1、隧 道隧道进出口彩色沥青路面探析高 静 ， 高国栋 ， 李 俊( 长安大学公路学院 ， 西安 710064)摘 要 : 基于隧道进出口行车安全性能的考虑 ， 提出在隧道进出口处采用彩色沥青路面 ， 以提高隧道进出口路面的抗滑性能 ， 同时起到警示加减速的作用 。关键词 : 隧道进出口 ; 彩色沥青路面 ; 抗滑性 ; 警示性中图分类号 : U453. 1 文献标识码 : B 文章编号 : 1673 6052( 2011) 09 0052 03高速公路作为现代化的交通方式大大地促进了我国的经济发展 ， 近年来 ， 随着通车里程的增加 ， 高速公路的交通安全问题日益突出 。浙江省高速公路交警支队在
2、 1999 年的调查中 ， 发现隧道内的事故占事故总数的 73%， 2000 年 1 10 月份 ， 比例占 57%。2006 年福建福音高速公路三明段隧道的调查资料显示隧道事故占该路段总事故的 18%。通过对事故的调查发现 ， 高速公路的隧道特殊路段是事故发生的黑点段 。为了进一步确切了解隧道事故发生的集中段 ，浙江省高速公路交警支队对此进行了认真调查 ， 发现隧道内的事故既非均匀分布 ， 也并非随机分布 ， 而是集中在入口 200 400m 的路段 ， 比例达 70% 以上 ; 类似的冯店隧道 79 62 80km 的成都至南充方向的隧道出口 380m 范围内事故达 66 7%; 除此以外
3、 ， 在 1992 1996 年的时候 ， 国外的 Amundsen FH 和 Ranes G 对挪威 587 条公路隧道也进行了调查 ， 发现隧道出入口事故率是隧道内事故率的 2 3倍 。这些资料再一次向我们准确的表示了隧道进出口是隧道事故的集中路段 。1 隧道进出口事故原因分析通过对隧道进出口隧道事故的调查 ， 发现隧道进出口处容易发生追尾 、侧翻 、碰撞等交通事故 。基于隧道进出口的行车安全性能的考虑 ， 隧道进出口事故的主要原因有以下几个方面 :( 1) 隧道的出入口路段线型为弯道 、坡道路段 。公路工程技术标准 对隧道平面线形要求 “隧道洞口内外侧不小于 3s 设计速度行程长度范围内
4、的平纵线形应一致 ”， 但也只是说明应一致 ， 并未明确肯定线形的长度 ， 相关学者对此进行了探讨 ， 说明了3s 行程具有一定的极限性 ， 容易造成驾驶员的紧张心理 1。而在长大纵坡中 ， 坡度越大对行车越不利 ， 特别是在下坡路段 ， 一般情况下 ， 下坡路段的事故是上坡路段的 1 2 倍 。( 2) 隧道内外光线的巨大差异 。特别是在 ( 特 )长隧道 ， 隧道内外的光线变化很大 ， 如 “黑洞效应 ”、“白洞效应 ”的影响 ， 使得驾驶员的瞳孔面积与瞳孔面积变化速度发生了很大的变化 ， 给驾驶员造成了极大地紧张心理 。通过对视觉震荡变化的分析 2 4发现 ， 隧道的负荷从大到小排列为白
5、天进口 白天出口 白天中段 晚上出口 晚上进口 晚上中段 。( 3) 隧道内外车速的变化 。目前我国的高速公路隧 道 ， 其连接道的设计速度为 120km/h 或100km/h， 而到入口时 ， 其限制车速却为 80km/h 或60km/h。车速在较短距离内降低过大会造成较大的减速度 ， 对轮胎的附着系数要求较高 。但由于长期的刹车加速造成了隧道进出口的抗滑性能的降低 ， 因此附着系数较难满足较短距离的减速 。( 4) 隧道内外行车道的宽度不同 。尽管隧道内外行车道的宽度没有变化 ， 单行车道所在平面的宽度却不相同 ， 公路工程技术标准 规定了行车道两侧的宽度 ， 可了解到隧道外行车道两侧的宽
6、度比隧道内宽 100 275m 5。( 5) 隧道内外路面材料的不一致 。隧道外通常采用沥青路面 ， 由于沥青路面火灾后果的严重性 ， 隧道内通常采用水泥路面 。由于面层的两种工况 ， 面层材料的摩擦也不一致 ， 在车速不变 ， 路面干燥的条件下 ， 不同的工况下的面层对路面的影响不是很大 。但在雨 、雪 、冰的道路状况下 ， 道路内外的摩擦系数25 北 方 交 通 2011DOI:10.15996/ki.bfjt.2011.09.023将形成巨大的反差 ， 当车前后轮胎在不同的路面面层时 ， 车轮易发生旋转 。通过对隧道进口发生的事故原因的认真分析 ，我们可知 ， 驾驶员在靠近隧道进口之前较
