對當前公路幾何設計與交通安全探析
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一、概論
1. 研究交通安全的重要性
近幾年來，隨著公路建設的發(fā)展，公路交通安全問題越來越受到人們的關注。交通部《公路勘察設計典型示范工程咨詢示范要點》明確提出了“安全、環(huán)保、舒適、和諧”的設計理念。交通部副部長馮正霖強調(diào)，在交通發(fā)展的新理念上，勘察設計工作必須做到“六個堅持，六個樹立”，第一個即是“堅持以人為本，樹立安全至上的理念”，可見安全問題已經(jīng)被提到首要重要地位了。因此，在大力發(fā)展交通事業(yè)的同時，必須將“安全意識”引入道路的設計中，通過完善的道路設計，來有效地控制交通安全，減少交通事故，減少經(jīng)濟損失。
2.公路幾何設計對交通安全的重要性
公路幾何線形設計要考慮公路平面線形、縱斷面線形兩種線形以及橫斷面的組成相協(xié)調(diào)，還要注意視距的暢通等等。確定公路幾何線形時，在考慮地形、地物、土地的合理利用及環(huán)境保護因素時，要充分利用公路幾何組成部分的合理尺寸和線形組合，從施工、養(yǎng)護、經(jīng)濟、交通運行等角度出發(fā)，保證平面、縱斷面、橫斷面的組成相協(xié)調(diào)。線形的好壞，對交通流的安全具有極其重要的作用，如果公路線形不合理，則會降低公路通行能力，造成運輸者時間和經(jīng)濟上的損失，而且更不能容忍的是會誘發(fā)大大小小、各種各樣的交通事故。
合理、優(yōu)質(zhì)的公路設計，可以提供清晰醍目的行車方向，提供足夠的視距及其他信息，能夠符合駕駛?cè)藛T普遍期望的設計效果。在公路設計中，影響交通安全的因素雖然是多方面的（主要包括公路幾何線形、路面設計、安全設施、構(gòu)造物位置及形狀設計），而公路幾何設計對公路的安全性則起到先決的作用，一旦通過選線確定公路走向并由此確定幾何線形，則其他項目幾乎都已經(jīng)隨選定的幾何線形得以確定，其他如橋涵構(gòu)造物的位置、安全設施等幾乎只是成了更趨于合理的問題了。
我們作為勘察設計工作者，在工程設計中，一定要綜合考慮公路功能、行車安全、自然環(huán)境等因素，既要堅持地形選線、地質(zhì)選線，更要做到安全選線；既要充分考慮公路設施的自身安全和運營安全，又要消除公路事故多發(fā)點和安全隱患；要盡量采用改善平縱線形的措施，從根本上解決行車安全問題，尤其是對長陡縱坡行車安全問題要給予足夠的重視。
總之，在公路幾何設計等各種方案中要將安全放在首位，采取一切有效措施，為公路使用者提供安全保障和人性化的服務，切實提高公路交通的安全水平和服務水準。
二、平面設計與交通安全
在平面線形設計中，直線是最常用的線形，其優(yōu)點是勘測、設計簡單，方向明確，距離短捷，但直線單調(diào)，對駕駛?cè)藛T易產(chǎn)生乏味感，降低集中力，不利于行車安全。在選用直線線形時，一定要十分慎重。我國規(guī)定最小直線長度為：當設計速度為60Km/h，同向曲線間最小直線長度（以米計）以不小于行車速度（以km/h計）的6倍為宜；反向曲線間最小直線長度（以米計）以不小于行車速度（以km/h計）的2倍為宜
在實際設計中，要充分利用地形，盡量采用直線，特別在平原地區(qū)，不能過多的人為改變直線線形，但也要注意適當引入曲線，以便吸引駕駛員的注意力，一般直線最大長度為20（V+ΔV），其中V為設計行車速度，ΔV為通常在直線段的實際行駛速度與設計行車速度的差值，一般取ΔV=15～20km/h.
