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淺析道路線形設計對交通安全的影響

發(fā)布時間：2014-03-06 14:06:04  

淺析道路線形設計對交通安全的影響

摘要：隨著經濟發(fā)展，人們生活水平提高，汽車出行越來越普遍，隨之而來的交通安全問題也越來越突出。

關鍵詞：線形設計、交通安全、平面、縱斷面、平縱組合

自改革開放以來，我國在公路建設方面取得了輝煌的成就，截止2012年底公路通車總里程達到410萬公里，國家干線公路通車里程也達到了17.3萬公里，其中國家高速公路6.8萬公里，穩(wěn)居世界第二。然而在這一系列輝煌數字背后卻是不斷增長的交通事故，中國已是世界上交通事故死亡人數最多的國家之一。交通事故產生的原因是多方面的，它是由人、車、路、環(huán)境和交通管理共同作用的結果，而“路”作為基礎，線形設計的好壞直接影響了行車的安全。

因此，對線形設計中存在的問題進行分析評價是十分有必要的。

圖1 線形設計影響安全要素

線形設計各要素對交通安全的影響

平 面 縱斷面 平縱組合

直線

圓曲線

緩和曲線 縱坡 豎曲線

1 平面線形設計與交通安全

直線、圓曲線和緩和曲線構成了現代道路平面線形的三要素，對三要素的合理組合運用，可以使行車安全、駕乘感受、沿途景致以及工程經濟得到保證。下文將從以上三要素入手，分析平面線形設計對交通安全的影響。

1）直線。在道路線形設計中直線使用最為廣泛。它擁有路線短捷、指向明 1

確、行駛受力簡單、測設便捷等無可比擬的線形特性。因此在定線時只要地勢平坦、地物無障礙，定線人員都會首選直線通過。但直線過長或過短也會給行車安全帶來一系列不利因素。從駕駛人員分析，行駛在直線段上會認為視野開闊，便于超車，而不斷的加速，過快的車速總是誘發(fā)交通事故的潛在威脅。并且長時間行駛在直線段上使得行車單調、精力不集中、易產生疲勞感、反應遲鈍，在遇到突發(fā)情況時處理不當從而引發(fā)事故。相反，若直線太短，同樣會給駕駛人員產生感知上的誤差，如兩個可以通視的圓曲線中間以短直線連接，駕駛員會誤將兩圓曲線與直線看成同一曲率的一個彎道，在由圓曲線進入直線曲率發(fā)生變化時未能作出相應的駕駛調整，使得行駛軌跡偏離車道而大大增加交通事故發(fā)生的概率。因此，道路線形設計時應避免長直線的出現，在道路兩側景色有變化的地點大于20v是可以接受的，景色單調的地點則應控制在20v以內。同時圓曲線間最小直線長度應滿足《規(guī)范》的要求。

2）圓曲線。圓曲線能較好的適應地形變化，并可獲得圓滑的線形，使用范圍較廣且靈活。在路線改變方向的轉折處，往往可插入與兩端直線相切的圓曲線來實現路線方向的改變。但圓曲線半徑又是影響行車安全的一大重要因素，因為車輛在圓曲線上行駛時受到向心力的影響，有向外偏移、傾覆的趨勢，行駛穩(wěn)定性變差，而且半徑越小，車速越快，離心力越大，安全隱患也會隨之加大。并且在圓曲線上視距受到限制，對前方路況的未知增加了駕駛員的心理負擔，使他們更易疲憊，從而反應遲鈍、判斷力下降，一旦遇到突發(fā)狀況，供司機的反應時間很短，稍有疏忽大意便可能導致交通事故發(fā)生。因此，在實際道路設計中，圓曲線半徑應盡可能采用較大值，但不宜超過10000m，因為在視線集中的300～600m范圍內視覺效果近乎直線，不利于駕駛員判斷前方線形。

3）緩和曲線。在公路設計中緩和曲線一般采用回旋線，它是曲率隨曲線長度變化的曲線，這一特性與駕駛員勻速轉動方向盤使車輛以一定速度從圓曲線進入直線或從直線進入圓曲線或由一曲線駛入另一曲線的軌跡相符。經過緩和曲線的過度，離心加速段的變化平穩(wěn)、不突兀，增加了人體感受的舒適度。但緩和曲線不宜過短，應至少保證汽車有3s行車時間，否則會使駕駛員操作緊張、慌亂，造成不便。

2 縱斷面設計與交通安全

縱斷面設計的主要任務就是根據汽車的動力特性、道路等級、地形、地物、水文地質，綜合考慮路基穩(wěn)定、排水以及工程經濟性等，以下我們將從縱坡的大小、長短，豎曲線半徑進行分析。

1）縱坡。縱坡的大小、長度都會對行車造成很大的影響，因此對于不同設計時速的公路，《規(guī)范》對縱坡的大小、長度都進行了相應的規(guī)定。若車輛行駛 2

在長距離大縱坡上，特別是當縱坡為5%以上，上坡時汽車為克服阻力，長時間采用低速檔行駛，使發(fā)動機過熱，水箱沸騰，而下坡時，則必須頻繁制動，，若是重車便會存在剎車失靈的隱患，影響行車安全。若縱坡過小則會影響縱向排水，在挖方路段、設置邊溝的低填方路段和其他橫向排水不暢的路段容易使積水滲入路基而影響路基的穩(wěn)定性。若縱坡過短，路面便會起伏頻繁，行車時會有顛簸感而且車速越快感覺越明顯，影響行車的舒適與安全性。因此道路縱斷面設計時應合理布設縱坡的大小、長度。

