山西省交通规划勘察设计院山西太原030012
摘要:随着近年来我国交通运输产业的快速发展,各类道路路网结构在不断地建设与完善,但随之而来的交通安全问题也愈加显著,并呈现逐年增多的态势。交通安全问题不仅会造成人员伤亡及产生不良的社会影响,还会使得人们对道路的设计质量存疑。为了尽可能降低道路交通安全事故的发生概率,需要寻找产生交通安全的风险源,通过采取系列措施降低交通风险。
关键词:道路设计;交通安全;线形;
对道路几何线形中的平面线形、纵面线形、线形组合和路线交叉等方面进行了详细分析,明确了为保证驾驶安全,在车辆各种驾驶速度下的相关指标设计限值。分析了路面病害对交通安全的影响,提出了针对特殊路段(如长大纵坡、重载车辙路段等)的设计要点。
一、道路路面质量与交通安全的关联及设计要点
路面性能是影响行车平稳性的重要因素。出现退化或者病害的道路路面,其行车安全隐患是多方面的。如果路面的平整性不好,出现坑蚀、局部沉陷、路面鼓起等问题,则会导致跳车现象,这对行车速度快的车辆具有极大的安全威胁,特别是在雨雾天的驾驶环境中。如果道路的抗滑性能不足,则使得雨雪天气下车辆的机动性能和制动性能受到影响,在交通繁忙、长大纵坡、小曲率半径等路段,会对车辆形成很大的安全威胁,甚至导致连环撞车事故。因而,道路的设计需要充分考虑行车安全因素。一方面,道路的路面性能需要满足规范的设计要求;另一方面,道路的路面抗滑性、强度和平稳性等设计指标,需要根据道路运营地区的特殊情况进行针对性调整设计。例如长大纵坡道路,需要对道路抗滑性进行特别考虑;重载交通路段,需要进行必要的特定地点交通疲劳设计验算。
二、设计原则
1.交通设施的设置,形成“信息数字化、路网一体化、系统关联化、设计人性化、路权明确化”的交通体系,更好地满足公路用户的出行需求,适应公路网络化的发展趋势,充分发挥公路网络的交通调节作用,促进公路运输的安全与畅通。保证行车安全、快捷、舒适,以期获得较好的社会效益和经济效益;
2.充分考虑方便交通参与者和提高道路通行能力,并综合考虑道路设施、交通工具、交通环境及气候等因数。与公路等级、服务水平、环境相适应,并结合当地的实际情况进行设计;
3.选用的设备和材料应耐久性好,并具有可扩充性和维修方便的特点;尽可能采用成熟的新材料、新工艺,达到合理醒目、明确简洁、连续统一、坚固耐用、美观大方的效果。
4.交通标志设置的地点和内容应能引起交通参与者的注意,迅速判读,有必要的判读时间或操作距离,应与标线、信号、隔离等其他设施统筹考虑,配合使用,所表达的内容不产生歧义、相互矛盾。考虑混合交通条件下相互干扰,可能对行车、行人产生的不利影响。
三、道路几何线形与交通安全的关联及设计要点
道路几何线形直接决定了车辆的行驶轨迹,为了保证行车安全,需要将驾驶员的驾驶习性及机动车辆性能考虑进入几何线形的设计中。道路几何线形中的平面线形、纵面线形、线形组合及线形交叉都是重要的设计要点,会对交通安全产生直接影响。
1.平面线形。平面线形中平曲线半径和直线段长度是影响行车安全的两个重要设计因素。(1)平曲线半径,车辆在平曲线半径上的行驶是离心运动,因此需要提供足够的横向摩擦力保证行车的安全,如果摩擦力不足将使得车辆产生侧倾,引发驾驶员精神紧张而产生失误操作,出现交通事故。实际数据的调研分析也显示:圆曲线半径只要超过2000m其交通事故发生率就会很低,其值越小事故发生率越高,呈现指数衰减模式。(2)直线段长度,直线虽然方向明确、设计简单,但从交通安全心理角度而言,过长的直线设计使线形过于单调,容易引起驾驶员疲劳造成反应迟钝,对突发事件应激性差;此外,夜间行驶容易受到对向车辆的影响,特别是开闪光灯时,很容易发生交通事故。实际调研也发现,事故死亡率与直线段长度直接相关,直线超过4km其百万车公里事故率超过1.5%。一般对于80km/h的设计速度,最大直线长度不大于1600m;对于60km/h的设计速度,最大直线长度不大于1200m;对于40km/h的设计速度,最大直线长度不大于800m。
