道路设计对交通安全的影响及改善

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  【摘 要】 道路交通安全一直以来是全球共同面临的一个主要安全问题之一。近年来,随着国民经济增长和城市化水平的不断提高,我国道路交通工具的保有量大幅提高,但随之而来的是大量交通事故的发生。所以改善道路条件以减少交通事故的发生,道路的合理设计具有重要意义。本文分析了道路的选线线形与安全的关系,平面线形、纵断面线形及横断面线形等对道路交通安全的影响因素,找出不利于道路交通安全的线形组合。并提出了改善措施。
  【关键词】 道路科学合理设计;交通安全;保障;影响;改善
  一、概述
  我国的交通运输事业不断的发展,公路的规模不断的扩大,截止2010年底,全国的公路里程突破了400万公里,达到了400.82万公里,比上年同比增长了3.8%。在全国公里里程不断增加的同时,必须更加关注道路的各项安全指标。公路是一种线状构造物,线形设计的好坏对于汽车的行驶安全起了决定性的作用。交通事故多发安全隐患,有时候不只是人的原因,很多事因为道路设计的不合理而酿成的惨祸,所以要保障人们的生命财产安全就要想办法提高道路的安全合理性能,做好道路的技术设计。全面的考虑到一切有关于人们生命财产安全的隐患,进一步优化道路的技术设计,规避所有可能性的道路危险的发生。所以现通过对道路交通事故的发生与道路线性的关系进行深度分析并就不同的因素对道路安全的影响做简要阐述
  二、道路设计对交通安全的影响
  2.1直线对交通安全的影响分析
  直线过短易误导驾驶员产生错觉,例如同向曲线中插入的直线过短时,破坏了线形的连续性,误导驾驶员判断错误,不利于安全行车,这样的曲线称为断背曲线,在道路线形设计中应该尽量避免。《公路路线设计规范》中规定,当计算的行车速度超过60km/h的时候,两同向曲线中插入的直线长度最好不要低于行车速度的6倍。
  直线过长也不利于安全行驶。直线过长时由于线形比较单调,长时间的直线行驶易麻痹驾驶员的心理,使驾驶员注意力不集中易产生疲劳感,对车速掌握不当,发生超速行驶,或对突发情况不能及时采取措施而引发交通事故。国外对于直线路段的研究资料表明,驾驶员在直线上正常行驶的时间超过70秒就会有单调的感觉,经过实验研究,在不需要超车的情况下,车辆在97km/h的速度下行驶3分钟就会产生烦躁心理。德国规定道路设计的直线长度不能超过20V(设计车速下72秒的行程),美国规定为4.83km。我国对直线的设计没有明确规定,在使用直线线形时应因地制宜,选用合理的直线长度。
  2.2平曲线对交通安全的影响
  平曲线中影响交通事故的因素主要有曲线半径、曲线的变化率、平曲线设置频率、平曲线转角、平曲线超高等,由于圆曲线大小和位置的确定和曲线半径有关,因此,平面线形对交通安全的影响中更应注重曲线半径对交通安全的影响。
  曲线半径对交通安全的影响
  对平曲线进行设计时首先确定的是曲线半径的大小,我国的《公路工程技术标准》提供了道路曲线设计的最小半径值如表2.1所示
  平曲线对交通安全的影响,除了单纯的考虑平曲线的半径因素外,还应该考虑在不同曲线半径下所连接的线形,曲线两端连接的线形不合理,会使驾驶员在路线上行驶时不能及时反应而发生交通危险。
  图2.1可以明确的看出不同的平曲线半径和各种类型的直线线形相连接时事故率的变化情况,道路事故率在T7和R1组合时,事故率达到最大值,即平曲线在半径值的范围在200米至250米之间时,并且和其相邻的直线长度在480米至600米的范围内,发生的交通事故概率大于其他的线形组合;在T7和R2的线形组合中,道路发生的交通事故率达到了12.9仅次于T7与R1的组合。而对于平曲线的半径分类处于R3以上的曲线,和不同长度的直线组合对于事故率的变换情况几乎一致。
  2.3纵断面线形对交通安全的影响分析
  在纵断面中道路交通事故的因素有:直线的坡度与坡长、竖曲线的长度、半径等。
  2.3.1坡度对交通安全的影响
