基于安全新理念的道路设计原则

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  摘 要: 本文通过分析我国目前的道路交通安全状况,在参考和借鉴了许多国外先进经验的基础上,根据国内目前公路设计中存在的问题,提出了道路规划设计中应该采用的安全新理念,并就目前存在最为广泛和严重的问题,给出了具体的解决措施。
  关键词: 交通事故;道路设计;安全新理念
  【中图分类号】 u41 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879(2017)13-0192-03
  1 引言
  随着经济的发展,道路交通需求不断增长,道路交通的矛盾也在日益加剧,交通拥堵增多,交通事故上升,尤其在进入本世纪以来,我国连续四年每年因道路交通事故死亡人数均突破10万。我国2005年共发生道路交通事故45万起,造成98738人死亡、47万人受伤,直接财产损失18.8亿元。死亡人数占我国各类重特大安全事故死亡总人数的约3/4。因此,预防和减少道路交通事故,保障国家财产和人民群众生命财产安全,改善道路交通安全状况,已成为当前乃至今后道路交通安全的重大问题。
  目前,国内外对交通事故的研究多注重人和车的因素,而对道路设计与环境协调及管理水平的因素研究甚少,以致有的道路设计人员在设计时也不太考虑车辆在道路上的行驶安全。对道路规划和设计的安全问题出现偏废,使道路对交通安全的许多隐患得不到彻底根除。实际上我国公安部门在处理交通事故时也均未追究道路设计人员的责任,从而导致产生交通事故与之无关的假象。
  从理论上说,驾驶员对驾驶中各种因素的变化应当立即有所反应,而且在某种程度上应预见到,并用相应的方式弥补这些因素变化的影响。力求确保安全行驶。但是,这种要求是苛刻的。因为人不同于自动化设备,从心理和生理角度而言,在有限的时间内,驾驶员直观地凭借眼前出现的复杂情况判断应付的可能方案,神经处于高度紧张状态,极有可能犯错误、出事故[1]。驾驶员的一次小的失误,不应该以受伤甚至牺牲性命为代价。
  通过交通事故资料的大量积累,凸显出了一个规律,即道路交通安全水平与道路的设计内在相关。道路安全设计理念是在道路设计与运营的实践中逐步形成的,道路是与交通安全密切相关的一个重要因素。良好的道路线形、平整坚固的路基路面、视线清晰的渠化交叉口等,能为交通参与者,尤其是驾驶员提供安全通行的可靠条件;而有缺陷的线形,抗滑性低的路面、缺乏渠化和控制不完善的交叉口等,常常是导致事故多发的潜在隐患。
  所以,要提高道路交通安全水平,应当将交通安全的新理念引入道路的规划、设计、建设和管理中,尤其是在道路的规划设计阶段应当特别重视道路的安全因素。2004年5月,交通部发布《公路勘察设计典型示范工程咨询示范要点》,提出“安全、环保、舒适、和谐”的设计新理念。五大总体原则中第一条“安全性原则”规定:“应把安全放在首位,采取一切有效办法和措施,保证公路设施自身安全、运行车辆行驶安全及行人等的安全”。在客观认识了道路条件对交通安全的影响后,我们提出道路规划设计的新思想:道路的规划与设计,应注意保证交通安全质量,尽可能创造即使在驾驶员工作失误时,仍能保证安全的条件。即:不苛求驾驶员以绝对正确的判断、敏捷的反应来弥补不良的道路因素(即使是符合规范的),而应通过精心的规划设计给驾驶员提供宽松的驾驶环境[1]。其焦点应当是如何设计基于安全性理念的道路,怎样改造已经建成的道路条件,使其更具人性化特点,可以从各方面给驾驶员以良好的影响,减少他们犯错的机会和可能性,即使在犯错的情况下也可以将损失降到最低,最大限度的确保交通参与者的人生安全。除了加强交通参与者的安全意识,提高安全素养外和法制观念外,更重要的是在道路的设计和改造中提高安全理念。
  2 建立完善的道路安全审查机制
