农村公路道路条件对交通安全的影响分析及设计对策

韩 靖，邓毅萍，柴 干

（1.公安部交通管理科学研究所道路交通安全公安部重点实验室，江苏 无锡214151；2.东南大学智能运输系统研究中心，江苏 南京210096）

0 引言

农村公路是我国路网的重要组成部分，其规模大、覆盖面广，总里程占全国通车公路里程的3/4以上[1]，主要分为县道、乡道和村道，连接着广大的县、乡、村，直接服务于农业生产[2]。截至2013年，农村公路总里程已达377 万km，乡镇和建制村通沥青（水泥）路率分别达到了98%和89%，农村公路的通达深度、覆盖广度得到进一步提高[3]。然而农村公路里程的快速增长，需要确保道路条件相适应，减少交通事故。2009—2011 年，全国农村道路共发生涉及人员伤亡的道路交通事故152 619 起，造成45 385 人死亡，179 228 人受伤，直接财产损失4.9亿元，分别占同期全国事故总数的22.82%、23.23%、23.38%和16.80%。从发展趋势来看，农村道路事故起数、死亡人数、受伤人数都呈现先降后升的态势，2010 年事故起数、死亡人数、受伤人数比2009 年分别下降11.25%、7.25%和12.46%，但在2011 年同比又均出现小幅反弹，分别上升2.74%、0.65%和0.79%。这是由于我国农村公路在设计、使用、维护各个环节普遍存在着技术标准低、完成质量差、服务水平低和安全设施不配套等问题[4]。在农村社会及经济条件允许的情况下，合理有效地设计和改善农村道路条件，是提高农村公路安全水平的关键对策。本文选择江苏省农村地区作为调研对象，拟从路线平纵与组合线形、路基路面材质与结构、桥涵宽度与防护设施、平面交叉口标志、渠化与信号控制等道路条件方面，给出对交通安全的影响评价，并提出相应的设计方案及对策。

1 道路条件与交通安全的关系

道路条件包括道路的几何参数，道路的交通特性，工程设施和附属建筑，以及为驾驶员、乘客、交通工具服务的建筑物与设施[5]。道路是车辆的载体与行驶的基础，并与驾驶员、汽车相互联系和作用。因此，分析道路交通事故的发生原因，应从参与道路交通的人、车、路3个方面进行考虑。式（1）描述了交通事故的发生原因与人、车、路的抽象关系式：

式中：A为交通事故的发生原因；P为影响交通安全的驾驶行为；V为影响交通安全的车辆因素；R为影响交通安全的道路条件。

如式（1）所示，交通事故的发生是人-车-路体系中1个或多个因素失去协调所致。其中，道路条件是引发事故的最深层次原因，主要有3种引发形式：（1）道路条件直接作用引起交通事故；（2）道路条件作用于驾驶员而间接引发交通事故；（3）道路条件作用于车辆而发生交通事故。在进行道路交通事故的影响因素分析时，容易忽视后两种形式引发的交通事故中道路条件的作用，因此道路条件是造成交通事故的主要原因之一。

2 农村公路道路条件对交通安全的影响分析

近年来，我国新建的农村公路很大一部分是在原有基础上改建而成，保留着原有的线形和设计理念，存在较大的安全隐患。

2.1 路线现状及影响分析

（1）平面线形

在农村公路建设中，由于建设资金有限，难以实施大规模填挖，路线需随地形设置[6]。短直线是最主要的直线段形式，但会使驾驶员转弯操作频繁，极易诱发交通事故；平曲线线形的反复出现及植被遮挡，造成行车视线不良，引起撞车事故；部分平曲线转弯半径过小，车辆受到离心力的作用容易向外侧侧滑和倾翻。

（2）纵面线形

山区农村公路建设依照地形条件进行施工，导致其存在竖曲线半径较小、纵坡度较大且坡长较长的路段。凸形竖曲线半径较小时，汽车上升到坡顶之前，前方会出现大片盲区，汽车接近坡顶时视距几乎为零，看不见对向来车，常会造成碰撞事故，如图1所示；凹形竖曲线会影响夜间驾驶员视距，当汽车夜间通过凹形竖曲线时，由于车灯照距缩短，而此时车速相对较快，不易发现前方道路交通状况，发生突发事件时难以做出有效反应，是造成交通事故的原因之一，如图2所示。

