70年代末，美國佐治亞州交通局在662個平面彎道中心線上安裝了突起路標，和白天事故相比，夜間交通事故減少了22%。同期，俄亥俄州在187個事故多發路段(平面彎道、窄橋、叉路口和停車后準行區域)使用突起路標，針對這些地區安裝前后發生的3320事故分析，總事故率下降了9%，傷害級事故下降了15%。20世紀90年代末，紐約州交通署在沒有照明和鄉村公路的事故高發路段使用突起路標，根據20處地點的研究，總事故減少7%，夜間交通事故減少了26%，雨夜事故減少了33%;另外，因引導缺陷(側滑、沖出路面、迎頭相撞等)導致的事故，減少了23%，夜間同類事故減少了39%。圖1反光突起路標(2)在隧道側墻安裝線形誘導標:可清晰地勾勒側墻的位置和隧道內的道路線形(見圖2)，減少撞墻事故，改善隧道的安全性。安裝反光輪廓標后，側墻的反光率可達到560cd/lx/m2，高于國標要求的0.7。(3)在隧道內及出入口施畫高亮度反光標線。普通的標線材料存在亮度衰減快，表面易污染、水下不反光的特點。高亮度的反光標線亮度高出普通標線的5～8倍，表面致密，易清潔，且能實現水下反光。可明顯改善隧道事故第1、2、3、4、6、7個特點的安全性。①在隧道入口前200m加寬地面標線，設置視覺減速標線。改善隧道事故第4、7個特點的安全性(見圖3)。②在隧道入口前200m設置振蕩減速標線，改善隧道事故第2、4個特點的安全性。美國密歇根州在對振動標線技術跟蹤1年后，得出結論，這種全天候震動標線可以提高標線和振動帶的可視性6到20倍。密西西比州交通署在LARMAR縣的雙車道邊線上安裝了振動帶，事故下降了25%(圖4)。德克薩斯州交通研究院正在進行一項針對振動標線的研究，已經公布的結論，包括這種標線和同類型非振動標線相比，可以增加25英尺的識認距離，其主要原因是振動標線的結構可以讓水更快流走。德克薩斯州交通署結論還包括，這種技術的安全投資效益比例根據邊線的寬度不同，有2到221比1的效果。③在隧道入口前100設置渠化區，改善隧道事故第4、6個特點的安全性。④在隧道內及隧道前后設置實線的分道線，禁止超車，改善隧道事故第1、4、7個特點的安全性(見圖5)。⑤在出口前100m至出口外100m增加減速標線。改善隧道事故第3、4個特點的安全性。(4)在洞口及洞外設置高亮度反光標志和熒光反光標志。熒光材料能夠吸收不可見光轉換為可見光，特別適合在黃昏、黎明、霧霾等視認條件不佳的情況。熒光色識別更及時，發現距離更遠。透光反光材料的應用。①入口之前的預告標志，熒光黃綠或者熒光橙，前方1km進入隧道。②從進入上一收費站或休息區開始設置預告標志，提示檢查車燈。③高速公路入口處提示檢查燈光。④入口1km處設置檢查剎車、燈光標志。⑤入口前設置隧道名稱和長度的標志。⑥對禁止通行的交通設置3級預告，如超高車輛、危險品運輸車輛等。⑦設置限高標志及預告標志。⑧門架式硬桿上設置限高標志。⑨設置嚴禁超速標志。⑩設置嚴禁逆行標志。瑏瑡設置嚴禁超車標志。瑏瑢設置嚴禁掉頭標志。瑏瑣應急出口標志。瑏瑤隧道內按實際里程在洞壁上設置里程牌和百米牌。瑏瑥特長、長隧道與前方的互通立交相連接時，設置“前方2km出口”、“前方1km出口”、“前方500m出口”，采用內照明方式。(5)安裝車速反饋儀，控制、提示車速，改善隧道事故第7個特點的安全性。美國得克薩斯州DELRIO市研究顯示，安裝移動車速顯示儀后，超速穿過校區的車輛，從原來的81%降到了18%，減低了78%;休肆敦的經驗發現，90%的司機在限速20英里的校區超速，使用固定車速顯示儀后，降到了15%，有83%的改進;美國加利福尼亞州SANDIEGO市的警察局發現，使用移動顯示儀，使限速20英里/小時的校區內，超速現象從77%減少到了20%，有74%的改進。京藏高速公路(G6)進京方向，潭峪溝隧道出口后的彎道和山羊洼隧道的入口處，安裝了兩臺車速反饋儀，這種反饋儀使用了熒光黃綠鉆石級(全棱鏡結構)的反光膜做面板，內部動態數字部分也使圖7檢測結果用了粘貼有熒光黃綠鉆石級反光材料的磁翻板技術，以改善白天和惡劣天氣下的標識的顯著性和夜間標志發現性，提高安全視距，內帶流量和車速記錄儀，圖7揭示了安裝這種車速反饋儀后，途經車輛車速變化情況，可以發現，降速效果非常明顯。安裝1個月后，超速車輛比例由81%下降為69%，超速50%以上的車輛比例由24%下降為0。