  在公路设计工作中,要做到与时俱进,要在安全理念上跟上时代前进的步伐。首先,应该像国外学习,在道路的设计过程中加强道路的安全审查工作,以尽可能在早期消除道路的不安全因素,坚持“预防重于治理”。如澳大利亚在1994年完成了《道路安全审计指南》;美国在1994年提出交互式道路安全设计的概念,其本质就是将道路设计和道路安全审计整合为一体[2]。其次,交通设计部门应与交通警察、交通事故委员会通力合作。在设计阶段,要由交通安全设计工程师对公路工程项目的安全设计提出正式报告供审查部门审查。设计审查时要有专门的程序对道路安全进行审查审查包括路线平、纵、横设计,平交、立交设计,跨线立交桥的位置和基础形式设计,标志、标线的设计以及线外工程设计等都要做出交通安全评价,以便业主根据审查意见要求设计部门做出完全符合交通安全标准的设计文件。在设计阶段,交通安全审查不但要贯穿于项目的可行性研究、初步设计、详细设计阶段,而且还要在项目建设阶段、道路试运行阶段进行审查,以确保向使用者提供一个有安全保障的道路。
  3 安全性理念在道路设计中的具体应用
  (1)在公路路线设计中,采用路线指标不是以设计时速为准,而是以运行速度为准[3]。由于我国现行《公路工程技术标准》是根据设计速度制定的,所以国内公路设计普遍采用设计速度为基础参数,但是在车辆的实际运行中,汽车的运行速度和设计速度往往有很大差别,采用单一的设计速度指标来控制道路设计存在缺陷,如线形标准不一致,根據设计速度指标而采用的路线设计参数不能保证线形的一致性。根据交通观测资料分析,当设计时速v≤100 km/h时。实际车辆运行速度基本上都稍大于设计速度;当设计时速v>100 km/h时,车辆运行速度基本上都在设计时速附近或稍低于设计时速[4]。按照等值设计速度设计的公路,驾驶员所选用的实际车速往往会随着驾驶感觉的变化而变化,由此導致适合特定的设计车速的路线指标(如视距、超高、坡长等)往往不能满足实际要求,造成安全隐患。因此在路线设计时,对路线平纵面线形指标选取特别是对采用规范规定的极限值时一定要慎重选择,应该以运行车速为准,而不是以设计车速为准。   (2)在道路设计的过程中,应该注意路段的衔接。主要依据指标应为车辆的减速度或加速度。车辆进入危险路段制动时的速度变化强度,即减速度是车速变化状态最客观的指标,因为考虑到了车速变化所进行的距离。但是,在分析交通安全条件时应用这个指标,会使分析复杂化,而且由于交通流中汽车速度以概率性质分布,从而会影响到从本质上分析出的结论的明确性。因此,沿道路长度方向行车速度变化图上车速降低的数值,是保证道路交通安全的指标。其中车速降低的数值包括相邻路段车速差值和车速降低系数。相邻路段车速差值是保证线形设计质量的关键参数,也就是保证同一设计区段内,驾驶员能够采用连贯的驾驶方式行车,从而避免或最大程度的减少由于出乎意料或判断失误造成的操作错误,提高驾驶的稳定性和安全性。车速差值法建议,当两相邻路段上的运行车速不超过lOkm/h时,线形设计为优;当两相邻路段上的运行车速在10~20km/h之间时,线形设计为一般;当两相邻路段上的运行车速超过20km/h时,线形设计为差[5]。
  (3)道路护栏、中央分割带的设置应充分考虑刚度要求。国内的设计者往往只考虑如何保护护栏、和中央分割带不让汽车撞坏,选材的最大原则是结实抗撞,不让车辆越过护栏发生事故就行,而对于汽车撞到护栏上会对汽车造成多大损伤考虑得不多。建议在公路的安全设计中,在挡墙段设置波形梁护栏。
  (4)在山区道路或一些等级不高的公路上,应按一定间隔结合地形在道路边上拓展相应的车辆交会、临时停车带。这样就可以消除由于路面窄而到对向车道超车是引起的交通事故,同时可以减少由于一些车辆发生故障阻塞道路而引发的交通事故,同时还可以为长途车辆提供临时休息的停车地,防止疲劳驾驶。
