公路线形设计对交通安全的影响

2021-03-17李泽坤徐超王琦

运输经理世界 2021年6期

关键词：线形车道宽度

李泽坤、徐超、王琦

（东营市公路勘察设计院有限公司，山东东营257091）

0 引言

影响交通安全的因素有很多，其中最主要也是影响程度最大的就是公路线形，一旦公路线形设计不合理，必定在路段中产生事故多发点。因此有必要明确公路线形设计对交通安全的影响，并分析提出保证交通安全的做法。

1 总体概述

对交通安全有一定影响的公路技术参数有很多，如设计时速、平曲线半径、纵坡及路基宽度等。本次搜集多条公路路段的线形指标，具体为：1#公路，路线总长约131.5km，处于山岭重丘区，设计时速100km，线路最大纵坡为3.9%，平曲线的最小半径为400m，路基宽25.5m，双向四车道；2#公路，路线总长约95.78km，处于山岭重丘区，设计时速100km，线路最大纵坡为4.0%，平曲线的最小半径为700m，路基宽26.0m，双向四车道；3#公路，路线总长约123.00km，处于平原微丘区，设计时速100km，线路最大纵坡为4.0%，平曲线的最小半径为600m，路基宽26.0m，双向四车道；4#公路，路线总长约146.88km，处于平原微丘区，设计时速120km，线路最大纵坡为2.5%，极限、一般平曲线的最小半径分别为1000m 和400m，停车视距为160m，双向四车道；5#公路，路线总长约228.00km，处于山岭区，设计时速100km，线路最大纵坡为5.0%，平曲线的最小半径为250m，路基宽26.0m，双向四车道；6#公路，路线总长约88.10km，处于山岭沙漠区，设计时速100km，线路最大纵坡为5.0%，平曲线的最小半径为530m，路基宽26.0m，双向四车道。

上述现有公路除个别情况外，都可以满足相关规范及标准提出的要求，但在投运后，很多路段都有交通事故高发点。若从几何参数这一角度讲，导致事故高发的原因为：其一，因受到地形条件或工程投资等方面因素的影响及限制，在路线设计过程中采用与极限十分接近的指标，或直接采用极限指标，尽管字面上符合要求，但在实际情况中可能对行车安全造成一定威胁。其二，在线形组合相对较差的段落，因直线和曲线段组合不合理，导致驾驶员易产生疲劳或大意，导致事故发生[1]。

2 行车速度指标和公路交通安全

在公路线形设计过程中，无论单个指标的具体取值或是否组合，其根本目标都在于满足行车要求，基于此，公路线形设计好坏会直接反应在行车方面。根据国内外相关统计结果，在不同原因引发的交通事故当中，和车速有直接或间接关系的可达总数1/3 左右，实际车速和平均车速之间的差值与事故发生率保持正比关系。

运行车速除了和行车安全直接相关，并且还在很大程度上决定了事故造成的伤亡程度。对此，引入运行车速这一基本概念，并采用适当的设计方法对保证公路行车安全有重要作用和意义[2]。

3 平、纵线形组合和公路交通安全

根据事故统计结果可知，弯坡段落更容易发生事故，其原因为平、纵组合不合理，特别是当地形条件较差时，为降低造价或减少工程量，采用了并不适宜的平、纵组合方式。平曲线半径、车速与横、纵坡之间应满足以下关系：

式（1）中：i弯表示弯坡段落的纵向坡度；imax表示直坡段落的最大纵坡，采用规范值；ih表示横坡，采用规范值；R表示平曲线的半径[3]。

从式（1）可以看出，在设计速度一定时，不同平曲线半径上所对应的保证汽车沿纵横组合方向具有稳定性的弯道最大坡度值，以120km 的设计时速为例，对于处在平原微丘区中的段落，其圆曲线半径和超高之间的关系如表1所示，平曲线半径和弯道最大坡度之间的关系如表2所示。

表1 圆曲线半径和超高之间的关系

表2 平曲线半径和弯道最大坡度之前的关系

由表1、2 可以看出，对于弯坡段落，如果按照以上理论对纵坡进行控制，则实际纵坡应比规范值小，也及时需要对最大纵坡予以折减；当公路的技术等级较高时，对纵坡进行的折减程度较大，对此可通过适当提高平曲线的半径解决[4]。

4 横断面要素和公路交通安全

横断面要素主要是指宽度，如车道宽度、硬路肩宽度及中分带宽度，其对驾驶员自身行为有很大影响，并且还决定了驾驶员判断和其他汽车或物体之间距离的能力；可见，该要素对交通安全也有很大影响，具体表现在以下几个方面。

首先，对于车道宽度，相关研究成果表明，在双车道路段，当车道宽度增加时，交通事故的发生率降低，但车道宽度增加不可随意进行，存在一定限度。按照相关标准，对高等级公路，其车道宽度一般不能小于3.75m，这是保证交通安全的重要前提之一[5]。

其次，对于硬路肩宽度，伴随我国西部地区开发力度的不断增大，逐渐在山区进行公路修建，在这种情况下确定适宜的路肩宽度，除了是保证行车安全的必然需要，还决定了工程造价与环境保护。根据相关研究成果，在双车道路段，如果路肩宽度从0 增加至2m，则事故发生率明显降低；若继续增加路肩宽度，事故发生率基本不变。另外，当多车道路段存在中分带时，当与中分带靠近的路缘带宽增加时，会使事故的发生率提高。

最后，对于中分带宽度，宽度足够且未设置护栏的中分带，能为行驶异常的车辆提供适当纠错空间，而宽度较小的中分带，比如钢质或混凝土护栏等，则能迫使行驶异常的车辆回到正常车流当中；虽然宽度较小的中分带不能为行驶异常的车辆提供一定纠错空间，但能分隔不同方向的车流，从而为需要从道路中横向穿过的行为提供一定安全空间。相较于没有中分带的段落，有宽度较小的标线式分隔带能减少约30%的交通事故，有宽度较小的突出式分隔带能减少约48%的交通事故，而有宽度较大的中分带则能减少近54%的交通事故。可见，设置宽度足够的中分带对保证行车安全有显著的积极作用，按照美国相关标准要求，中分带宽度需达到1.5～3.0m[6]。