山区公路高桥墩路桥过渡段行车安全及对策研究

Due to the particularity of mountainous roads in terrain, climate and environment, etc, it's High-pier bridge connection segment under this consideration could lead traffic safety greatly being influenced by the side effects of crosswind，centrifugal force，bridge head bump，different adhesion modulus values of road and bridge pavements and drivers' physiological and psychological reactions. All the above factors would turn connection segments into traffic accident block-points. Our study is based upon a mountain highway project in Hunan. The study explores the impact mechanism of crosswind on the traffic safety through numerical Simulation of wind speed field at the bridgehead and site experiments and analysis ;finds the variation of adhesion modulus values via triaxial accelerometer in different wet and slippery states ; and research driver's physiological and psychological reactions while drivers' view position changes or bridge bump aiming at analyzing the affect of human information on traffic safety by means of driving experiences. Our study mainly discusses the cause mechanism of accidents under multiple factors on bridge connection segment, then proposes road safety improvement measures from four aspects of people, vehicles, road and environment. All measures will be implemented in our project and be evaluated in applicability and effection . In a word，this research has great practical significance to reduce traffic accidents at connection sections.

山区公路高桥墩路桥过渡段由于其地形、气候、环境等的特殊性，导致行车安全受侧风、离心力、桥头跳车、路堤路面与桥面附着系数不一致和驾驶员生理心理反应等多因素不利影响，易成为交通事故的多发路段。本研究以某山区高速公路为依托工程，通过桥头处风速场的数值模拟方法研究和现场行车实验分析，探讨侧风的影响机理；通过三轴加速度仪间接测定路堤路面和桥面在不同湿滑状态下的附着系数，研究其变化规律；利用行车实验，研究路桥过渡段视点位置变化及桥头跳车时驾驶员的生理、心理反应，分析人体信息对行车安全的影响。重点解决路桥过渡段风速场的变化规律及其对行车安全的影响、雨雪和霜冻天气造成路面桥面湿滑导致的行车安全隐患；多因素共同作用下的路桥过渡段交通事故致因等关键问题，提出人、车、路、环境在安全隐患凸显的桥头处的改善措施，借助依托工程得以实施，对其适用性和效果进行评价，对减少路桥过渡段交通事故的发生有着重大的现实意义。

桥隧连接段是山区高速公路的事故多发路段。本研究选取侧风、路面摩擦系数、车速等典型影响因素，运用驾驶模拟器构建多因素致因下的驾驶模拟场景，通过仿真实验和现场实验验证，旨在研究不同因素对行车安全影响，并提出改善措施。. 利用流体动力学仿真软件建立了路堤及桥面的有限元模型，对风速场进行了仿真分析。高路堤由于阻风作用致使路面各点处的风速都在增强，对行车安全产生较大影响；相较于桥面上的双车并行，单车位于桥面迎风面行驶最不安全。通过现场实验实测，得到了旧沥青路面、水泥路面（拉毛和不拉毛）、积雪覆盖路面，新建高速公路沥青路面和水泥混凝土路面的摩擦系数值。采用简化的二自由度汽车模型，推导了汽车以一定的速度驶入侧风区时车辆动态响应，并以货车和轿车实例进行了计算和分析，研究结果表明：车辆气动中心、车辆速度和侧风风速对车辆的动态响应有者较大的影响，对货车的影响相对小汽车要大。通过驾驶模拟器，建立侧风环境下山区高速公路桥隧连接段模拟驾驶实验方案，提出舒适外侧净距和容忍极限外侧净距的概念，并确定了在特定风速条件下直线型桥隧连接段合理的隧道出入口横断面过渡形式。融合驾驶行为，研究侧风风速、风向与驾驶员对车辆操纵指标、生理心理指标之间的变化规律。突遇侧风初期方向盘转角波动幅度大、转向频率高，侧风风速越大、车速越高，方向盘转角波动越剧烈，幅度越大，不利于行车安全。同时，驾驶员眨眼频率明显下降，注视点快速跳至车辆一侧的车道线上并持续注视。当侧风风速≤60km/h时，驾驶员平均心率增长率低于6%，驾驶员的舒适程度较好；当侧风风速≥70km/h时，平均心率增长率均高于6%，开始造成紧张和压迫感；当侧风风速为80km/h时，平均心率增长率达到10%，驾车过程中紧张情绪将剧烈增加。