道路條件對(duì)行車安全的影響分析

高建偉

（蘭州市城市建設(shè)設(shè)計(jì)院，甘肅 蘭州 730050）

道路條件對(duì)行車安全的影響分析

高建偉

（蘭州市城市建設(shè)設(shè)計(jì)院，甘肅 蘭州 730050）

道路幾何線形、路面質(zhì)量、交通輔助設(shè)施是影響道路行車安全的主要因素，其中道路幾何線形尤為重要。詳細(xì)總結(jié)了這些因素對(duì)行車安全的影響機(jī)理，并提出了相關(guān)設(shè)計(jì)改善方法，以提高道路設(shè)計(jì)質(zhì)量，保障行車安全。

道路條件；幾何線形；路基；路面；行車安全；影響分析

0 引言

我國(guó)交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)在近年來得到了快速?gòu)V泛發(fā)展，道路路網(wǎng)體系在不斷完善，但隨著而來的交通安全問題也愈加顯著，并呈現(xiàn)逐年增高的態(tài)勢(shì)。交通事故不僅形成了顯著的人員傷亡，也產(chǎn)生了惡劣的社會(huì)影響，使得道路的設(shè)計(jì)質(zhì)量廣受質(zhì)疑。交通安全除了駕駛員主觀因素外，道路條件也是形成引發(fā)交通事故的重要內(nèi)在因素。道路的設(shè)計(jì)不僅需要保證其應(yīng)有的交通流量集散效率，還需要在設(shè)計(jì)中充分考慮交通安全因素，降低交通事故的發(fā)生概率，提到道路設(shè)計(jì)質(zhì)量。

實(shí)際運(yùn)營(yíng)的公路工程因各種各樣的原因出現(xiàn)不同頻次和程度的交通事故，這些交通事故的形成原因是多方面的，不僅有駕駛員的隨機(jī)性主觀因素如疲勞駕駛、危險(xiǎn)駕駛、不遵守交通規(guī)則等，也有道路環(huán)境等客觀因素如大霧天氣、雨雪天氣、路面抗滑性差、公路設(shè)計(jì)不合理等[1]。這其中，道路條件是影響交通安全的關(guān)鍵客觀因素，也是評(píng)判道路設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要指標(biāo)，交通事故發(fā)生概率較高的道路區(qū)域，其設(shè)計(jì)質(zhì)量顯然應(yīng)該受到質(zhì)疑[1][2]。道路條件包括道路的幾何線形、路面性能、交通輔助設(shè)施等多方面，這些都會(huì)對(duì)道路的行車安全產(chǎn)生影響，特別是幾何線形。論文將詳細(xì)分析這些道路條件對(duì)行車安全的影響，從而為道路設(shè)計(jì)提供參考，提到道路行車的安全。

1 道路幾何線形的影響分析

道路的幾何線形決定了車輛的行駛軌跡，好的道路線形，能夠考慮實(shí)際駕駛的車輛性能和駕駛員習(xí)慣，很方便地提供車輛在道路上的平穩(wěn)安全行駛，而線形設(shè)計(jì)不合理所造成的后果就是駕駛員極度緊張，很容易發(fā)生交通事故?？v面線形、平面線形、線形組合、線形交叉等幾何線形因素，都會(huì)對(duì)行車安全產(chǎn)生影響[3]。

1.1 縱面線形

縱面線形是道路線形在豎向平面內(nèi)的變化，體現(xiàn)在坡長(zhǎng)、坡度、變坡點(diǎn)曲率（豎曲線半徑）3個(gè)方面。

（1）坡長(zhǎng)對(duì)行車安全影響。坡度過長(zhǎng)將使得車輛需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的加速或減速，則會(huì)使得車速過高或者過低而發(fā)生交通事故。在上坡過程中，車輛需要不斷加速，過高的車速是誘發(fā)交通安全的直接因素，且容易使駕駛員疲勞；下坡過程中為了避免撞車往往需要減速，但不同車型的減速機(jī)動(dòng)性差別很大，特別是重載車輛減速很容易導(dǎo)致交通事故，也很容易對(duì)道路路面產(chǎn)生損傷，降低行車的平穩(wěn)性。

