城市地下道路出入口交通安全影响因素及改善措施

城市地下道路出入口交通安全影响因素及改善措施

马宁

(中铁第六勘察设计院集团有限公司，天津300130)

摘要：城市地下道路工程在出入口处行车环境较为复杂，易引起安全事故。文章根据地下道路空间位置的特殊性，对

地下道路出入口交通安全影响因素进行了分析，并提出了对影响安全因素的改善方法，对地下道路行车环境的改善具有 积极作用。

关键词：地下道路：交通安全影响因素；“黑洞效应”“白洞效应”；频闪效应；眩光：改善措施中图分类号：U491 文献标志码：A 文章编号：2096-27 (2019) 19-0249-02

随着我国城市化的发展，交通拥堵成为城市发展的 普遍问题。地下道路的建设大幅增加，而目前国内可供 参考的建设标准及规范还不够完善，设计者多参考公路 相关规范，但公路隧道与城市地下道路所处地理环境及 形式差别较大，特别是出入口段是事故多发区。虽规范 中对洞口段的平、纵断面、照明等作了一些要求，但针 对城市地下道路的特点，出入口段交通安全的影响因素 及改善措施仍需作进一步分析。

出入口交通安全影响因素

城市地下道路，其空间位置具有特殊性，在道路通 行环境方面与其他形式的道路存在较大不同，同时驾驶 人的行为特性和交通运行特征也存在较大不同，主要影 响因素为出入口内外的行车环境差异和亮度的变化，会 引起驾驶人的视觉障碍，而城市地下道路的出入口大多 设置在上下坡段，纵坡值较大，这些因素使出入口段成 为事故多发地段，主要表现为追尾事故。1.1出入口段的平、纵断面指标

驾驶人在出入口引起视觉功能的降低和反应时间的 延迟，要求出入口内外线形应在一定距离内保持一致， 自然诱导视线，避免出现突变，引起交通事故，而如何 设计出入口内外的线形一致，规范中并没有明确说明， 需进一步研究。1.2路面结构

地下道路出入口段纵坡值较大，雨雪天气情况下对 路面的抗滑、耐磨、排水性能要求更高，抗滑及耐磨性 能差及排水不畅易在轮胎与路面结构之间形成水膜，致 使轮胎附着力下降，车辆行驶安全性降低，容易出现车 辆侧滑、溜车的情况发生。且路面是驾驶过程中进入视 野范围内面积最大的景观要素，不同路面结构的反射率 差异较大，对出入口内外的亮度影响也较大，选用不当 会加重“黑、白洞效应”，影响行车安全。1.3出入口 “黑洞效应” “白洞效应”

“黑洞”和“白洞”效应是指白天特别是光照比较 强的情况下，出入口内外的照度差较大，驾驶员需要一 定的时间才能适应地道内的环境，出口时同样经过一段时 间适应明暗变化。根据人的视觉适应特征：暗适应比明适 应时间较长，“黑洞”比“白洞”效应所引起的危害更大。 基于此，在设计时应合理考虑地道内各段的亮度值的过 渡，特别是地下道路的洞外接近段和入口段的过渡，洞作者简介：马宁（1982—），男，工程师，研究方向：总体 方案及道路工程设计。1

外亮度越高，要求入口段的照明设计值越高（见图1)。

............................度

1.4照明频闪效应

车辆行驶在地下道路内，特别是洞口的入口段与渐 变段，洞内的照明灯具设置的间距不当，使驾驶人眼睛 不断受到忽明忽暗的刺激，产生“频闪效应”，驾驶人 产生焦虑、紧张、视觉错误等影响行车安全。1.5眩光

眩光会延长人体对物体的辨认时间，甚至导致驾驶 人的暂时性失明，诱发交通事故。城市地下道路眩光主 要为洞外进出车辆会车眩光及洞内照明环境下的眩光， 洞外进出车辆会车眩光主要是因夜间对向行驶在隧道 敞口段较大纵坡上的车辆，车辆的灯光角度不同使对向 车辆驾驶人受到眩光影响。洞内眩光主要是驾驶员的视 线与洞内人工照明光源入射到驾驶人眼睛的光线相交角 度，若角度小于某一特定值时，容易对驾驶人员产生眩 光影响，不同的灯具布置形式其相交角度要求不同。2 改善措施