2.纵面线形,纵面线形是道路在竖平面内的变化情况,其中竖曲线半径、坡度和坡长是影响交通安全的重要方面。(1)竖曲线半径,竖曲线半径主要影响行车视距,且存在路线转折,因此对行车安全产生影响。竖曲线半径越大,其形状越接近直线,因此能够提供的行车视距也越大,这样驾驶员能够清楚掌握前方路段状况,不易发生交通事故;反之,小半径竖曲线使得驾驶员在通过圆曲线极点前行车视距短,不能掌握驾驶路段情况,而在过极点后产生失重悬空和超重感觉而失去方向感,极容易产生交通事故。另外一方面,竖曲线半径小使得车辆的离心力大,车辆与路面的摩擦性能降低,影响行车安全。因此设计中需要根据行车速度控制竖曲线半径,竖曲线最小半径和长度与设计车速的关系。(2)坡度,当坡度很大时很容易造成车辆熄火或者刹车不灵敏,这非常容易诱发交通事故;且坡度大的下破路段,由于车辆自身重力因素使得车辆不断加速,进而增加撞车可能性。通过调研显示:坡度在-2%~2%范围内发生交通事故的概率很低,这种坡度组合基本能够满足车辆行车视距要求,车辆在上述坡度组合范围内也能够很好地进行车速调控。(3)坡长,坡度过长将使得车辆需要进行长时间的加速或减速,则会使得车速过高或者过低而发生交通事故。在上坡过程中,车辆需要不断加速,过高的车速是诱发交通安全事故的直接因素,且容易使驾驶员疲劳;下坡过程中为了避免撞车往往需要减速,但不同车型的减速机动性差别很大,特别是重载车辆减速很容易导致交通事故,也很容易对道路路面造成损伤,降低行车的平稳性。
3.线形组合,道路线形总体要满足路线规划要求,因此需要不同程度的绕行,需将不同竖曲线和平曲线进行有效组合。线形组合的适宜性也与交通安全直接相关,为了降低交通安全事故的发生,设计方法就是综合运用直线、圆曲线和缓和曲线。例如,在地形条件很好的地区,尽量选用直线减少工程量,但为了避免长直线带来的疲劳驾驶问题,则需要引入部分圆曲线和缓和曲线。总体而言,在进行平纵曲线的线形组合设计时,应该避免使用长度较大的平曲线包含众多较短的曲线,也不应该将长度很小的平曲线与长度很小的竖曲线进行组合,总体上保持行车视觉的连续性和平缓过渡。
4.路线交叉,路线交叉包括平面交叉和立体交叉,立体交叉交通冲突较少,交通事故的发生率较低;平面交叉则直接存在交通冲突,当一方车辆采取非正常交通行为时,例如改变速度、突然停车、转换方向等,如果另一路线车辆不进行紧急避险,则很容易发生碰撞,引发交通事故。平面交叉路线为了避免交叉口的交通冲突,需要划分好不同的交通行驶区域,增加行车视距,通过设置交通警示牌或者道路路线,增加视频拍照等手段,控制交叉口的车辆交通行为。首先,交叉口道路的坡度、视距、行车速度等都应该按照公路工程的技术标准进行设计,如果路线交叉范围内的路线设计不能满足要求,应该调整主线或者交叉路线的几何线形。其次,路线交叉需要选择适宜的交叉形式,考虑主线和辅线的特点,一般情况下需要以提高主线交通通行效率为原则,尽量降低支线交通对主线的影响。
我们对在道路交通安全事故发生的原因进行分析时,既要分析到人或车的因素,也要想到并不只是这两者,道路设计因素不能忽视,道路设计和建设的某些失误也可能到最后引起重大的交通事故。因此,当事故发生时,我们在对人和车进行调查的同时,也应加强对事故路段的道路设计和建设资料进行检查与核实。
参考文献
[1]伍田,李小明.道路交通系统安全分析-论道路交通安全.2014.
[2]周璐.道路因素对道路交通安全的影响分析.2015.