（2）坡度對(duì)行車安全影響。坡度對(duì)車輛的機(jī)動(dòng)性能要求很高，當(dāng)坡度很大時(shí)很容易造成車輛熄火或者剎車不靈敏，這非常容易誘發(fā)交通事故；且坡度大的下坡路段，由于車輛自身重力因素使得車輛不斷加速，進(jìn)而提高撞車可能性。通過調(diào)研顯示：坡度在-2%～2%范圍內(nèi)發(fā)生交通事故的概率很低，這種坡度組合基本能夠滿足車輛行車視距要求，車輛在上述坡度組合范圍內(nèi)也能夠很好地進(jìn)行車速調(diào)控。然而，當(dāng)坡度很大后，見圖1，坡度超過4%其交通事故發(fā)生率就會(huì)增長(zhǎng)，而達(dá)到7%后交通事故發(fā)生率直接發(fā)散，表明行車極度不安全，這說明道路坡度對(duì)行車安全影響很大，在設(shè)計(jì)中需要謹(jǐn)慎設(shè)計(jì)坡度6%以上的路段。

圖1 坡度對(duì)道路交通事故率的影響

（3）豎曲線半徑對(duì)行車安全影響。豎曲線半徑主要影響行車視距，且存在路線轉(zhuǎn)折，因此對(duì)行車安全產(chǎn)生影響。豎曲線半徑越大，其形狀越接近直線，因此能夠提供的行車視距也越大，這樣駕駛員能夠清楚則掌握前方路段狀況，不易發(fā)生交通事故；反之，小半徑豎曲線使得駕駛員在通過圓曲線極點(diǎn)前行車視距短，不能掌握駕駛路段情況，而在過極點(diǎn)后產(chǎn)生失重“懸空”和超重感覺而失去方向感，極容易產(chǎn)生交通事故。另外一方面，豎曲線半徑小使得車輛的離心力大，車輛與路面的摩擦性能降低，影響行車安全。因此設(shè)計(jì)中需要根據(jù)行車速度控制豎曲線半徑，見表1。

表1 豎曲線最小半徑和長(zhǎng)度與設(shè)計(jì)車速關(guān)系

1.2 平面線形

平面線形的直線段長(zhǎng)度和平曲線半徑是影響行車安全的兩個(gè)重要設(shè)計(jì)因素。

（1）直線段長(zhǎng)度。直線雖然方向明確、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但從交通安全心理角度而言，過長(zhǎng)的直線設(shè)計(jì)又存在以下問題：a.線形過于單調(diào)，容易引起駕駛員疲勞造成反應(yīng)遲鈍，對(duì)突發(fā)事件應(yīng)激性差；b.駕駛員容易提速行駛，造成超速和車距不足；c.夜間行駛?cè)菀资軐?duì)向車輛影響，特別是開閃光燈情況，很容易發(fā)生交通事故。實(shí)際調(diào)研也發(fā)現(xiàn)事故死亡率與直線段長(zhǎng)度直接相關(guān)，超過4 km直線其百萬車公里事故率超過1.5%。因此需要在規(guī)范中對(duì)直線段長(zhǎng)度進(jìn)行限定，見表2。

表2 直線段長(zhǎng)度的限定

（2）平曲線半徑。嚴(yán)格而言平曲線由混合曲線和圓曲線共同構(gòu)成，但由于緩和曲線的設(shè)計(jì)基本是遵從車輛行車駕駛軌跡的，因此緩和曲線對(duì)交通事故的影響較小，主要體現(xiàn)在平曲線半徑上。車輛在平曲線半徑上的行駛是離心運(yùn)動(dòng)，因此需要提供足夠的橫向摩擦力保證行車的安全，如果摩擦力不足將使得車輛產(chǎn)生側(cè)傾，引發(fā)駕駛員精神緊張而產(chǎn)生失誤操作，出現(xiàn)交通事故。為保障交通安全，平曲線應(yīng)該滿足如下最小半徑，其中R是最小平曲線半徑，V是計(jì)算車速，μ是橫向力系數(shù)，ih是最大超高橫坡。