2.1洞口段的平、纵断面指标的选用

规范中要求“3s行程的线形一致性，条件困难时， 在洞内外设置线形诱导和光过渡等措施”，但规范条文 解释不够清晰，设计中有不同的理解和执行方式，城市 地下道路建设环境复杂，往往洞口线形要最大限度顺应 地形、还需与周边复杂的环境相协调。这种条件下，规 范条文可理解为洞内外线形要连续，均匀过渡，指标相 差不大避免突变。设计时避免不连续的线形组合，洞口 设置在缓和曲线上时，选择平缓的曲线渐变率，这样既可 以保证洞口行车安全，又使设计方案从可实施性、造价成 本等方面更合理，具体可参照杨轸等提出的基于车辆运动 轨迹偏差方法判别洞内外线形一致性的评价方法。2.2路面结构类型的选用

城市地下道路路面材料常选用沥青混凝土，研宄仅

.250.

I发展与创新丨

Development and Innovation

! 2019 年第

对沥青混凝土结构进行说明：用。而洞门周边建筑物、绿化植被、地道装修等可假定

(1) 沥青混凝土路面的抗滑性能：首先从沥青混 为均匀漫反射的垂直表面，这些因素的表面照度水平反 凝土混合料（碎石/砾石、砂、矿粉和沥青）对路面抗 应表面亮度水平，两者之间存在正比关系，而垂直面照 滑性能的影响进行分析，碎石/砾石的硬度、耐磨性及 度取决于具体项目所在地的太阳高度角和方位角，再结

合不同物体颜色反射特征确定接近段亮度：在同等太阳 磨光值对沥青混凝土路面的抗滑性能影响较大，硬度低， 耐磨性较差的混合料经过运营后的碾压和磨耗后，面层 高度角和方位角条件下，根据物体颜色亮度特征，无彩

表面很快就会被磨光，路面的抗滑性能将急剧下降，在 色类中白色亮度最高，黑色亮度最低，黑白色之间为不 选择材料时应对其硬度和耐磨性做出要求，选择磨光值 同级别的灰色。有彩色类中，黄色亮度最高，紫色亮度 不同的材料掺配，可获得长期微观粗糙表面。另外材料 最低。从减小洞内外的亮度差角度来讲，接近段的周边 的酸碱性对沥青的粘合作用也有较大影响，碱性的材料 建筑物、绿化植被、地道装修等尽量选择亮度较低的颜 与沥青的粘合作用较好，可形成结构沥青，在高温状态 色，尽量避免选择高亮的颜色，除此之外，有研究表明：

洞口四个朝向照度差异明显，其中北向最小，东向、南 下较为稳定，沥青不易溢出路面表面，能保证面层的抗

滑性能。其次地下道路进出口段可选择采用大孔隙透水 向接近，西向最大。基于此，考虑洞内外照度差时应根 沥青混凝土，避免降水后在路面表层形成径流，并加强 据这一特点分别研究。

2.4照明“频闪效应”路面的横向、纵向排水，可通过横向排水管、横截沟、

纵向排水沟等将水尽快排出。频闪的发生一般是灯具间距布置不合理，使司机因

(2) 沥青混凝土反射率：针对进出口段亮度差异 不断受到明暗变化的刺激而产生不适感，闪烁频率由 大的特点，接近段选择铺设深暗色路面或彩色复合路面 Z=V/S计算：Z为闪烁频率（Hz); V为交通速度（m/s);以降低隧道洞外亮度，有助于实现隧道洞口内外亮度的 S为灯具间距（m)。《隧道照明设计规范》灯具布置 平滑过渡，地下道路内应提高路面的反射率，选用光反 应满足闪烁频率低于2.5Hz或高于丨5Hz。在2.5〜15Hz

