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摘要：平均纵坡指标是衡量一段高速公路安全、经济之间是否协调的重要尺度。本文就设计速度为60km/h、80km/h山区高速公路的安全性评价和平均纵坡展开研究，建立了基于平均纵坡的山区高速公路安全性评价标准，可应用于山区高速公路安全性的快速评估。
关键词：平均纵坡 安全性 评估
1. 引言
针对我国道路交通事故，目前规范中明确规定了各项极限指标及各项指标的组合情况，但这些规定仅仅停留在对事故黑点的控制上。关于运行速度的协调性检验，《公路项目安全性评价指南》是目前较为完善的评价方法。但是提供的模型及表格比较复杂，需要与相关的软件一起使用。比较之下，在完全执行《公路路线设计规范》的前提下，平均纵坡能简单、快捷地评估公路项目的安全性[1] [2] [4] [3]。本文通过分析相关事故高发路段的平均纵坡指标，提出拟基于平均纵坡理念的长大下坡路段安全评价简易方法。
2. 平均纵坡对道路事故率的影响
现实设计过程中，在不违反规范的前提下，纵坡设计指标多处均取纵坡极限值（如表1所示），导致相关路段事故频发，严重影响行车安全。
3. 平均纵坡与道路安全之间的关系
3.1下坡时平均纵坡对道路行车安全的影响
设置避险车道是改善连续长大下坡路段交通安全状况的有效措施，是否需要设置避险车道，取决于车辆制动器温度及车辆下坡时的可控制情况。根据相关研究，目前常用的制动器温度模型主要有合肥工业大学张建军等建立的制动器温度与下坡坡度、车辆下坡速度和距坡顶距离关系的数学模型①以及同济大学道路与交通工程教育部重点实验室对美国GSRS中制动鼓温度预测模型的修正公式②[7] [8] [9]。对比分析模型①和模型②发现，在下坡行驶安全及安全保障设计指标中，平均纵坡的大小是其重要影响因素，且当平均纵坡在3%～3.5%之间时距坡顶6km距离处为事故多发地的重要分水岭。
3.2平均纵坡与道路行车安全统计分析
根据我国京藏高速公路八达岭段K60～K50段、G209运三高速公路K22～K12段、石太高速公路K378～K367和K337～K334段、漳龙高速公路K88～K73段实际运行状况，分析这些高速公路的相关资料，仅从制动器的温度模型来看，其在平均纵坡下所行驶的下坡距离均超出制动毂温度极限所能承受的路程，发生安全事故也便是不言而喻的了，表2和表3为这些路段平均纵坡与道路安全事故相关影响分析。
从以上的事故分析可以得出连续下坡路段有以下事故特征：①长大下坡路段首发事故黑点频发区一般在距坡顶距离6km区域，同时二次事故黑点多距首发事故黑点距离在2～3km左右。②事故多发区段平均纵坡值多大于3.5%，且事故多发区段特征长度一般为3km左右。③间隔设立小坡度缓坡能延长首发事故黑点的发生距离。
基于以上分析得出如图1所示平均纵坡与首发事故黑点距坡顶距离关系模型。
图1 平均纵坡与首发事故黑点距坡顶距离关系示意图
将该简易模型与已有制动器温度模型进行对比可知，该模型所得结果与其他模型相近，由于计算过程简单，故该模型可快速评价路段安全状况。
4. 平均纵坡安全评价建议控制值
结合以上分析，同时根据《公路路线设计规范》（JTG D20—2006）纵坡设计的要求，得出基于平均纵坡理念的长大下坡路段安全评价简易方法，如表4所示。
5. 实例应用
国内某四车道高速公路设计速度为60km/h，路线总长近80公里，当时采用的标准规范为《公路路线设计规范》（JTJ 011-94）。路段内K36+540（设计高程816.44米）～K27+510（设计高程401.9米）平均纵坡4.59%。由上所做平均纵坡安全控制指标分析可知，该路段长9.03km，平均纵坡远大于3%，可知该路段必然会频发车辆制动器失效事故。同时由安全控制指标可知该高速公路事故黑域应集中在距坡顶6～9km区段，从该高速公路在试运营过程中的交通事故统计资料可知，2007年10月底至2008年6月该段高速公路共发生交通事故102起，事故发生地点确实主要集中在该区域。相应事故空间分布如图2所示。
图2 事故的里程分布
6. 结语
根据基于平均纵坡的安全性快速评估，在规划、设计阶段，可以迅速找出方案的不安全因素，修改设计，提高公路的安全水平，减少事故、降低事故严重度，减少消除隐患的工程改造投入。此方法不仅可以补充和发展现行有关规范的相关技术内容，完善公路设计、运营中的公路评价，改进技术设计和治理环节，而且可以为各种条件下公路交通安全评价提供参考，使之更加经济、合理、可行和可靠。■
参考文献
[1]新理念公路设计指南[S]，人民交通出版社，2005.