2）豎曲線。豎曲線主要是在道路縱坡轉折點將相鄰的直線段平滑的連接起來，使行車平穩(wěn)過渡，包括凸曲線和凹曲線兩種。豎曲線半徑的大小會直接影響過渡效果的好壞，進而影響交通安全。其主要作用在三方面：①確保道路縱向行車視距，當半徑很小時，凸曲線兩側都是上坡段，車輛做爬坡運動，駕駛員視野處于斜上方，將到坡頂時會出現一段視野盲區(qū)，嚴重影響行車安全，凹曲線時則兩側都是下坡，駕駛員視線貼近地面，減小了行車視距，并且凹曲線經常處于橋梁下方，進一步遮擋駕駛員視線，容易造成交通事故；如圖2所示；②緩和縱向變坡處行車動量變化而產生的沖擊作用，汽車在小半徑豎曲線上行駛時，受到豎向離心力作用駕駛員產生超重（凹曲線）或失重（凸曲線）過大，易造成駕駛失控，影響行車安全；③將豎曲線與平曲線恰當組合，有利于路面排水和改善行車的視線誘導和舒適感。因此，縱斷面設計時豎曲線長度應保證3s行車。

圖2 駕駛員視野盲區(qū)示意圖

3 平縱組合設計與交通安全

公路平面與縱斷面的線形組合是線形設計最后階段要考慮的問題，在此之前的線形設計是滿足汽車運動學和力學要求，而最后階段的組合問題就要研究如何滿足視覺和心理方面的連續(xù)性、舒適感，研究與周圍環(huán)境的協調和良好的排水

條 3

件，以保證汽車行駛的安全、舒適與經濟。

當某些組合的平曲線與豎曲線結合時，由于視距的降低和汽車不得不在三維空間行駛，從而大大增加了駕駛員的工作負擔，一些難以意料的狀況的出現則會導致駕駛員采取不安全的操作行為，從而影響交通安全。因此我們有必要了解一些組合的特性及應注意的問題。如表1。

表1 線形組合特征及注意問題

空間線形組合 平面長直線與縱斷面長坡段組合

特征

1、線形單調、枯燥，在行車過程景觀無變化，容易使司機產生疲勞； 2、駕駛易超速行駛，超車頻繁； 3、但在交通比較錯綜復雜的路段（如交叉口），采用這種線形要素是有利的。

平面直線與凹形豎曲線組合

1、 具有較好的視距條件； 2、 因此線形不再生硬、呆板； 給予司機以動的視覺印象，3、提高了行車的舒適性。

平面直線與凸形豎曲線組合 平曲線與縱面直坡段組合

1、 線形視距條件差， 2、 線形單調，應盡量避免。 1、只要平曲線半徑選擇適當、平面

的圓曲線與縱面直坡段組合其視覺效果是良好的。

2、若平面的直線與圓曲線組合不當

（如斷背曲線）、或平曲線半徑較小時與縱面直坡段組合將在視覺上產生折曲現象。

平曲線與豎曲線組合

1、平曲線與豎曲線組合的組合線形，1、一般情況下，當平、縱曲線半

如果平縱面幾何要素的大小適當、均衡協調、位置適宜，可以獲得視覺舒順、誘導視線良好的空間線形。

2、 平曲線與豎曲線較小，則會出現

一些不良的組合效果。

徑較大時，應使平、縱曲線對應重疊組合，并使平曲線較長些將豎曲線包起來。

2、注意平、縱曲線幾何要素指標均衡、勻稱、協調，不要把過緩與過急、過長與過短的平縱曲線組合在一起。

3、注意凸形豎曲線頂部與凹形豎曲線底部，不得與反向平曲線的拐點重合。

4、避免在一個平曲線上連續(xù)出現多個凹、凸豎曲線。

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注意問題

1、 為調節(jié)單調的視覺，增設視線誘導設施，

設計時用劃車道線、 2、設置標志；

3、 注意改變景觀，分段綠化、注意與路旁建筑設施配合等方法來彌補。

1、注意避免采用較短的凹形豎曲線，以避免產生折點；

2、在兩個凹形豎曲線間注意不要插入短直線。

注意采用較大的豎曲線半徑，以保證有較好的視距。

1、 要注意平曲線半徑與縱坡度協調；

2、 要注意合成坡度的要求； 3、 要避免急彎與陡坡相組合。

4 結束語

綜上所述，線形設計作為整個道路設計的骨架，它的好壞直接關系了行車的安全與舒適。因此作為道路的設計者，應從設計開始就做到細致、嚴謹、科學合理，并且使道路更加人性化，使駕乘者感覺舒適、愉悅，使行車更加安全。更多的體現“以人為本”的公路設計新理念。

參考文獻：

（1）中華人民共和國行業(yè)標準.公路路線設計規(guī)范(JTG D20—2006).北京：人民交通出版社，2003.

（2）楊少偉.道路勘測設計(第二版).北京：人民交通出版社，2004

（3）李嘉.公路設計百問(第二版).北京：人民交通出版社，2009

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