  纵坡设计的好坏影响车辆的使用性能,当坡度较大时,汽车在爬坡过程中行驶就需要更多的牵引力,如果坡长较长,会造成汽车的水箱温度不断上升,甚至出现汽车熄火,增加汽车的磨损,降低汽车的使用寿命;同样长时间的下坡行驶易导致制动发热,引发交通事故。道路交通事故的统计分析中发现以下两种坡度与坡长的组合易引发交通事故,其一:坡度超过8%并且纵坡的长度达到了360米;其二:坡度达到了12%左右但是坡长很短。
  2.3.2坡长对交通安全的影响
  纵断面线形中相邻两变坡点之间的水平距离称之为坡长,坡长对交通安全的影响主要体现在坡度与坡长共同作用下影响车辆行驶安全,坡长设计的过长或过短都不利于安全行车,坡长过长,在上坡路段,车辆速度不断降低,汽车为了正常行驶就要降低档位,满足爬坡性能的要求;同样的当坡长较短时,无形中增加了道路变坡点的个数,造成行车颠簸和视距变化,影响行车安全。
  2.3.3竖曲线对交通安全的影响
  竖曲线指设置纵向曲线在道路线形的变坡点处,这条纵向曲线称为竖曲线。竖曲线包含有凸形竖曲线和凹形竖曲线,竖曲线半径的合理设置对行车过程中的驾驶员具有良好的视线诱导作用。竖曲线对交通安全的影响主要表现在小半径竖曲线对道路交通安全的影响,因此要考虑在道路设计中豎曲线的最小半径值,竖曲线对最小半径的限制,主要从车辆在竖曲线上受到的离心力的作用及车辆在竖曲线行驶过程中所获得的视觉考虑。
  2.4横断面对交通安全的影响分析
  道路的横断面的设计对道路交通安全起到了辅助作用,道路的横断面对交通安全的主要影响因素有路面宽度、路肩宽度等。不同等级的公路根据其交通量、交通流的大小,要有其合理的路面宽度,路面宽度与交通事故率有一定的关系,交通事故率随着路面宽度的增大而相应的减小,但路面宽度在设计时不能无限制的增大,较大的道路宽度,会让驾驶员放松心理,认为行车安全而出现频繁超车的现象,同时宽度过宽还要考虑工程造价问题。   路肩可以给驾驶员在车辆行驶时提供视觉诱导,同时可以提供驾驶员临时停车和避让车辆的作用。对于双车道公路,当路肩宽度的变化范围为0米至2米时,相应的道路交通事故率的值有明显的下降趋势,同时路肩不能过宽,路肩过宽易被驾驶员用于超车行驶,不利于行车安全。
  2.5线形组合对交通安全的影响分析
  道路设计过程中为了综合考虑驾驶员行车安全及其心理情况,要采用合理的平纵线形组合。合理的平纵线形组合,可以使道路保持良好的平顺性,为了让驾驶员在驶入竖曲线之前,有足够的时间判断道路线形方向的变化,平曲线的长度应大于竖曲线,并且竖曲线长度随平曲线长度的变化而变化。合理的平纵组合要满足:(1)要有充足的视距;(2)要保证线形均衡。
  三、道路设计中涉及交通安全的改善措施
  3.1线形连续性
  1)运行速度与设计速度匹配
  设计速度为路线设计的关键参数,其值一旦选定,道路各项参数指标随之确定。若一条公路全路段采用一种设计车速设计公路线形,其设计线形必定组合协调、美观,驾驶员行车视野连续;同时也最利于保证运行速度与设计车速相一致,但是实际上很难做到。
  主要因为:(1)整条公路因穿越的地形类别不一样,设计时相邻路段线形指标的取值会有较大差异;(2)汽车实际行驶速度总是随道路线形、车辆动力性能与驾驶员特性等各种条件的改变而变化,具体表现为:相邻路段线形平顺、连续,车辆能均匀行驶;相邻路段线形变化频繁且不连续,车辆运行速度随之变化也快,使得路段内实际运行车速与设计车速相差大。且随道路设计车速的降低,这种差别愈明显。设计速度与全路段内运行速度间的对应关系见表3-1。
  为保证运行速度有良好的连续性与协调性,线形质量是关键因素。线形质量好,视线诱导能力强,行车速度快;线形质量差,行车速度和行车安全受影响,特别在公路线形由高指标向低指标变化路段,这种影响越来越大。
  2)曲率变化率
