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淺析道路線形設(shè)計(jì)對(duì)交通安全的影響

發(fā)布時(shí)間：2014-03-06 14:06:04  

淺析道路線形設(shè)計(jì)對(duì)交通安全的影響

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

關(guān)鍵詞：線形設(shè)計(jì)、交通安全、平面、縱斷面、平縱組合

自改革開放以來(lái)，我國(guó)在公路建設(shè)方面取得了輝煌的成就，截止2012年底公路通車總里程達(dá)到410萬(wàn)公里，國(guó)家干線公路通車?yán)锍桃策_(dá)到了17.3萬(wàn)公里，其中國(guó)家高速公路6.8萬(wàn)公里，穩(wěn)居世界第二。然而在這一系列輝煌數(shù)字背后卻是不斷增長(zhǎng)的交通事故，中國(guó)已是世界上交通事故死亡人數(shù)最多的國(guó)家之一。交通事故產(chǎn)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(jié)果，而“路”作為基礎(chǔ)，線形設(shè)計(jì)的好壞直接影響了行車的安全。

因此，對(duì)線形設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行分析評(píng)價(jià)是十分有必要的。

圖1 線形設(shè)計(jì)影響安全要素

線形設(shè)計(jì)各要素對(duì)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(shè)計(jì)與交通安全

直線、圓曲線和緩和曲線構(gòu)成了現(xiàn)代道路平面線形的三要素，對(duì)三要素的合理組合運(yùn)用，可以使行車安全、駕乘感受、沿途景致以及工程經(jīng)濟(jì)得到保證。下文將從以上三要素入手，分析平面線形設(shè)計(jì)對(duì)交通安全的影響。

1）直線。在道路線形設(shè)計(jì)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(jiǎn)單、測(cè)設(shè)便捷等無(wú)可比擬的線形特性。因此在定線時(shí)只要地勢(shì)平坦、地物無(wú)障礙，定線人員都會(huì)首選直線通過。但直線過長(zhǎng)或過短也會(huì)給行車安全帶來(lái)一系列不利因素。從駕駛?cè)藛T分析，行駛在直線段上會(huì)認(rèn)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(zhǎng)時(shí)間行駛在直線段上使得行車單調(diào)、精力不集中、易產(chǎn)生疲勞感、反應(yīng)遲鈍，在遇到突發(fā)情況時(shí)處理不當(dāng)從而引發(fā)事故。相反，若直線太短，同樣會(huì)給駕駛?cè)藛T產(chǎn)生感知上的誤差，如兩個(gè)可以通視的圓曲線中間以短直線連接，駕駛員會(huì)誤將兩圓曲線與直線看成同一曲率的一個(gè)彎道，在由圓曲線進(jìn)入直線曲率發(fā)生變化時(shí)未能作出相應(yīng)的駕駛調(diào)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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免長(zhǎng)直線的出現(xiàn)，在道路兩側(cè)景色有變化的地點(diǎn)大于20v是可以接受的，景色單調(diào)的地點(diǎn)則應(yīng)控制在20v以內(nèi)。同時(shí)圓曲線間最小直線長(zhǎng)度應(yīng)滿足《規(guī)范》的要求。

2）圓曲線。圓曲線能較好的適應(yīng)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(zhuǎn)折處，往往可插入與兩端直線相切的圓曲線來(lái)實(shí)現(xiàn)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?yàn)檐囕v在圓曲線上行駛時(shí)受到向心力的影響，有向外偏移、傾覆的趨勢(shì)，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(huì)隨之加大。并且在圓曲線上視距受到限制，對(duì)前方路況的未知增加了駕駛員的心理負(fù)擔(dān)，使他們更易疲憊，從而反應(yīng)遲鈍、判斷力下降，一旦遇到突發(fā)狀況，供司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間很短，稍有疏忽大意便可能導(dǎo)致交通事故發(fā)生。因此，在實(shí)際道路設(shè)計(jì)中，圓曲線半徑應(yīng)盡可能采用較大值，但不宜超過10000m，因?yàn)樵谝暰�集中的300～600m范圍內(nèi)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(shè)計(jì)中緩和曲線一般采用回旋線，它是曲率隨曲線長(zhǎng)度變化的曲線，這一特性與駕駛員勻速轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤使車輛以一定速度從圓曲線進(jìn)入直線或從直線進(jìn)入圓曲線或由一曲線駛?cè)肓硪磺�的軌跡相符。經(jīng)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(yīng)至少保證汽車有3s行車時(shí)間，否則會(huì)使駕駛員操作緊張、慌亂，造成不便。

2 縱斷面設(shè)計(jì)與交通安全

縱斷面設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是根據(jù)汽車的動(dòng)力特性、道路等級(jí)、地形、地物、水文地質(zhì)，綜合考慮路基穩(wěn)定、排水以及工程經(jīng)濟(jì)性等，以下我們將從縱坡的大小、長(zhǎng)短，豎曲線半徑進(jìn)行分析。