曲線線形要適合地形的變化，并能圓滑的將前后線形連接以保持線形的連續(xù)性。圓曲線的曲率半徑盡可能大些，一般避免采用極限最小半徑。緩和曲線通常采用回旋線，對于設計車速較高的公路，在計算緩和曲線時，橫向加速度變化率宜采用0.45m/S3，并相應增加緩和曲線的長度。
在較小半徑彎道上，應該設置超高，超高不能太小，也不能太大，應該根據(jù)彎道半徑以及道路等級、所在地區(qū)的寒冷積雪程度、地形狀況等綜合考慮。對超高、加寬值的計算，必須有足夠的滿足，超高、加寬不足往往是引發(fā)交通事故的直接原因。
曲線轉(zhuǎn)角對公路交通安全也有影響。大量資料統(tǒng)計，小偏角曲線容易導致駕駛員產(chǎn)生急彎錯覺，不利于行車安全。因此，在公路設計中合理確定路線轉(zhuǎn)角十分重要。
三、縱面設計與交通安全
縱面線形應注意縱向坡度和變坡點處的豎曲線兩類。道路原則上按在同一設計車速路段保持同一行駛狀態(tài)來進行設計，縱向坡度和別的線形因素不同，受車輛和行駛性能的影響較大。爬坡能力明顯不同的車輛混在一起，不采用適當縱向坡度和在路段設置爬坡車道，就會成為道路通行能力低和發(fā)生交通事故的主要原因。
縱向坡度的標準值，要在經(jīng)濟容許范圍內(nèi)按盡可能較少的降低車輛速度的原則來確定。在連續(xù)下坡時，車速越來越快，不安全，因此必須控制坡長。高速公路、一級公路應對縱坡長度受限路段采用平均坡度法進行驗算。
一般，凸曲線段事故率要比水平段高，小半徑凸曲線往往成為事故的誘因。豎曲線頻繁變換會影響行車視距，嚴重降低公路安全性。在夜間沒有照明的公路，凹曲線必須考慮視距問題。
四、橫斷面設計與交通安全
公路的路面橫向分布即路幅寬的布置方式對交通安全也有一定的影響，車行道、路緣帶、路肩以及中央分隔帶的形狀和尺寸，都應根據(jù)使用功能、交通量大小、交通流的組成以及安全行車要求進行合理設計，做到連續(xù)性和一致性。交通事故數(shù)的相對值與車行道寬度有直接關系，一般隨車行道寬度的變窄而增加，但如果車行道過寬，易形成一個車道兩列車并行行駛，因此，一般車行道的寬度控制在3.5～4.0m之間。車行道寬度的有效利用，在很大程度上取決于路緣帶和路肩的狀況，高速公路設置規(guī)定寬度的路緣帶能起到分隔車行道和路肩、車行道和分隔帶的作用，并誘導駕駛員，有利于安全行駛。橋面寬度與路基寬度不一致時，或者橋上的人行道與護攔引起路面、路肩寬度發(fā)生變化時，或者跨線橋下車行道側(cè)面的橋墩、橋臺過近，側(cè)向余寬不夠時，都會引起駕駛員心理作用發(fā)生變化，導致不應有的事故發(fā)生，因此，在設計過程中，對此類問題要高度重視。
五、平縱橫組合設計與交通安全
平縱線形的組合，對視覺誘導起重要作用，在視覺上違背自然誘導的線形組合是導致事故多發(fā)的主要原因。在平縱線形設計中，要避免豎曲線與回旋曲線重合，特別是凹形豎曲線與平面上兩反向回旋線的拐點重合；避免豎曲線頂部有急彎，以免駕駛員靠近頂部來不及判斷，從而造成速度過高引發(fā)交通事故。在平曲線的組合中，盡量避免或少采用反向曲線、斷背曲線和復曲線。
看起來扭曲的路段，破壞了線形的一致性（美國工程師認為線形一致，是公路設計中一條最重要的原則），造成駕駛員心理、視覺不舒服，對線形變化不適應，使視覺誘導紊亂，往往是行駛上危險的路段。特別是行車速度較高時，公路粗線條的輪廓成了駕駛員判斷方向的重要因素，因此特別應該注意線形的配合與視覺效果。
