公路线形设计对交通安全重要性的体会

摘 要:公路线形是公路的基本骨架,一旦建成就难以改动,甚至无法改动.因此,公路线形设计的优良与否事关公路生命,它不仅对汽车行驶的安全、舒适、经济以及公路的通行能力和交通容量等都起着决定性的作用,而且对沿线影响区内的经济开发、土地利用、环境保护以及人们的生活都有较大的影响.本文从公路线形等设计因素对交通安全的影响,并提出了线形设计中应注意的一些问题.

关 键 词:公路线形设计,交通安全

1.引言

我国在道路交通安全上取得了一定成绩,这与交管部门的严格执法和管理是分不开的.但是,我们依然要看到预防交通安全是一项长期的工作,不能有半点的懈怠,交通安全的形势依然是严峻的.如何最大可能的减少道路交通安全隐患,创建和谐社会,依然是摆在每个交通人面前的艰巨的任务.国外发展经验证明,国民经济快速增长时期交通安全问题比较突出,我国是人口大国,目前也是“交通事故大国”,对正处于经济快速发展时期的我国来说,分析把握不同因素对安全的影响,制定和采取相对安全的公路设计策略尤为重要.

2.公路线形设计因素对交通安全的影响

注重线形设计对行车安全最为有效,优良的线形是保证行车安全的根本,可直接消除事故诱因.

2.1线形方面

(1)直线

直线道路是平面线形的基本要素之一.国外有资料指出:一次直线的最大长度小于3min行程对交通安全比较有利.对于高速公路,若以最大允许时速120km/h计,3min的行程为6km.据调查,我国平原地区高速公路许多路段的一次直线长度都超过6km,有的长达10km以上.实践证明,过长的直线段易使驾驶员因景观单调而产生疲劳、打瞌睡,从而造成注意力分散、反应迟钝、判断错误,容易使驾驶员放松警惕,一旦遇见紧急情况,常因措手不及而肇事,另外,驾驶员在长直线路段容易超速行驶,致使车辆在进入直线路段末段后的曲线部分的速度仍然比较高,容易发生事故.

据统计分析的研究结果,设计时速为100km/h时,直线长度的上限应控制在1500m～2000m,超过1500m,直线段上潜在的事故危险程度开始增大,超过2000m时,危险性将快速上升,直线长度超过3000m时,发生事故的概率随着直线长度的增大,将以远超过线性规律的速度提高,其变化趋势如图1.

图1长直线情况下,直线长度与事故发生概率关系曲线示意图

(2)平曲线

平曲线与交通事故关系很大,车辆在曲线上行驶,由于受到离心力的作用容易向外侧侧滑和倾翻,降低了车辆的稳定性和安全度.车速越大,离心力越大,发生事故也越严重.再则,车辆在曲线上行驶时,由于前方视距缩短的影响,不便于发现前方的情况,尤其是在夜间行车,因灯光照射不是顺着曲线的,更难发现前方的情况,增加了发生事故的潜在危险.

据统计,有10%～20%的交通事故发生在平曲线上,而且半径越小的曲线路段上,发生的交通事故也越多,即曲率愈大,事故率愈高,尤其是曲率大于10度以上,事故率急剧增加.表1是英国学者格兰维尔通过试验调查研究的道路平曲线的曲率与道路交通事故率的关系.

(3)竖曲线

道路竖曲线半径过小时,易造成驾驶员视野变小,行车视距变短,发生事故.小半径竖曲线容易造成平纵曲线组合不合理而使视距连续,尤其当变为凸曲线时,会造成驾驶员产生“悬空”的感觉从而失去行驶方向.在竖曲线设计时既要保证竖曲线有足够大的半径,还要保证有足够的长度.在坡差很小时,计算得到的竖曲线长度很短,在这种曲线上行车会给驾驶员一种急促的感觉.按照安全操作的需要,竖曲线最小长度必须有3s行程.

另外小半径竖曲线设置的位置也必须考虑对交通安全的影响,除了考虑平纵线形结合外,一般不把小半径竖曲线的始末点设在桥梁、立交、隧道的起(末)点,也不应把小半径竖曲线设置在过村镇、平交路口处,以利于行车安全.

(4)纵坡

纵坡对交通安全的影响主要表现在:坡度比较大时,不仅造成车辆速度差异比较大,还往往造成汽车上坡熄火,或下坡刹车失灵,进而诱发事故,下坡路段,由于受重力影响,易造成车辆加速行驶,坡度过大,也增加了驾驶员的操作难度,一旦遇到有突发情况就可能酿成事故.此外,驾驶员经过上坡行驶后,在下坡行驶时,心里放松了警惕,易造成超速行驶,而导致事故.

道路纵坡对交通安全的影响非常大,尤其当坡度比较大时,事故率明显增大.据前苏联调查资料分析,发生在坡度路段的交通事故率平原地区为7%、丘陵为18%、山地为25%,其主要原因是下坡来不及制动或制动失灵.表2是德国学者比兹鲁在德国高速公路上调查的坡度与事故率关系的统计资料,可以看出当坡度大于4%时,事故率剧增.