1）縱坡�？v坡的大小、長(zhǎng)度都會(huì)對(duì)行車造成很大的影響，因此對(duì)于不同設(shè)計(jì)時(shí)速的公路，《規(guī)范》對(duì)縱坡的大小、長(zhǎng)度都進(jìn)行了相應(yīng)的規(guī)定。若車輛行駛 2

在長(zhǎng)距離大縱坡上，特別是當(dāng)縱坡為5%以上，上坡時(shí)汽車為克服阻力，長(zhǎng)時(shí)間采用低速檔行駛，使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，水箱沸騰，而下坡時(shí)，則必須頻繁制動(dòng)，，若是重車便會(huì)存在剎車失靈的隱患，影響行車安全。若縱坡過小則會(huì)影響縱向排水，在挖方路段、設(shè)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(huì)起伏頻繁，行車時(shí)會(huì)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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理布設(shè)縱坡的大小、長(zhǎng)度。

2）豎曲線。豎曲線主要是在道路縱坡轉(zhuǎn)折點(diǎn)將相鄰的直線段平滑的連接起來(lái)，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(huì)直接影響過渡效果的好壞，進(jìn)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(dāng)半徑很小時(shí)，凸曲線兩側(cè)都是上坡段，車輛做爬坡運(yùn)動(dòng)，駕駛員視野處于斜上方，將到坡頂時(shí)會(huì)出現(xiàn)一段視野盲區(qū)，嚴(yán)重影響行車安全，凹曲線時(shí)則兩側(cè)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(jīng)常處于橋梁下方，進(jìn)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(dòng)量變化而產(chǎn)生的沖擊作用，汽車在小半徑豎曲線上行駛時(shí)，受到豎向離心力作用駕駛員產(chǎn)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(dāng)組合，有利于路面排水和改善行車的視線誘導(dǎo)和舒適感。因此，縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)豎曲線長(zhǎng)度應(yīng)保證3s行車。

圖2 駕駛員視野盲區(qū)示意圖

3 平縱組合設(shè)計(jì)與交通安全

公路平面與縱斷面的線形組合是線形設(shè)計(jì)最后階段要考慮的問題，在此之前的線形設(shè)計(jì)是滿足汽車運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)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(xié)調(diào)和良好的排水

條 3

件，以保證汽車行駛的安全、舒適與經(jīng)濟(jì)。

當(dāng)某些組合的平曲線與豎曲線結(jié)合時(shí)，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(fù)擔(dān)，一些難以意料的狀況的出現(xiàn)則會(huì)導(dǎo)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(yīng)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(zhǎng)直線與縱斷面長(zhǎng)坡段組合

特征

1、線形單調(diào)、枯燥，在行車過程景觀無(wú)變化，容易使司機(jī)產(chǎn)生疲勞； 2、駕駛易超速行駛，超車頻繁； 3、但在交通比較錯(cuò)綜復(fù)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(jī)以動(dòng)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(diào)，應(yīng)盡量避免。 1、只要平曲線半徑選擇適當(dāng)、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(dāng)

（如斷背曲線）、或平曲線半徑較小時(shí)與縱面直坡段組合將在視覺上產(chǎn)生折曲現(xiàn)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(dāng)平、縱曲線半

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

2、 平曲線與豎曲線較小，則會(huì)出現(xiàn)

一些不良的組合效果。

徑較大時(shí)，應(yīng)使平、縱曲線對(duì)應(yīng)重疊組合，并使平曲線較長(zhǎng)些將豎曲線包起來(lái)。

2、注意平、縱曲線幾何要素指標(biāo)均衡、勻稱、協(xié)調(diào)，不要把過緩與過急、過長(zhǎng)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(diǎn)重合。

4、避免在一個(gè)平曲線上連續(xù)出現(xiàn)多個(gè)凹、凸豎曲線。

4

注意問題

1、 為調(diào)節(jié)單調(diào)的視覺，增設(shè)視線誘導(dǎo)設(shè)施，

設(shè)計(jì)時(shí)用劃車道線、 2、設(shè)置標(biāo)志；

3、 注意改變景觀，分段綠化、注意與路旁建筑設(shè)施配合等方法來(lái)彌補(bǔ)。

1、注意避免采用較短的凹形豎曲線，以避免產(chǎn)生折點(diǎn)；

2、在兩個(gè)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(xié)調(diào)；

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(jié)束語(yǔ)

綜上所述，線形設(shè)計(jì)作為整個(gè)道路設(shè)計(jì)的骨架，它的好壞直接關(guān)系了行車的安全與舒適。因此作為道路的設(shè)計(jì)者，應(yīng)從設(shè)計(jì)開始就做到細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)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(xiàn)“以人為本”的公路設(shè)計(jì)新理念。

參考文獻(xiàn)：

（1）中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D20—2006).北京：人民交通出版社，2003.

（2）楊少偉.道路勘測(cè)設(shè)計(jì)(第二版).北京：人民交通出版社，2004

（3）李嘉.公路設(shè)計(jì)百問(第二版).北京：人民交通出版社，2009

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