7、少意识到前方隧道的存在 ， 当驾驶员意识到前方隧道的存在时 ， 在隧道进出口的地方容易采取较大的减速或加速 ， 而较大的减速与加速行为就需要路面具有较好的抗滑性能 。因此 ， 我们可知 ， 为了改善隧道进出口的安全性 ， 我们可通过改善道路的抗滑性 ， 除此以外 ， 我们也可增加隧道的警示性 。为了满足这两方面的特征 ， 隧道进出口处彩色沥青路面就是不错的选择 。2 彩色沥青路面研究背景国外彩色沥青路面的研究比较早 ， 在上世纪 50年代的时候 ， 欧美等国就开始对此进行了研究 ， 60年代 ， 前苏联道路科学研究所以及哈尔科夫公路学院也对彩色沥青路面铺设进行了研究 ， 并先后在莫斯科 、哈尔
8、科夫 、第比利斯等城市铺筑数万平方米的彩色沥青混凝土路面 ; 日本对彩色沥青混凝土铺面技术也进行了很多研究 ， 并得到了一定的应用 ， 如日本北九州市 199 号国道 ( 街道段 ) 靠边的两侧车道铺筑铁红色路面 、神户市中心长田楠日尾线中间车道铺成黄色的密级配彩色路面 。目前 ， 国外彩色沥青路面的技术已经比较成熟了 ， 应用范围也在不断地扩大 。我国从上世纪 80 年代开始研究彩色沥青路面 ，研究的方向和思路基本上和国外相同 ， 但还处于起步阶段 ， 在道路上应用尚少 。近年来 ， 作为一种新型的铺面技术 ， 为营造交通的时代气息 ， 彩色路面在公路和广场等场所得到越来越多的使用 。该类路
9、面不仅起到装饰路面的作用 ， 而且具有警示驾驶人员的作用 ， 从而保证了行车和行人的安全 。目前 ， 彩色沥青在我国已经进入实验推广阶段 ， 多个城市已尝试采用彩色沥青混凝土铺设城市道路 ， 如上海 、北京 、天津 、重庆 、成都 、沈阳和厦门等城市 。3 彩色沥青路面31 彩色沥青路面的定义所谓彩色沥青路面是指脱色沥青与各种石料 、色料和添加剂等材料在特定的环境和温度下混合拌和 ， 即可制成彩色的沥青混合料 ， 经过摊铺 、碾压而形成具有一定强度和路用性能的彩色沥青路面 。32 彩色沥青路面的种类及特点彩色沥青路面根据选用的材料和施工工艺不同 ， 可以分为 : 混合料中掺入彩色颜料 ; 使用
10、彩色集料与浅色沥青 ( 结合料 ) 混合 ; 使用亮色沥青铺装路面 ; 彩色沥青表面处治以及彩色水泥灌浆沥青混凝土路面等 。通常彩色沥青路面所使用的材料 、级配 、结构和工艺都与普通沥青路面大致相同 ， 其技术性能能够满足各种荷载与气候条件的要求 。作为道路面层使用时 ， 与普通沥青路面相比 ， 除具备较好的路用性能和减少噪音外 ， 由于其鲜艳的色彩变化 ， 可美化道路环境 、提高路面的亮度 、诱导交通 、缓解疲劳等特性 。在隧道进出口处采用彩色沥青路面 ， 可以提前警示驾驶人员前方是隧道 ， 注意减速 ; 配合了隧道进出口处的绿化环境 ; 提高了进出口处的亮度 ， 减少了隧道内外光线的较大差
11、异 ; 彩色沥青路面的特殊选材 ， 使得路面具有较好抗滑性能 。4 隧道进出口彩色沥青路面的适用性分析( 1) 这种彩色沥青路面与黑色沥青路面相比 ，其寿命 、抗水性 、抗裂性 、抗车辙性能等各项指标均一致 ， 且施工工艺与黑色道路沥青也一样 。所以试验 、施工 、操作容易实施 。( 2) 具有良好的路用性能 。在不同的温度和外部环境作用下其高温稳定性 、抗水损坏性及耐久性均非常好 ， 且不出现变形 、沥青膜剥落等现象 ， 与基层粘结性良好 。( 3) 彩色路面比普通沥青路面摩擦系数高 ， 有防滑作用 。在司机遇到紧急情况刹车时 ， 彩色路面可以防止车辆侧滑 。隧道进出口处对摩擦性要求很高 ，
12、 此特性对隧道进出口有利 。表 1、表 2、表 3 是实例中的一组调查数据 :表 1 不同路面的构造深度路面形式水泥混凝土( 刻槽 )SMA 13 AK 13彩色防滑路面宏观构造深度TD， mm079 120 090 200表 2 摩擦系数对比表路面形式水泥混凝土( 刻槽 )SMA 13 AK 13彩色防滑路面干燥 ， f 干 58 79 72 85水膜 05mm， f05 41 64 57 72水膜 1mm， f1 40 59 54 63水膜 15mm， f15 40 57 52 57水膜 2mm， f2 41 56 46 56水膜 25mm， f25 40 54 45 56水膜 3mm，