  (5)为交通事故救援设计专用通道和相应设施。交通事故现场救援、勘查、消防、排障、疏导救援链的形成至关重要,问题是如何优化救援链,如何设计救援链的节点及节点排序组合问题。在我国现有道路的设计过程中没有考虑给事故救援预留通道和场所的问题,在公路,特别是高速公路上、隧道内部一旦发生事故,就会造成严重的交通阻塞,如果救援不及时,很容易引发二次事故。如果在道路设计过程中没有预先留有紧急事故发生时救援的通道、出口和事故车辆停放带,则事故救援链就无法快速实现,提高事故生存率和伤害恢复率,降低事故最低损失只能是一句空话。
  (6)在山区高等级公路上设置紧急避险车道及停车区。对于山区高等级公路,由于大型货车、客车占有很大比重,且存在货车超载现象,车辆经过下坡长时间刹车后,由于温度升高使得车辆制动性能衰减,容易引发交通事故,此时可以在长大下坡路段适当地段增设紧急避险车道,紧急避险车道设置的一般原则是:当平均纵坡大于4%,纵坡连续长度大于3km;车辆组成内大、中型重车占50%以上,且载重车缺乏辅助制动装置时,应考虑在长、陡下坡地段的右侧山坡上的适当位置设置紧急避险车道,以便使失控车辆能够驶离主车道,并安全减速直至停止,避免事故的发生。紧急避险车道一般设置于长陡下坡坡底或坡中,如果长下坡途中或坡底附近存在较小半径的弯道的情况下,易在较小半径路段前设置紧急避险车道,防止失控车辆在下坡小半径曲线上转向不足造成严重事故。紧急避险车道的工作原理就是利用汽车上坡时的重力及汽车轮胎与路面之间产生的滚动阻力使汽车速度逐渐降低直至使失控车辆完全停止,从而达到紧急避险的目的。除了被动设置紧急避险车道提高公路运营安全性外,在有条件时,可以考虑在长大下坡的坡顶设置停车区,配套加水、檢修设施,保证车辆在可能出现危险之前,有一个检测维护空间。
  (7)设置爬坡车道。所谓爬坡车道是另外给上坡的载重慢行车辆提供的一条附加车道。随着山区高速公路的发展,长大纵坡在高速公路的设计中经常出现,当上坡坡长大于汽车可以稳定行驶的稳定坡长,坡度较陡时,大型货车的速度将会低于设计车速,不能满足实际服务水平的要求。车辆在多车道公路上的行使自由度和安全运行,不但受超车路段长度和数量的控制,还要受载重汽车因在长坡道上减速而阻挡车流的影响。在坡道上载重车同小汽车之类的车速相差很大,使小汽车行驶自由度下降,公路容量降低,超车频率增加,带来不安全隐患,车祸不断增加.此时,应该将设置爬坡车道作为现有公路增进安全及增强通行能力的项目来考虑。在设计之初就考虑设置爬坡车道的可能性,在选线过程中给爬坡车道留有余地。专门为慢行车辆设置爬坡车道,要比增加一条承担混合交通的额外车道好,这样,其它车超越慢车时,不必占用对向的车道,使靠中线右边车道的车辆仍能正常行驶,可提高通行能力,减少交通事故。
  (8)合理设置交通标志标线。目前我国好多地方道路交通标志标线设置不合理,许多地方对标志、标线的认识不够,认为只要路修好了,交通事故自然就少了,交通标志、标线作用不大。很多设计单位只注重路线、路基、路面、桥梁、隧道等主体工程的设计。缺乏交通工程方面的知识,在标志标线的设计过程中,只是简单的照搬书本,没有作到灵活合理。导致好多没有必要设置标志标线的地段设置了标志标线,而需要设置的路段又没有设置。有的路段交通标志设置混乱,标志形状都不符合国家标准,甚至存在互相矛盾或者错误的信息。完善标志、标线,时刻提醒驾驶人员前方道路情况、允许行驶速度、行驶轨迹,使驾驶员在任何情况下都有章可循。
  (9)考虑道路设计对环境的安全保护。道路交通给环境带来的损害,实际上也是一种安全问题[1]。现代化的道路交通,涉及到道路交通和环境保护的综合协调。因此,在规划和设计道路时,必须综合考虑环境保护的要求,结合道路性质、自然地形、交通分隔带的设置,加强绿化,设置隔音墙等措施,使机动车的尾气排放和噪声污染降至最小。在一些通过风景名胜区的公路规划中,为了避免车辆随意停车观景而产生安全问题,应该在合理地段特意增设观景台,在观景台处设计一些方便旅客休息的设施,如环保厕所,座椅等。