六、視距設計與交通安全
視距是駕駛員在公路上能夠清楚看到前方道路某處的距離，是公路幾何設計的重要因素。足夠的視距對保證行車安全，提高通行能力將起到重要作用。在行駛過程中，路況信息要有足夠的時間來處理，就要選擇足夠的行駛距離來完成。在視距設計過程中，反應時間的取值要大于所有駕駛員的正常平均值，特別在復雜情況下，如交叉口、立交匝道處、車道變化處、交通標志等設施處，在取反應時間時，應增加判斷時間，該值應大于2.5S.。
美國事故率與行車視距的關系調(diào)查統(tǒng)計表明，事故率隨視距的增加而降低。設計中應該注意停車視距、會車視距、錯車視距、超車視距的設計與計算。
七、結(jié)束語
公路交通安全研究是一個涉及多因素的動態(tài)系統(tǒng)工程，大量交通事故表明，整個交通系統(tǒng)中公路屬于基礎設施，是交通安全的一項重要因素。良好的道路幾何線形，平整堅固的路面結(jié)構(gòu)，清晰易懂的交通標志，合理有效的防護措施等都能為駕駛員提供安全可靠的行車條件。
雖然造成交通事故的原因是多方面的，大多數(shù)交通事故并非一定是幾何設計不當造成的，但科學完善的交通安全設計特別是加強幾何設計等內(nèi)容是減少交通事故、減輕旅客生命財產(chǎn)損失有效的手段。為了提高整個交通系統(tǒng)的交通安全水平，必須在道路的規(guī)劃設計各個階段諸如公路幾何設計等方面重視安全因素，從而使道路設計有效地控制未來事故的發(fā)生，達到安全性、舒適性、愉悅性的和諧統(tǒng)一。
1. 研究交通安全的重要性
近幾年來，隨著公路建設的發(fā)展，公路交通安全問題越來越受到人們的關注。交通部《公路勘察設計典型示范工程咨詢示范要點》明確提出了“安全、環(huán)保、舒適、和諧”的設計理念。交通部副部長馮正霖強調(diào)，在交通發(fā)展的新理念上，勘察設計工作必須做到“六個堅持，六個樹立”，第一個即是“堅持以人為本，樹立安全至上的理念”，可見安全問題已經(jīng)被提到首要重要地位了。因此，在大力發(fā)展交通事業(yè)的同時，必須將“安全意識”引入道路的設計中，通過完善的道路設計，來有效地控制交通安全，減少交通事故，減少經(jīng)濟損失。
2.公路幾何設計對交通安全的重要性
公路幾何線形設計要考慮公路平面線形、縱斷面線形兩種線形以及橫斷面的組成相協(xié)調(diào)，還要注意視距的暢通等等。確定公路幾何線形時，在考慮地形、地物、土地的合理利用及環(huán)境保護因素時，要充分利用公路幾何組成部分的合理尺寸和線形組合，從施工、養(yǎng)護、經(jīng)濟、交通運行等角度出發(fā)，保證平面、縱斷面、橫斷面的組成相協(xié)調(diào)。線形的好壞，對交通流的安全具有極其重要的作用，如果公路線形不合理，則會降低公路通行能力，造成運輸者時間和經(jīng)濟上的損失，而且更不能容忍的是會誘發(fā)大大小小、各種各樣的交通事故。
合理、優(yōu)質(zhì)的公路設計，可以提供清晰醍目的行車方向，提供足夠的視距及其他信息，能夠符合駕駛?cè)藛T普遍期望的設計效果。在公路設計中，影響交通安全的因素雖然是多方面的（主要包括公路幾何線形、路面設計、安全設施、構(gòu)造物位置及形狀設計），而公路幾何設計對公路的安全性則起到先決的作用，一旦通過選線確定公路走向并由此確定幾何線形，則其他項目幾乎都已經(jīng)隨選定的幾何線形得以確定，其他如橋涵構(gòu)造物的位置、安全設施等幾乎只是成了更趨于合理的問題了。