  曲率变化率定义为平曲线路段单位长度的角度变化之和,表征曲线长度与路线转角之间的关系,是描述曲线弯曲过程的一个设计元素,反映平曲线曲率变化的连续性。公路平面线形设计中,对直线、圆曲线和缓和曲线各要素所占比例及使用频率并无严格规定,只要各要素使用合理、配置得当,能满足汽车行驶要求。至于参数取值,则要视地形情况和人的视觉、心理、道路技术等级等综合条件来确定。做到车辆在设计路段上能安全行驶,其中最重要的反映指标是设计线形要连续,即线形指标均衡、曲率连续变化。对曲率变化范围,目前国内尚无规范论证,但规范对相邻路段不同线形组合连接的直线长度、曲线参数及曲率半径有规定。当曲率连续且在一定范围内变化时,可避免事故黑点路段,保证汽车快速、顺畅、安全行驶;汽车在曲率变化不连续的路段上行驶,有时因曲率的跳跃突变,行驶车辆的离心加速度大小及方向也随之突变,导致汽车稳定性差,交通事故不可避免。
  3)纵断面线形设计
  设计纵坡的大小直接影响行车速度和安全、道路使用质量、运输成本以及工程造价,大的纵坡对载重汽车行驶不利,上坡会使车速减慢,妨碍高速行驶,使超车增多、安全性降低;长的下坡会使刹车过热、制动失灵、调档失控。特别是纵坡极限值路段,为了克服高差、缩短展线和节省工程数量,采取连续下坡或上坡,或者上坡下坡频繁交替出现,这都将影响行车安全。另外,大纵坡的应用必须有坡长限制和增设缓和坡道,满足满载的载重车辆在某一指定的上坡道上行驶时,不致发生不合理减速以及克服连续上下坡起到缓冲作用。这样,既使载重汽车不会对其它轻型车和小汽车造成大的干扰,保证了道路的通行能力,又使行车的速度得到较好控制,做到了安全行驶。
  4)横断面设计
  横断面设计包括行车道、路肩、中央分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡道等,当平曲线半径小于某一规范值,还要进行横断面加宽设计。高速公路中的爬坡车道、避险车道及进出服务区和收费站的加减速车道也属于横断面设计的范畴。影响横断面设计的因素主要有:设计交通量、交通组成、设计速度、地形条件等,其中直接与行车安全有关的是各组成部分的宽度和路拱坡度;另外,行车道两侧的构造物和景观也间接对行车质量有影响。因此,进行合理的横断面设计,对行车安全及与景观的协调考虑必不可少。避险车道、爬坡车道设置如图3-1所示,超高设置位置图如图3-2。
  3.2公路行车视距充足性
  足够的行车视距使驾驶员有充足的时间准确判断前方道路上方向和坡度的变化;驾驶员据此选择合适的车速和相应的车道,以避免追尾或避幵路障绕行;或在突发事故情况下,将车停靠在紧急停车带上。视距不良是诱发交通事故的重要原因之一,影响行车视距的因素常见的有以下几种:(1)平面弯道上曲线半径偏小,若遇到内侧障碍物遮挡,视线形成暗弯(内侧有建筑物、树木、路堑边坡等);(2)纵断面上的小半径凸形竖曲线夜间行车车头灯照射距离、下穿式立体交叉的凹形竖曲线,都有可能存在视距不足的问题;(3)光线强烈变化;(4)雨雾天气能见度降低;(5)沿线景观设计不协调对视距的影响。
  3.3公路超高设置合理性
  在弯道上,当汽车沿着双向横坡的外侧车道行驶时,由于车重的水平分力与离心力的方向相同,且均指向曲线外侧,影响行车的横向稳定。故在弯道设计时,当采用的平曲线半径在规定的最小平曲线半径与不设超高的平曲线半径之间时,常将外侧车道升高,构成与内侧车道同坡度的单坡横断面形式,以全部或部分抵消离心力,提高车辆行驶在曲线上的稳定性与舒适性。但道路超高设计不当或未设超高可能引起侧滑交通事故。
  3.4平纵线形的协调性
  目前,随着道路等级的提高,人们对道路线形的组合连续性及路线与周围景观的协调性越来越重视,在运用计算机技术大幅提高设计效率的同时,它还可以使设计者在设计阶段获得形象逼真的道路全貌,判断出设计线形的优劣。即在图纸上完成线形设计后,用计算机逐段绘制路线连续透视图或局部路段全景透视阁,州以检查线形是否很顺应地势向前延伸,与沿线环境和景观是否相协调、驾驶员是否有舒适感等,为行车安全提供保障。图3-3透视图反映了一个平曲线内,纵断而线形反复凸凹,对行车极其不利。
  四、结束语
  社会在不斷发展当中,人们对交通安全对人们自身安全的要求也变得也越来越高道路,交通建设的质量的好坏与其安全性和实用性的高低都直接影响着人们日常生活的水平。因此,要保障人们的生命财产安全就要想办法提高道路的安全合理性能,做好道路的技术设计。
  参考文献:
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