  (10)作好道路景观设计,强化视线诱导。道路景观既包括道路本身的景观,如线形、路面标志和标线、隔离带、护栏、车流、人流等,也包括路外的其他景观,如房屋、山丘、河流、树木和其他静态和动态的物体等。就道路本身而言,平面和纵面线形配合良好的优美的道路空间线形,平顺流畅,能给道路使用者以舒适的感觉,并富有安全感;良好的视线诱导,使道路使用者能预知路线的变化,有利于保证行车安全。在道路設计中除了最大限度的利用外部景观外,可以通过采用不同的材料来实现视线诱导和景观的美化。如在高速公路等有中央分割带的道路设计时,可以结合所处地形特点,采用不同的分割带材料。如采用一些寿命长、效果好、易维护、成本低、景观效果好的生物防护隔离栅。   (11)以人为本,为行人考虑横穿通道。在我国目前的道路规划体系中,除了大中城市的市区道路在设计时考虑了行人横穿的需求外,其他道路的设计中缺乏必要的行人横穿设施或者行人横穿设施管理不善。这在高速公路的设计中尤为重要,因为高速公路将地域进行了强制划分,造成了一些必要交通的阻塞,给沿线居民的生产生活带来了极大的不便。如果横穿设施不完善,出行通常采用强制横穿的办法实现通过,这在车流量大、行车速度快的高速公路上是十分危险的,是造成高速公路事故多发的主要原因之一。在1997年的《公路工程技术标准》中,对二级公路及其以下道路的行人横穿道路设施,没有作具体要求,因此,这些公路在设计时几乎对行人横穿没有考虑。在许多人口集中路段,没有设置行人横穿设施(人行天桥、地道、横道线);有的公路虽然设置了行人横路设施,却因设置地点不当等因素没有充分利用。
  (12)合理使用组合曲线。长期以来,有关道路设计规范只对某些技术指标,如:平曲线半径、纵坡坡度、坡长、竖曲线半径等,作出了规定,而对平曲线长度、平面与纵面线形组合(如弯坡路段)的特殊性考虑甚少,评价道路设计的优劣一般仅论其工程质量和造价,很少论其使用安全性,从而导致在道路的某一段或某一点上经常发生交通事故。平纵组合也是道路安全性能的重要影响因素之一与单独的平、纵线形不同的是,有的平纵组合难以界定其长度,但可以界定某一點属于何种平纵组合因此在分析平纵组合对事故率的影响时,通过对大量设计成果的分析研究,得出如下结论:平竖曲线顶点重合,为理想和满意的情况;平竖曲线顶点错开1/4,为较满意情况;平竖曲线顶点错开1/2,为很差情况。为了得到圆滑舒顺的视图,司机能在路上任一点所看到的空间线形,以平曲线2个,竖曲线3个为限。配合得较为理想的线形是竖曲线起讫点最好分别位于平曲线两头的缓和曲线上,其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线段上,也不要放在圆弧之内。若平竖曲线半径都很大,则平竖曲线的位置可不受上述限制。若做不到竖曲线与平曲线较好的配合,而两者半径都小于某限度时,宁可把平竖曲线拉开相当距离使竖曲線位于直线上。设计时要注意保持平、纵线形的协调平衡,否则易使司机失去顺适感[6]。
  4 结束语
  由于道路安全新理念在国内应用较晚,在许多道路设计中仍然存在只考虑各单项指标合理性的情况,造成许多道路在设计上指标上合法,但是道路总体线形不和谐,即所谓的“合法不合理”现象,极易引起交通事故的发生。通过本文以上分析,我们可以看到道路对交通安全的影响比人们想象中的要大得多,在进行道路规划设计中,应当重视对道路与交通安全相关因素的考虑,将安全新理念运用到道路规划和设计中,最大限度的降低道路事故率,提高道路交通的安全性,确保交通参与者的人身及财产安全。
  参考文献
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  作者简介:
  姓名:张进锋,出生年月:1980.01,性别:男,民族:汉,籍贯:湖北孝感,学历:大学本科,职称:讲师,单位:湖南高速铁路职业技术学院,研究方向:工程勘测设计,工作单位:湖南高速铁路职业技术学院,
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