浅析公路设计与交通安全

摘要:随着我国汽车保有量的高速增长和公路的快速发展,公路的交通安全问题日益突出。安全是公路设计需考虑的首要因素,公路设计对于交通安全有着非常重要的影响。

关键词:公路设计 交通安全 线形设计

一、我国交通安全现状

随着全面建设小康社会历程的不断推进,国民经济的持续发展,汽车工业迅速崛起,目前私人汽车保有量每年以20%的速度在增长,交通量大幅度增长,大规模交通设施建设全面展开,交通环境得到了有利的改善,交通状况也有所好转,但是根据统计资料表明,由于交通事故导致的人员死亡量仍然很高。公安部交通管理局的2009年全国道路交通事故情况显示:2009年,全国共发生道路交通事故238351起,造成67759人死亡、275125人受伤,直接财产损失9.1亿元,与去年同期相比,分别下降10.1%、7.8%、9.8%和10.7%,但是中国交通事故每年死亡人数仍然位居世界第一。其中原因主要有:机械故障、驾驶员原因、非机动车原因、行人和乘车人原因以及公共道路原因。虽然直接由道路问题引起的死亡所占比例不到0.2%,但是间接由道路原因引起的交通事故高达70%左右。为了从道路基础条件上提高整个交通系统的交通安全水平,有必要对道路规划设计中的交通安全意识进行系统研究,在公路的规划设计阶段就重视安全因素,使公路设计能有效预防事故的出现。

二、公路设计对交通安全的影响及改善方法

合理、优质的公路设计,可以提供清晰醒目的行车方向,提供足够的视距及其他信息,能够符合驾驶人员普遍期望的设计效果。在公路设计中,影响交通安全的因素是多方面的。

1.视距

道路提供给驾驶人员的视野和视距是最重要的安全因素。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。行车时注视的位置是在车道的前进中心线上,其目高是以车体低的小客车为标准,在公路设计中经常用到的有停车视距、超车视距和会车视距。双车道公路的行车特征是超车时经常要占用对向车道,为保证行车安全,规范规定:双车道公路应间隔设置具有超车视距的路段,但对于具有超车视距的路段的比例,设置形式并没有严格界定,设计中应该注意沿线视野和视距要满足道路条件允许超速的情况下行车视距和行车净空的要求;双车道公路超车路段长度占路段总长度之比,应该满足通行能力、通行舒适性、通行速度基本连续以及驾驶习惯要求;对于不能满足视距的地方必须设立交通标志或采取强制分道行驶或强制减速的措施。

2.平面线形

平面线形设置是否合理与驾驶员的心理、视觉和习惯有着密切的联系。选用曲线半径时,应注意前后线形的协调,不应突然采用小半径曲线。在设计过程中,应考虑将车辆速度设计成为车辆在该路段上的自由行驶车速。因为长直线或线形较好路段,驾驶员难以控制到设计车速,一般行驶车速要比设计车速高,所以在连接长直线的曲线段不能采用最小圆曲线半径。从地形条件好的区段进入地形条件较差区段时,曲线的技术指标应逐渐过渡,防止突变。设计中应该注意,当道路条件与交通环境较好时,驾驶员有可能以大于设计行车速度的速度行驶,平曲线半径要能与实际行驶车速相适应;回旋线参数A的选用要符合允许的最大离心加速度变化要求;连续多个平曲线路段曲线半径的变化要建立在速度平稳运行的前提下;当地形地物条件受到限制而采取了极限半径时,应同步设计相应的安全措施。

我国《公路工程技术标准》从经济、行驶速度的角度确定了各级公路的最小半径。显然,如果按照上述国外的研究结果,这些规定值中不少都处在事故率较高的范围内,因此在条件允许的情况下,设计中应尽量取较高的线形指标,一般情况下不宜采用最小半径,特殊情况下不得已采用极限指标时,应做标志标线和交通安全方面的特殊设计。

3.纵断面

坡度和半径对事故有直接影响,事故率和事故严重程度都会随坡度的增大而增加(上坡或下坡)。TRB(1987)的研究表明,与对比段相比,竖曲线受视距限制时交通事故率要增加52%。