(5)线形组合

线形设计首先必须满足汽车行车动力学要求,并同时考虑驾驶人员的视觉、心理和生理感觉.平纵指标均衡连续,有利于行车安全,不应不考虑前后路段的顺畅连接而追求单个曲线或独立路段的高指标.线形的突变如大小半径平曲线对接、隧道洞口线形部连续、横向超高的无预知变化等,都可能引发交通事故.行车安全性的大小与不同线形之间的组合是否协调有密切关系.下列不良的线形组合往往是导致交通事故发生的主要原因:

①长直线、长下坡尽头设置较小半径的平曲线,车辆行至小半径平曲线时经常出现侧滑甚至翻车的事故.而对同样的纵坡,如果直线段改为曲线,反而不易出现事故,

②短直线介入两同向曲线之间,形成断背曲线,使驾驶员产生错觉,把路线看成反向曲线,在直线过渡段发生翻车事故,

③在直线路段的凹形纵断面路段上,驾驶员位于下坡段看到对面的上坡段,容易产生错觉,把上坡的坡度看的比实际的坡度大,驾驶员就有可能采取加速以便冲上对面的上坡路段,在下坡路段驾驶员看上坡车时,觉察不出自己是在下坡,因而可能发生交通事故,

④在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线底部插入急转弯的平曲线,前者因视线小于停车视距而导致急打方向盘,后者在超出汽车设计车速的地方仍然要急打方向盘,这些都容易引起交通事故的发生,在平曲线内若纵断面反复凹凸,就形成只能看见脚下和前面,而看不见中间凹陷的线型,因而容易发生交通事故,

⑤在一平曲线内如出现纵断面反复凹凸的现象,则可能造成驾驶员只能看见脚下和前方而看不到中间凹凸的线形,这样容易发生事故,

⑥转弯半径较小的平曲线与陡坡组合在一起,会使事故在数量上剧增.表3为德国高速公路事故调查资料显示的弯道与坡道相组合路段产生的交通事故率(次/亿车千米)统计表.

表3弯道与坡道相组合产生的

2.2视距

为了行车安全,驾驶人员应能随时看到汽车前面相当远的一段路程,以便一旦发现前方路面上有障碍物或迎面来车,能及时采取措施,避免相撞,这一必须的最短距离就是行车视距.在道路的平面和纵面上均应保证必要的行车视距.良好的视距不仅能够使驾驶员正确判断道路的行车环境,决定正确的驾驶行为,而且决定了驾驶行为的有效操作时间.视距不足,引起的交通事故有以下几种:汽车在弯道上行驶时,弯道内侧行车视距可能被树木、建筑物、路堑边坡或其他障碍物所遮挡,由此阻碍了驾驶员的视线,从而成为视距不足路段,凸形变坡路段,在上下坡连接处的竖曲线上,驾驶员的视线常常受到阻碍,当竖曲线半径较小时视线严重受阻,视距满足不了要求,带来了安全隐患,凹形变坡路段,在上下坡连接处的竖曲线上,白天视线畅通,而在夜间汽车车灯照射范围受到阻碍,驾驶员的视线受到上跨天桥、路边的树等遮挡造成视线受阻,视距满足不了要求.当竖曲线半径过小时,易造成驾驶员视野变小,视距变短,发生事故.表4是美国的调查结果,从表4中可以看出:随着视距减小,事故率明显增多.

2.3线形组合与道路景观的协调性

为实现公路建设的可持续发展,现代公路建设对景观设计日趋重视.良好的景观设计,可以使公路和自然景观融为一体,给驾驶员和乘客创造舒适感和美感.此外,从交通心理学的角度讲,公路景观设计的好坏,会直接或间接的对驾驶员的心理产生影响,从而影响到道路行车安全.行车实践表明:在空旷的地段设置长直线线形,因景观单调,不能有效地诱导驾驶员的视线,极易诱发事故.因而,公路的设计应坚持与自然景观相协调的原则,以使驾车环境对驾驶员的驾驶行为从心理和生理两方面产生积极作用,以利行车安全.

安全是道路景观设计的基础和前提,景观的布设应突出强调道路行车安全感.如何消除司乘人员在行车过程中产生的压抑、恐惧、压迫等不良感受,是线形设计、景观布设、绿化布设的重要内容.如在高速公路的下坡与转弯处应在安全视距范围内安排一定的视觉要素,如绿化等,以使驾驶员的视点能随之变化,在高填方弯道外侧边坡植树,既可以使曲线变化非常明显,又可以减轻行车时的恐惧心理,起到增加安全感的作用.

3.结论

为降低交通事故的发生率,笔者认为从公路设计的最开始就应该重视线形安全设计.从公路设计的新理念出发,公路设计人员应注意通过精心的规划和设计来降低驾驶员发生事故的可能性,采取主动预防措施改进公路线形设计,减轻驾驶员的工作强度,减少因失误和错误而发生交通事故的可能性.

[2]刘俊宝.公路设计因素对交通安全的影响[D].长安大学硕士学位论文,2002:19―32.

[3]马璐.道路因素对道路交通安全的影响分析[D].长安大学硕士学位论文,2005:8―18.