[2]JTG B01—2003，公路工程技術标准[S]，人民交通出版社，2003.
[3]JTG D20—2006，公路路线设计规范[S]，人民交通出版社，2006.
[4]JTG/TB05—2004，公路项目安全性评价指南[S]，人民交通出版社，2004.
[5]A Policy on Geometric Design of Highways and Streets[M]，American Association of State Highway and Transportation Officials，2004.
[6]Flexibility in Highway Design[M]，The Federal Highway Administration（FHWA），in cooperation with the American Association of State Highway and Transportation Officials（AASHTO），1997.
[7]郭忠印，方守恩.道路安全工程[M]，人民交通出版社，2003
[8]张建军.连续长大下坡路段避险车道设置原则研究[学位论文].合肥.合肥工业大学.2005
[9]苏波，方守恩，王俊骅.基于大货车制动性能的山区高速公路坡度坡长限制研究[J]，重庆交通大学学报（自然科学版），2009（4）
[10]赵磊.山区公路运行速度协调性评价方法研究[D].成都.西南交通大学.2010
[11]庄凌云。平均纵坡在山区高速公路安全性评价中的应用[J]，公路交通科技（应用技术版）。2011（8）
作者简介：林煌，男，1984.7，广州市市政职业学校，研究生，助讲，道路安全研究。
关键词：平均纵坡 安全性 评估
1. 引言
针对我国道路交通事故，目前规范中明确规定了各项极限指标及各项指标的组合情况，但这些规定仅仅停留在对事故黑点的控制上。关于运行速度的协调性检验，《公路项目安全性评价指南》是目前较为完善的评价方法。但是提供的模型及表格比较复杂，需要与相关的软件一起使用。比较之下，在完全执行《公路路线设计规范》的前提下，平均纵坡能简单、快捷地评估公路项目的安全性[1] [2] [4] [3]。本文通过分析相关事故高发路段的平均纵坡指标，提出拟基于平均纵坡理念的长大下坡路段安全评价简易方法。
2. 平均纵坡对道路事故率的影响
现实设计过程中，在不违反规范的前提下，纵坡设计指标多处均取纵坡极限值（如表1所示），导致相关路段事故频发，严重影响行车安全。
3. 平均纵坡与道路安全之间的关系
3.1下坡时平均纵坡对道路行车安全的影响
设置避险车道是改善连续长大下坡路段交通安全状况的有效措施，是否需要设置避险车道，取决于车辆制动器温度及车辆下坡时的可控制情况。根据相关研究，目前常用的制动器温度模型主要有合肥工业大学张建军等建立的制动器温度与下坡坡度、车辆下坡速度和距坡顶距离关系的数学模型①以及同济大学道路与交通工程教育部重点实验室对美国GSRS中制动鼓温度预测模型的修正公式②[7] [8] [9]。对比分析模型①和模型②发现，在下坡行驶安全及安全保障设计指标中，平均纵坡的大小是其重要影响因素，且当平均纵坡在3%～3.5%之间时距坡顶6km距离处为事故多发地的重要分水岭。
3.2平均纵坡与道路行车安全统计分析
根据我国京藏高速公路八达岭段K60～K50段、G209运三高速公路K22～K12段、石太高速公路K378～K367和K337～K334段、漳龙高速公路K88～K73段实际运行状况，分析这些高速公路的相关资料，仅从制动器的温度模型来看，其在平均纵坡下所行驶的下坡距离均超出制动毂温度极限所能承受的路程，发生安全事故也便是不言而喻的了，表2和表3为这些路段平均纵坡与道路安全事故相关影响分析。