纵断面线形包括坡度和竖曲线,如果与平曲线配合得当,一般凹形竖曲线具有较少的事故率,凸形竖曲线一般会受视距限制产生安全问题,因此对于凸形竖曲线视距的研究十分重要。凸形竖曲线由于受到视距的影响,较陡的坡度导致的制动失灵等都会产生较高的事故率。通常坡度陡于6%时,就会有较高的事故率;2.5%-4.0%间坡度的坡道比一般水平路段的事故率要高出lO%-20%。

4.平纵组合

平、纵曲线组合不当是产生危险路段的重要原因之一。组合情况对安全的影响要远远大于单个平、纵曲线的影响。平、纵线形不应单独考虑其配合,不应教条地套用规范。美国的TRB(1987)总结平、纵组合的经验如下:“单个曲线的技术指标与安全的关系不能解释产生事故危险段点的道路环境方面实质性的原因,这些危险段点可能是一个大交通量的交叉口、长直线后急弯、多个连续的同曲线中存在大小半径比问题,这些曲线合超出了驾驶人员对前方道路环境的预料,导致事故。这一情况已被公认为主要的事故原因。”

几何线形的均衡性是保证安全的重要前提。一个孤立小半径平曲线放在前后均为较长直线或大半径平曲线的段内,则可能形成事故多发点。但如果放在类似的线形路段之中,则不一定形成事故多发点。不少研究通过观察认为,当曲线内的车速低于进入曲线的85%车速10km/h一15km/h以上时就有很大可能造成事故多发点。因此,平、纵线形组合设计保证设计的均衡性是非常重要的。

5.平面交叉

平面交叉是公路路网中的节点,是公路的重要组成部分。平面交叉口的车流会产生交叉冲突点、分流冲突点和合流冲突点。这些冲突点直接影响交叉口的通行效率和通行安全。现行规范规定:平面交叉的交通管理方式分为主路优先、无优先交叉和信号交叉三种,应在总体设计中根据相交公路的功能、等级、交通量等确定所采用的方式,但对于各级道路应采取交通管理方式所对应的交通量并没有给出明确规定。在设计中应考虑我国驾驶员目前对主路优先的交通管理方式基本不认同、同时也基本不了解的实际情况,采用主路优先时首先对支路的通行速度进行控制;无优先交叉控制时,也应该提前对交叉设置警告标志;当各相交公路的功能和等级相同、交通量或行人数量很大时或者通过村镇时,必须用信号灯控制。

平面交叉口的渠化是提高安全性和通行能力的有效手段之一。规范要求:四车道以上的多车道公路的平面交叉口必须作渠化设计,二级公路的平面交叉口应作渠化设计,三级公路的平面交叉口当转弯交通量较大时应作渠化设计。但是目前交叉口渠化

设计并不规范,不同设计者掌握的渠化设计效率优先或者是安全优先的原则差异很大。特别是规范要求“两相交公路的等级或交通量相近时,平面交叉范围内的直行车道的设计速度可适当降低,但不应低于路段的70%”,这显然不符合实际路况中对安全性的要求。渠化设计时应该首先满足行人、非机动车的通行要求,控制机动车通行的自由度。平面交叉间距过小、数量过多,是引发交通事故的主要原因之一。规范中对一二级公路平面交叉口的最小间距进行了控制,但没有注意到一级及以上公路的中央带、护栏开口实际上已起到了交叉口的作用,故设计时应注意对中央带连续设置,防止将中央带开口正对支路或者农道形成实际的交叉口;在一级、二级公路上要防止将交叉口设计在弯道上;平面交叉形式如加铺转角、分道转弯、扩宽路段、环行、渠化所采取的设计原则应能适应相交公路交通量的要求。

三、结语

随着公路运输事业的迅猛发展,道路各个方面的设计因素除了要考虑最大限度地满足道路的基本功能外,还必须从交通安全的角度给予高度重视。在公路设计中,不仅要使其基本要素符合相应的技术标准,还必须使各要素的组合更趋科学、合理,以达到确保交通安全之目的。

参考文献:

[1]JTG D20―2006,公路路线设计规范

[2]JTG B01―2003,公路工程技术标准

[3]李海峰,公路设计对交通安全的影响,交通与安全,2008年第1期

[4]钱勇生等,公路设计应考虑的交通安全因素研究,兰州交通大学学报(自然科学版),2005年2月