設計實例
在交通管理里經常提到的速度管理，主要就是對應安全視距的需要來講的。速度不匹配安全視距的反應時間和距離，就是典型的“超速”，會造成極大的安全隱患。隧道事故就是因為這種“速度和安全視距不匹配”引發的。圖8機動車緊急應變的時間與距離讓駕駛人在前3s里節省視認時間，就能為后面的應變過程贏得更多的時間和空間———3s后的時間里所采取措施效果的影響因素太多，一般不是交通工程人員所能控制的過程。交通標志的提前設置，視認優化，都是這項工作的安全意義之所在。車輛穿越隧道時由于隧道內外環境的不同，駕駛員將會作出相應的調整，大致可以分為3個階段:隧道前調整期、隧道中適應期和隧道末調整期。大型車和小型車的典型3階段如圖9所示。隧道前調整期。車輛在進入隧道前因隧道和公路其他路段構造的不同而會降低其運行速度，以便適應新的駕駛環境。速度降低的幅度基本上在7%～20%之間，相對于其他2個階段，速度變化幅度比較劇烈。與此同時，駕駛者會因對隧道的恐懼感和燈光等因素的影響，將車輛的橫向位置向路中心偏移，小型車輛的偏移幅度在0.5～1m的范圍之內，大型車輛的偏移幅度在1m左右，偏移幅度是比較大的。總之，駕駛者在進入隧道前會根據隧道前視距、線形、隧道口情況和駕駛者對隧道的熟悉程度調整車輛的行駛速度和橫向位置，以最為安全的方式進入隧道。法國的一項調查研究發現，視距不足再加上速度過快是隧道事故發生的主要原因，挪威的一項研究也表明，隧道入口前50m和出口100m附近區域是最危險的。隧道中適應期。由于在隧道入口段車輛已經完成了對隧道內部適應性的調整，進入隧道后基本會保持現有的車輛素的和橫向位置，隨著對隧道內部環境的逐步適應，駕駛者會逐漸提高車輛的運行速度，提高的幅度與隧道橫斷面的組成以及隧道長度有關。對于車輛的橫向位置，由于在隧道內駕駛者的眼球轉動角度較小，視野較窄，更喜歡距隧道墻(或步行道、防撞護欄)有一定距離，尤其是隧道內側向凈距距離小于毗鄰隧道外公路的側向凈距時，駕駛員一般會保持在隧道前調整期中隊車輛橫向位置作出的調節，隨著車速提高，橫向偏移值會逐漸增大。但對于長隧道來說，由于駕駛者在隧道內行駛時間較長，對隧道內環境已充分適應，車輛的橫向位置會向墻一側靠攏，但車輛的中線仍然不會與車道中線重合，車輛仍偏向中間行駛，只是偏移的幅度有所減小。由于隧道內的環境給駕駛員造成一定的壓力，使得駕駛員在隧道內注意力高度集中，格外遵守交通規則，駕駛隨意性較小，速度相對較低，在一定程度上也提高了單一車輛在隧道內行駛的安全性。但車輛向內側的橫向偏移會使超車間距大為縮小，減低了車輛在超車過程中的安全性。隧道末調整期。隨著車輛即將駛出隧道，面臨隧道內外環境的轉換，對于速度較高的小型車輛來說，車速的上升幅度減小。對于長度較短的隧道，車輛的橫向偏移與進入隧道時保持一致。對于長隧道，橫向偏移恢復到進入隧道時的情況。車輛在這3個階段需要的安全視距是不同的，因而合理的設置交通標志，延長駕駛者發現前方路況的距離，從而延長駕駛者的應變時間，是提高隧道安全的關鍵所在。具體實例:北京市京承高速公路3期工程，在金鼎湖處設置了金鼎湖隧道，隧道長度為1125m，具體設計為:(1)隧道前對隧道(大型)進行500m、1km預告。(2)隧道前采用螢光反光膜進行隧道提示。(3)隧道前安裝車速反饋儀。(4)隧道前進行限速標志和標線。(5)隧道前設置橫向、縱向減速標線。(6)設置必要的反光突起路標。(7)隧道內設置必要的標志、標線等。
結語
本文針對隧道的節能和安全問題，提出了使用全天候反光標線、振蕩標線、視覺減速標線、加寬標線、禁止超車標線、突起路標、立面標記、車速反饋儀、熒光反光交通標志、V型減速標線等系列方案，實踐證明這些措施具有提高交通安全，減少事故，降低成本、節約資源的作用，對隧道交通安全設施設計也具有一定的借鑒意義。由于交通標志標線在使用過程中會沉積灰塵，從一定程度上影響了材料逆反射性能，為保證最好的使用效果，需經常清洗和養護。
