全力拆解屯門公路炒車之謎 「拓海彎」炒車全因一個元素?
在屯門公路近汀九橋位置,有一個人稱「拓海彎」的轉彎路段, 一直都令駕駛者聞風喪膽,因為那裏不時發生小型交通意外,或跣軚,或碰 撞,是屯門公路常常出現塞車情況的主因之一。有網民稱,每逢趕時間,此處 必定會有交通意外導致擠塞,無論駕駛人士還是巴士上的乘客,都會異口同聲地暗暗咒罵罪魁禍首:「條友識唔識揸車?」然而,令小編好奇的是,問題是否百分百出在駕駛者的身上?道路設計者又有沒有責任?
車輛過彎向心力淺談
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熟讀中學物理的讀者,大多會聯想到:「轉彎失事,這不就是向心力不足的問題嗎?」這個答案屬部分正確,不過在討論向心力是否炒車的主因之前,容許小編向不諳物理的讀者解釋一下向心力的問題。
按照圓周運動的理論,當任何物件在圓形軌道上進行運動時(車輛轉彎之際,那個彎其實就是圓形軌道的一部分),都必定有一股力量作用於它身上,向彎位的圓心位置推/拉住該物件,帶領物件完成轉彎的過程。該力便是所謂的向心力,而向心力則會和物件的速度和圓周互相影響。
值得一提的是,向心力並不是一種實際的「力」,而是一個代名詞,任何一種驅使物件進行圓形軌道運動的力(如拉力、磁力、摩擦力甚至重力),都可稱為向心力。
例子1 當太空船圍繞着地球轉動,重力(即地心吸力)便會成為這個情況之下的向心力。
例子2 當你玩搖搖的時候,拉着搖搖轉圈,繩中的拉力便成為向心力。
高速公路設計 101
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回到路面上駕車轉彎的情況,車軚和路面之間的摩擦力會成為車輛的向心力,再加上轉彎的圓周比較短,所以司機在轉彎之前一般都會收油,以防摩擦力不足導致跣軚(過彎時速度愈高,所需的向心力便愈大,由於車軚摩擦力是固定的,所以唯有靠減速來維持足夠的向心力)。至於收多些還是少些油,一般取決於彎位的圓周(圓周愈短,彎位愈「窄」;相反則稱為「闊」)、車輛(尤其是車軚)的質量和司機經驗,不過發生在高速公路時則會是另一種情況。
高速公路的「法定」最高駕駛速度比一般路面高,試想,如果單憑輪軚的摩擦力進行高速過彎,其實相當危險,因每輛車的設計、每條車軚的質量都有分別,甚至同一品牌同一款車軚因使用時間不一,都會令轉彎時的抓地能力出現差別。因此如想保證交通安全,也須從路面設計着手 —— 其實轉彎路段並非平坦,而是外彎高於內彎(見下圖),即如同賽車場般向內傾斜。這種路面設計不是為了滿足駕駛者的競速慾望,而是對車輛轉彎安全有實際幫助。
當一件物件安放在一個平面之上,物件的重量會施加在平面上,牛頓第三定律表明,平面會向物件拖加一個相反方向(向上)的力,這樣一來,向下與向上的力會互相抵消,令物件保持在平面上。車輛亦不例外,在平坦的路面上會向路面施加重量,路面則會有反作用力施加向車輛。上述反作用力必定是垂直於平面,惟在斜面上情況便不一樣,這時反作用力的方向並非垂直向天,而是跟左右傾斜的。利用此一特性,部分反作用力便會充當向心力,令車輛能夠不純粹倚賴摩擦力,同時可透過增加或減少路面的傾斜度,使車輛能以更高或更慢的速度過彎。

意外揭示屯門公路「拓海彎」另一元兇
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早在 2020 年時,有線新聞節目《新聞刺針》曾報導過「拓海彎」問題,當時該地段連續三個月內發生十多宗交通意外,全部情節幾乎一樣:輕型車輛(如私家車、輕型客貨車等)過彎之際,突然失控並在路中心打「白鴿轉」,最後撞向其他車輛或路壆。當時節目解釋,「拓海彎」礙於地形和走線限制,前後有兩個彎位,先向右轉再向左轉。因兩個彎位之間路面的斜角並未達到理想的斜角,結果是在內線的車輛行駛圓周較細但速度高,導致向心力不足,遂跣軚失控。
這答案是否就代表 Case closed?2020 年時筆者的確如此覺得,節目解釋得很清楚,亦非常合理…… 但這是真確的嗎?
直到 2021 年尾,筆者在屯門公路上駕車差不多駛到「拓海彎」,無端想起相關的連環意外,十分戲劇性的是,筆者忽然聽到車軚駛過橋樑接駁位發出「咔擦」一聲,車輛便開始打側滑,慌了的筆者決定死馬當活馬醫,踩油加速拉直軚盤,才逐漸重新控制車輛。正當筆者決定去「還神」之際,再傳來「咔擦」一聲,車輛又突然失控,頭搖又尾擺,接近「炒車」境界!手忙腳亂的筆者再努力重新控制車輛,才發現車子已經移位至另一行車線上。幸好事發時是深夜,路上車輛不多,才避免發生嚴重意外。
可是,筆者大感奇怪,究竟為甚麼入彎時還「好地地」,卻會突然失控?為解疑惑,筆者上網搜尋並看了十多條「拓海彎」事故的片段,事發位置大部分都跟筆者出意外的位置相同 —— 在駛過橋樑接駁位後打滑!進行橋樑設計時,橋樑接駁位總要預留一個空間供橋體冷縮熱脹,而這個空隙需要加上覆蓋物。偏偏在「拓海彎」路段接駁位的覆蓋物是鐵片,而金屬表面滑溜,若車軚質素較差或行駛車速稍高,就會很容易跣軚,更莫講天雨路滑時了。
結語:多重因素疊加成屯門公路黑點
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筆者因為一次有驚無險的意外,察覺到屯門公路「拓海彎」問題的構成因素。橋樑接駁處的覆蓋鐵片成為車輛跣軚失控的催化劑,而轉彎時的角度不足和車速較高(導致向心力下降)則令情況加劇,上述兩點再加上譬如天雨路滑、輪軚質量差、車輛載重、駕駛技巧不足等因素疊加影響之下,「拓海彎」便慘成交通意外黑點。
文章獲非凡出版授權,節錄自 Inscie《我港理學——香港今昔未來微科學》
文章標題為編輯所擬,原題目為《屯門公路「拓海彎」炒車謎團新解》