闪烁频率区间范围内注意避开布设灯具，地下道路各照 射率较大的材料及结构。

2.3出入口“黑洞效应”“白洞效应”改善措施

根据暗适应比明适应时间长、入口段照明值取决于

洞外接近段亮度这些特点，在洞外接近段设置减光设施 以减小洞内外亮度差、接近段亮度受哪些因素影响等问 题显得尤为重要。具体为洞外接近段的减光设施设置形式 及长度、如何控制洞外环境的亮度等需要进一步分析：结 合国内工程案例，城市地下道路洞口的减光方式大概可分 为两类，一是设置减光建筑物，二是调整洞外接近段亮度。

减光建筑物是利用建筑物的遮阳或遮光作用，降低 洞口接近段的亮度，形式多采用减光棚、减光格栅：减 光棚为封闭式，顶部覆盖有透明度不同的材料；减光格 栅为敞开式，顶部为镂空。这两种形式除具有减光作用 外，还可以选用艺术造型增强洞口的景观效果，也可以 缓解驾驶员进入隧道的紧张心理及压抑感，提高交通运 营的安全性和舒适性，同时也可以降低入口段的照明亮 度起到节能作用。但是，目前关于城市地下道路减光棚、 减光格栅的设置长度研宄尚不明确，李英涛等利用眼动 仪，在基于日光眩光条件下隧道出入口处驾驶员视力恢 复时间，建立了减光设施的合理长度计算模型。该模型 的参数主要为洞内外亮度、照度、出入口的视力恢复时 间等，而洞内外亮度、照度等主要依据每个项目特点和 减光设施的效果及所处地理位置的太阳高度角及方位 角，很难给出统一的长度设置标准，设计时可根据项目 设计特点参考该模型进行验算。

洞外接近段亮度指接近段（洞口外的安全停车视 距），一定视线范围内各种物体表面亮度及其他因素综 合反馈的视觉适应亮度。城市地下道路接近段视线范围 内可能出现的环境因素：太阳光、天空、路面、洞门、 建筑物、绿化、广告牌、装修材质等，同时洞口朝向、 景观设计、构筑物等差异也是影响洞外接近段亮度的因 素。其中太阳光、天空等自发光、路面水平表面和洞门 这些亮度取值，孙春红做过较为全面的研宄，CIE(国际 照明委员会）也有相应推荐值：广告牌为高反射、高定 向材质，会大幅度提高洞外亮度，洞门处一般不建议采

明段应根据闪烁频率计算布灯间距，避免或减小频闪效 应的影响。

2.5

“眩光现象”改善措施

洞外进出车辆会车眩光：主要问题存在于地下道路 敞口段，相对处理较为简单，可在对向行车道中间设置 防撞护栏并设置防眩板等措施，减小眩光影响。洞内照 明环境下的眩光可对选择的洞内布灯方式，进行眩光仿 真分析，确定容易产生眩光的相交角度，尽量减少眩光 产生范围角度内光线的数量，也可以将原有处于眩光产 生范围角度内的照明光线通过角度变化，转化成为无眩 光作用的照明光线。3 结束语

(1)道路平、纵断面利用车辆运动轨迹偏差的方 法判别线形的一致性，自然诱导视线，避免突变带来的 不安全因素。（2)路面结构从长期的抗滑性及反射率 等方面，提高行车的安全性和减小出入口内外的亮度差。(3)合理设置减光设施和调整洞外接近段亮度，改善“黑 洞、白洞效应”不利影响。（4)合理布置灯具，避开 不利的闪烁频率区间，减小频闪效应的影响。（5)洞 外会车眩光设置防眩板，洞内照明眩光可通过仿真分析， 调整照明光线角度转化为无眩光作用的光线。

通过以上对影响安全因素的改善方法及措施，对地 下道路行车环境的改善起到积极作用。参考文献：

[1] 李英涛，程国柱.公路隧道出入口减光格柵段合理长度研

究[J].公路工程,2009, 34(5): 13-15.

[2] 张停.辐射-照度转化法确定隧道洞外景物亮度的研究[D].

重庆：重庆大学，2016.

[3] 项立榕.公路隧道照明应避开的“频闪”区间[J].福建建

筑，2014 (7) : 50-52.

[4] 俞明健.城市地下道路设计理论与实践[M].北京：中国建

筑工业出版社，2014.