13、f3 39 53 44 54除此以外 ， 由于隧道外面通常都是采用沥青路面 ， 隧道内采用水泥混凝土路面 。如果在进出口处采用彩色沥青路面 ， 能够很好的与沿线的路面衔接 ，35第 9 期 高 静等 : 隧道进出口彩色沥青路面探析表 3 刹车距离对比表路面形式水泥路面干态 湿态 结果SMA 13 彩色防滑路面干态 湿态 结果 干态 湿态 结果1 106 1142 98 1253 97 1214 103 1295 105 126( 湿态 干态 )/干态 100%84 9885 9779 10291 10487 94( 湿态 干态 )/干态 100%81 8084 8770 9088 8885 8
14、3( 湿态 干态 )/干态 100%平均值 102 123 2058 85 99 1647 81 86 617( 实验用车 : 红岩 1120 型货车 ; 开始刹车时速 60km/h)减少洞口内外路面结构与材料不一致造成的抗滑值差异巨大的情况 ， 并提高隧道进出口的抗滑性 。( 4) 颜色的耐久性较好 。彩色沥青路面受到温度 、日照 、大气 、雨雪以及交通荷载等各种因素的影响 ， 色彩会逐渐暗淡 ， 其中温度 、大气 、紫外线辐射对色彩的耐久性影响最大 。在隧道进出口处 ， 为了改善光线 ， 通常在隧道进出口处设置遮阳棚 、减光格栅 、铺植草坪 、栽种常青高大乔木等方法 。光线改善的这些措施可
15、以为进出口的彩色沥青路面起到很好的屏蔽作用 ， 减少了温度 、大气 、紫外线辐射对彩色沥青路面的影响 ， 提高了彩色沥青路面在进出口处的耐久性 。( 5) 近年来我国对沥青路面的研究与应用越来越多 ， 在厦门 、广州 、长沙 、武汉 、宁波 、桂林 、烟台 、北京 、天津等 20 多个城市采用了彩色沥青路面 ， 其中上海市市政工程管理局根据经验总结于 2005 年出版了彩色沥青路面技术指南 。因此 ， 隧道进出口彩色沥青路面具有一定的技术指导和参考性 。( 6) 隧道进出口处采用彩色沥青路面具有经济性 、可实用性 。彩色沥青路面中 ， 红 、黄 、蓝的色彩比较鲜艳 ， 通过在不同的气候条件下对
16、几种颜色的光所需照度进行了分析 ， 发现红色彩色沥青路面的效果最佳 。红色沥青路面中通常由于氧化铁红颜料的造价比较低 ， 且是无机颜料 ， 所以通常选红色作为彩色沥青路面的首选 。目前 ， 老山隧道 、自在沟隧道 、庙岭子沟隧道 、南沟隧道 、赵沟隧道 、柳树湾隧道 、花园村隧道等在进口的地方都采用了一段彩色沥青路面 ， 且都是采用红色彩色沥青路面 。其中老山隧道的进口段采用了 30m 的红色彩色沥青路面 ， 其他隧道进口的彩色沥青路面均不长 。5 结论本论文通过对进出口事故的调查 ， 从隧道进出口的线形 、光线 、速度变化 、车道宽度 、摩擦系数变化等进行了分析 ， 提出了隧道进出口彩色沥青
17、路面可改善道路的抗滑性能与道路的警示性 。文中对隧道进出口采用彩色沥青路面的适用性进行了分析 ， 认为隧道进出口采用彩色沥青路面具有一定的推广意义 。参考文献 1 林宣财 公路隧道洞口平面线形设计有关问题的探讨 J 公路 ，2007( 3) : 22 27 2 郭雪斌 ， 崔显忠 ， 杜志刚 公路隧道进出口视觉负荷评价方法及应用 J 公路 ， 2008( 10) : 258 261 3 杜志刚 ， 潘晓东 ， 杨轸 ， 郭雪斌 高速公路隧道进出口视觉震荡与行车安全研究 J 中国公路学报 ， 2007， 20( 5) : 101 105 4 杨轸 ， 郭忠印 隧道进出口车速变化研究 J 上海公路
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19、at Tunnel Entrance and ExitAbstract In consideration of driving safety at tunnel entrance and exit， color asphalt pavement is proposed tobe used at tunnel entrance and exit， thus improving anti skid performance of pavement and meanwhile playing arole of caution of slowing downKey words Tunnel entrance and exit; Color asphalt pavement; Anti skid performance; Caution45 北 方 交 通 2011