从以上的事故分析可以得出连续下坡路段有以下事故特征：①长大下坡路段首发事故黑点频发区一般在距坡顶距离6km区域，同时二次事故黑点多距首发事故黑点距离在2～3km左右。②事故多发区段平均纵坡值多大于3.5%，且事故多发区段特征长度一般为3km左右。③间隔设立小坡度缓坡能延长首发事故黑点的发生距离。
基于以上分析得出如图1所示平均纵坡与首发事故黑点距坡顶距离关系模型。
图1 平均纵坡与首发事故黑点距坡顶距离关系示意图
将该简易模型与已有制动器温度模型进行对比可知，该模型所得结果与其他模型相近，由于计算过程简单，故该模型可快速评价路段安全状况。
4. 平均纵坡安全评价建议控制值
结合以上分析，同时根据《公路路线设计规范》（JTG D20—2006）纵坡设计的要求，得出基于平均纵坡理念的长大下坡路段安全评价简易方法，如表4所示。
5. 实例应用
国内某四车道高速公路设计速度为60km/h，路线总长近80公里，当时采用的标准规范为《公路路线设计规范》（JTJ 011-94）。路段内K36+540（设计高程816.44米）～K27+510（设计高程401.9米）平均纵坡4.59%。由上所做平均纵坡安全控制指标分析可知，该路段长9.03km，平均纵坡远大于3%，可知该路段必然会频发车辆制动器失效事故。同时由安全控制指标可知该高速公路事故黑域应集中在距坡顶6～9km区段，从该高速公路在试运营过程中的交通事故统计资料可知，2007年10月底至2008年6月该段高速公路共发生交通事故102起，事故发生地点确实主要集中在该区域。相应事故空间分布如图2所示。
图2 事故的里程分布
6. 结语
根据基于平均纵坡的安全性快速评估，在规划、设计阶段，可以迅速找出方案的不安全因素，修改设计，提高公路的安全水平，减少事故、降低事故严重度，减少消除隐患的工程改造投入。此方法不仅可以补充和发展现行有关规范的相关技术内容，完善公路设计、运营中的公路评价，改进技术设计和治理环节，而且可以为各种条件下公路交通安全评价提供参考，使之更加经济、合理、可行和可靠。■
参考文献
[1]新理念公路设计指南[S]，人民交通出版社，2005.
[2]JTG B01—2003，公路工程技術标准[S]，人民交通出版社，2003.
[3]JTG D20—2006，公路路线设计规范[S]，人民交通出版社，2006.
[4]JTG/TB05—2004，公路项目安全性评价指南[S]，人民交通出版社，2004.
[5]A Policy on Geometric Design of Highways and Streets[M]，American Association of State Highway and Transportation Officials，2004.
[6]Flexibility in Highway Design[M]，The Federal Highway Administration（FHWA），in cooperation with the American Association of State Highway and Transportation Officials（AASHTO），1997.
[7]郭忠印，方守恩.道路安全工程[M]，人民交通出版社，2003
[8]张建军.连续长大下坡路段避险车道设置原则研究[学位论文].合肥.合肥工业大学.2005
[9]苏波，方守恩，王俊骅.基于大货车制动性能的山区高速公路坡度坡长限制研究[J]，重庆交通大学学报（自然科学版），2009（4）
[10]赵磊.山区公路运行速度协调性评价方法研究[D].成都.西南交通大学.2010
[11]庄凌云。平均纵坡在山区高速公路安全性评价中的应用[J]，公路交通科技（应用技术版）。2011（8）
作者简介：林煌，男，1984.7，广州市市政职业学校，研究生，助讲，道路安全研究。