這其中，橫向力系數(shù)與駕駛員情緒高度關(guān)聯(lián)，如果系數(shù)很大則駕駛員往往通過大回轉(zhuǎn)駕駛來降低離心力，但這卻增加了交通安全風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)際數(shù)據(jù)的調(diào)研分析也顯示：圓曲線半徑只有超過2 000 m其交通事故發(fā)生率就會(huì)很低，越小事故發(fā)生率越大，呈現(xiàn)指數(shù)衰減模式。

1.3 線形組合

道路線形總要滿足路線規(guī)劃要求，因此需要不同程度的繞行，需要將不同豎曲線和平曲線進(jìn)行有效組合。線形組合的適宜性也與交通安全直接相關(guān)，對(duì)于線形過渡不平緩的區(qū)域，應(yīng)該設(shè)置相關(guān)的警告標(biāo)志或者增加車輛間距等方法，提高道路的抗滑能力，并設(shè)置防撞欄桿，將可能的交通事故影響降低至最小。

為了降低交通安全事故的發(fā)生，設(shè)計(jì)方法就是綜合運(yùn)用直線、圓曲線和緩和曲線。例如，在地形條件很好的地區(qū)，則盡量選用直線減少工程量，但為了避免長(zhǎng)直線帶來的疲勞駕駛問題，則需要引入部分圓曲線和緩和曲線。總體而言，在進(jìn)行平縱曲線的線形組合設(shè)計(jì)中，應(yīng)該避免使用長(zhǎng)度較大的平曲線包含眾多較短的曲線，也應(yīng)該使得長(zhǎng)度很小的平曲線不和長(zhǎng)度很小的豎曲線進(jìn)行組合，總體上保持行車視覺的連續(xù)性和平緩過渡性。

1.4 線路交叉

線路交叉包括平面交叉和立體交叉，立體交叉交通沖突較少，交通事故的發(fā)生率較低；平面交叉則直接存在交通沖突，如果設(shè)計(jì)當(dāng)一方車輛采取非正常交通行為時(shí)，例如改變速度、突然停車、轉(zhuǎn)換方向等，如果另一路線車輛不進(jìn)行緊急避險(xiǎn)，則很容易發(fā)生車輛碰撞，引發(fā)交通事故[4]。平面交叉路線為了避免交叉口的交通沖突，需要?jiǎng)澐趾貌煌煌ㄐ旭倕^(qū)域，增加行車視距，通過設(shè)置交通警示牌或者道路路線，增加視頻拍照等手段，控制交叉口的車輛交通行為。

首先交叉口道路的坡度、視距、行車速度等都應(yīng)該按照公路工程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果路線交叉范圍內(nèi)的路線設(shè)計(jì)不能滿足要求，應(yīng)該調(diào)整主線或者交叉路線的幾何線形。

其次，路線交叉需要選擇適宜的交叉型式，考慮主線和輔線的特點(diǎn)，一般情況下需要以提高主線交通通行效率為原則，盡量降低支線交通對(duì)主線的影響。

2 路面性能的影響分析

路面性能是影響行車平穩(wěn)性的重要因素，因此對(duì)交通安全產(chǎn)生影響。出現(xiàn)退化或者病害的道路路面，對(duì)行車安全隱患是多方面的。如果路面的平整性不好，出現(xiàn)坑蝕、局部沉陷、路面鼓屈等問題，則會(huì)導(dǎo)致跳車現(xiàn)象，這對(duì)行車速度快的車輛具有極大的安全威脅，特別是雨霧天駕駛環(huán)境。如果道路的抗滑性能不足，則使得雨雪天氣下車輛的機(jī)動(dòng)性能和制動(dòng)性能受到影響，對(duì)于繁忙交通、長(zhǎng)大縱坡、小曲率半徑等路段，形成很大的安全威脅，甚至導(dǎo)致連環(huán)撞車事故。