我們作為勘察設計工作者，在工程設計中，一定要綜合考慮公路功能、行車安全、自然環(huán)境等因素，既要堅持地形選線、地質(zhì)選線，更要做到安全選線；既要充分考慮公路設施的自身安全和運營安全，又要消除公路事故多發(fā)點和安全隱患；要盡量采用改善平縱線形的措施，從根本上解決行車安全問題，尤其是對長陡縱坡行車安全問題要給予足夠的重視。
總之，在公路幾何設計等各種方案中要將安全放在首位，采取一切有效措施，為公路使用者提供安全保障和人性化的服務，切實提高公路交通的安全水平和服務水準。
二、平面設計與交通安全
在平面線形設計中，直線是最常用的線形，其優(yōu)點是勘測、設計簡單，方向明確，距離短捷，但直線單調(diào)，對駕駛?cè)藛T易產(chǎn)生乏味感，降低集中力，不利于行車安全。在選用直線線形時，一定要十分慎重。我國規(guī)定最小直線長度為：當設計速度為60Km/h，同向曲線間最小直線長度（以米計）以不小于行車速度（以km/h計）的6倍為宜；反向曲線間最小直線長度（以米計）以不小于行車速度（以km/h計）的2倍為宜
在實際設計中，要充分利用地形，盡量采用直線，特別在平原地區(qū)，不能過多的人為改變直線線形，但也要注意適當引入曲線，以便吸引駕駛員的注意力，一般直線最大長度為20（V+ΔV），其中V為設計行車速度，ΔV為通常在直線段的實際行駛速度與設計行車速度的差值，一般取ΔV=15～20km/h.
曲線線形要適合地形的變化，并能圓滑的將前后線形連接以保持線形的連續(xù)性。圓曲線的曲率半徑盡可能大些，一般避免采用極限最小半徑。緩和曲線通常采用回旋線，對于設計車速較高的公路，在計算緩和曲線時，橫向加速度變化率宜采用0.45m/S3，并相應增加緩和曲線的長度。
在較小半徑彎道上，應該設置超高，超高不能太小，也不能太大，應該根據(jù)彎道半徑以及道路等級、所在地區(qū)的寒冷積雪程度、地形狀況等綜合考慮。對超高、加寬值的計算，必須有足夠的滿足，超高、加寬不足往往是引發(fā)交通事故的直接原因。
曲線轉(zhuǎn)角對公路交通安全也有影響。大量資料統(tǒng)計，小偏角曲線容易導致駕駛員產(chǎn)生急彎錯覺，不利于行車安全。因此，在公路設計中合理確定路線轉(zhuǎn)角十分重要。
三、縱面設計與交通安全
縱面線形應注意縱向坡度和變坡點處的豎曲線兩類。道路原則上按在同一設計車速路段保持同一行駛狀態(tài)來進行設計，縱向坡度和別的線形因素不同，受車輛和行駛性能的影響較大。爬坡能力明顯不同的車輛混在一起，不采用適當縱向坡度和在路段設置爬坡車道，就會成為道路通行能力低和發(fā)生交通事故的主要原因。
縱向坡度的標準值，要在經(jīng)濟容許范圍內(nèi)按盡可能較少的降低車輛速度的原則來確定。在連續(xù)下坡時，車速越來越快，不安全，因此必須控制坡長。高速公路、一級公路應對縱坡長度受限路段采用平均坡度法進行驗算。
一般，凸曲線段事故率要比水平段高，小半徑凸曲線往往成為事故的誘因。豎曲線頻繁變換會影響行車視距，嚴重降低公路安全性。在夜間沒有照明的公路，凹曲線必須考慮視距問題。
四、橫斷面設計與交通安全
公路的路面橫向分布即路幅寬的布置方式對交通安全也有一定的影響，車行道、路緣帶、路肩以及中央分隔帶的形狀和尺寸，都應根據(jù)使用功能、交通量大小、交通流的組成以及安全行車要求進行合理設計，做到連續(xù)性和一致性。交通事故數(shù)的相對值與車行道寬度有直接關系，一般隨車行道寬度的變窄而增加，但如果車行道過寬，易形成一個車道兩列車并行行駛，因此，一般車行道的寬度控制在3.5～4.0m之間。車行道寬度的有效利用，在很大程度上取決于路緣帶和路肩的狀況，高速公路設置規(guī)定寬度的路緣帶能起到分隔車行道和路肩、車行道和分隔帶的作用，并誘導駕駛員，有利于安全行駛。橋面寬度與路基寬度不一致時，或者橋上的人行道與護攔引起路面、路肩寬度發(fā)生變化時，或者跨線橋下車行道側(cè)面的橋墩、橋臺過近，側(cè)向余寬不夠時，都會引起駕駛員心理作用發(fā)生變化，導致不應有的事故發(fā)生，因此，在設計過程中，對此類問題要高度重視。
五、平縱橫組合設計與交通安全
平縱線形的組合，對視覺誘導起重要作用，在視覺上違背自然誘導的線形組合是導致事故多發(fā)的主要原因。在平縱線形設計中，要避免豎曲線與回旋曲線重合，特別是凹形豎曲線與平面上兩反向回旋線的拐點重合；避免豎曲線頂部有急彎，以免駕駛員靠近頂部來不及判斷，從而造成速度過高引發(fā)交通事故。在平曲線的組合中，盡量避免或少采用反向曲線、斷背曲線和復曲線。
看起來扭曲的路段，破壞了線形的一致性（美國工程師認為線形一致，是公路設計中一條最重要的原則），造成駕駛員心理、視覺不舒服，對線形變化不適應，使視覺誘導紊亂，往往是行駛上危險的路段。特別是行車速度較高時，公路粗線條的輪廓成了駕駛員判斷方向的重要因素，因此特別應該注意線形的配合與視覺效果。
六、視距設計與交通安全
視距是駕駛員在公路上能夠清楚看到前方道路某處的距離，是公路幾何設計的重要因素。足夠的視距對保證行車安全，提高通行能力將起到重要作用。在行駛過程中，路況信息要有足夠的時間來處理，就要選擇足夠的行駛距離來完成。在視距設計過程中，反應時間的取值要大于所有駕駛員的正常平均值，特別在復雜情況下，如交叉口、立交匝道處、車道變化處、交通標志等設施處，在取反應時間時，應增加判斷時間，該值應大于2.5S.。
美國事故率與行車視距的關系調(diào)查統(tǒng)計表明，事故率隨視距的增加而降低。設計中應該注意停車視距、會車視距、錯車視距、超車視距的設計與計算。
七、結(jié)束語
公路交通安全研究是一個涉及多因素的動態(tài)系統(tǒng)工程，大量交通事故表明，整個交通系統(tǒng)中公路屬于基礎設施，是交通安全的一項重要因素。良好的道路幾何線形，平整堅固的路面結(jié)構(gòu)，清晰易懂的交通標志，合理有效的防護措施等都能為駕駛員提供安全可靠的行車條件。
雖然造成交通事故的原因是多方面的，大多數(shù)交通事故并非一定是幾何設計不當造成的，但科學完善的交通安全設計特別是加強幾何設計等內(nèi)容是減少交通事故、減輕旅客生命財產(chǎn)損失有效的手段。為了提高整個交通系統(tǒng)的交通安全水平，必須在道路的規(guī)劃設計各個階段諸如公路幾何設計等方面重視安全因素，從而使道路設計有效地控制未來事故的發(fā)生，達到安全性、舒適性、愉悅性的和諧統(tǒng)一。