因而，道路的設(shè)計(jì)需要充分考慮行車安全因素。一方面，道路的路面性能需要滿足規(guī)范的設(shè)計(jì)要求；另一方面，道路的路面抗滑性、強(qiáng)度和平穩(wěn)性等設(shè)計(jì)指標(biāo)，需要根據(jù)道路運(yùn)營(yíng)地點(diǎn)的特殊情況，進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整設(shè)計(jì)。例如長(zhǎng)大縱坡道路，需要對(duì)道路抗滑性進(jìn)行特別考慮；重載交通路段，路面的疲勞問題需要進(jìn)行必要的特定地點(diǎn)交通疲勞設(shè)計(jì)驗(yàn)算。

3 交通輔助設(shè)施的影響分析

道路交通輔助設(shè)施是交通安全設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于車輛駕駛的引導(dǎo)，提高通行效率和行車安全具有重要作用。交通輔助設(shè)施包含標(biāo)志標(biāo)線、視線誘導(dǎo)、安全防護(hù)等。

交通輔助設(shè)施完善的區(qū)域往往交通事故發(fā)生率很低，而沒有交通指示的區(qū)域發(fā)生交通事故的概率大大增加。常用的交通標(biāo)志標(biāo)線如速度限制、避險(xiǎn)車道、連續(xù)轉(zhuǎn)彎、禁止變道、禁止超車等，都是根據(jù)實(shí)際路況特點(diǎn)及路線特點(diǎn)制定的交通誘導(dǎo)方案，如果駕駛員都能夠按照這些執(zhí)行，發(fā)生交通事故的概率將大大降低。視線誘導(dǎo)裝置則很好地提供了夜間行車參照，確保視線均勻過渡，為行車安全提供保障。安全防護(hù)措施如防撞欄桿和防撞墩柱等，則提供了交通安全的最后一道安全屏障，對(duì)于沿江、河路段具有重要意義。

4 結(jié)語

隨著我國(guó)道路基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的完善，道路交通安全問題也備受關(guān)注。世界交通事故中雖然85%是人為因素產(chǎn)生，5%是車輛自身性能影響，還有10%受到道路條件的影響，因此如果道路出現(xiàn)多發(fā)交通事故問題，其道路設(shè)計(jì)質(zhì)量也會(huì)廣受質(zhì)疑。論文詳細(xì)探討了道路條件對(duì)行車安全的影響，其中道路線形是主要影響因素，路面性能和交通輔助設(shè)施則也產(chǎn)生影響。對(duì)這些影響機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并提出了相關(guān)設(shè)計(jì)改善方法，提高道路設(shè)計(jì)質(zhì)量，保障行車安全。

[1]屈海軍.高速公路行車安全的道路設(shè)計(jì)因素探討[J].城市道橋與防洪,2016(8):8-10.

[2]李自華.高速公路幾何線形設(shè)計(jì)對(duì)交通安全的影響[J].公路交通科技 (應(yīng)用技術(shù)版),2011(11):32.

[3]熊靜,金志良,王紅.道路條件對(duì)交通安全的影響分析[J].道路交通與安全,2006,6(12):26-29.

[4]孫寶蕓,陸鍵,戈權(quán)民,等.公路平面交叉口交通安全改善措施[J].交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào),2005,3(4):50-54.

U412.3

B

1009-7716（2017）10-0034-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.10.010

2017-06-12

高建偉（1976-），男，甘肅靖遠(yuǎn)人，高級(jí)工程師，從事市政道路設(shè)計(jì)工作。