图2 凹形竖曲线视距特性图

车辆在上坡运行时，坡道阻力使车速降低，坡度越大，车速下降越快。坡道过长，会造成重型车辆熄火，而小型车辆受影响较小，易造成追尾事故。汽车行驶于长下坡时，长时间制动会使制动片发热，容易导致车辆制动系统失灵。

（3）平纵组合

农村公路还存在大量道路线形组合路段，主要包括平面线形组合和平面线形与纵断面线形的组合，其中平面线形组合又有直线与平曲线、平曲线与平曲线的组合。调研表明，组合路段的特点如下：线形突变，长直线末端接小半径的过急弯道，长下坡道突现急拐弯；短直线介于两同向曲线之间，形成断背曲线使驾驶员产生错觉，如图3（a）所示；凹曲线底部过短，插入小弯道，如图3（b）所示；坡道上连续转弯，坡顶急弯处，视线不连续等。

图3 断背曲线示意图及实际效果图

线形组合使公路的路线情况变得复杂，增加了驾驶员要处理的信息量，且组合往往出现在地理状况比较复杂的地区，是导致事故多发的主要原因。如长直线的尽头搭配小半径平曲线，尤其是长下坡路段，在尽头的小半径平曲线处驾驶员往往不能及时判定路线情况，造成撞车或翻车事故；两个同向平曲线间插入短直线，容易让驾驶员产生把直线和两端曲线看成反向弯曲的错觉，导致驾驶失误；而当两个反向平曲线中插入短直线时，由于不能充分设置超高、加宽，不能实现反向变化的平稳过渡，驾驶员无法操作自如；平、纵曲线组合的路段，驾驶员由于需要兼顾平、纵两方面的操纵，易引起交通事故。

2.2 路基、路面现状及影响分析

农村公路路基宽度通常很窄，路基高度较高，而路面使用年限长，损坏现象较多，这种路况容易使驾驶员产生心理紧张及不适等感觉，当车辆会车或者有车辆停留占道时，增加了行车难度。部分路基和路肩还存在质量问题，经常出现开裂、不均匀下沉、塌方等现象，严重威胁行车安全；凹凸不平的路面会加剧车辆磨损、损坏轮胎和钢板（弹簧），降低行车速度，增加燃油消耗[7]。

公路路面的主要形式是水泥混凝土路面，水泥混凝土路面是一种刚性路面，其路面光滑并且排水性能较差，雨雪天行驶时，车辆容易打滑；边沟排水能力不足，尺寸和底部纵坡按照经验设计，缺乏合理性，通常为1∶3或更陡，车辆掉进边沟后很难驶出。

2.3 桥涵现状及影响分析

农村公路中的桥梁大多修建成单车道桥，桥面宽度不足，会车难度大；桥面缺乏护栏、路缘石等设施，使驾驶员心理紧张，增加操作失误；位于山区沟谷、横跨河流上方的桥梁基本无风速和风向标志，无法对出行者起到警示作用。

2.4 平面交叉口现状及影响分析

农村公路平面交叉口的交通管理方式较多采用主路优先，缺乏合理的渠化及交通标志设计。当相交道路存在主次关系或交通量存在明显差异时，交叉口冲突严重。此外，部分道路交通组成复杂，混合交通普遍存在，交通较混乱。

多数农村交叉口存在视距不足的情况，视距三角形内有障碍物（如土堆、绿化树、农作物、违章建筑等），使驾驶员的停车视距得不到保证，不利于行车安全；部分交叉口位于凸形竖曲线的顶部，且交叉口警告标志不全，驾驶员无法预知交叉口的存在，驶到竖曲线顶部将没有时间采取制动措施，存在交通安全隐患。

3 农村公路设计对策

3.1 路线设计对策

鉴于农村公路平、纵线形道路条件带来的安全隐患，从平面线形、纵面线形以及平纵组合3个方面给出相应的设计对策。

针对农村公路直线段过短的问题，规定同向曲线间最小直线长度不宜小于设计速度的6倍，反向曲线间最小直线长度不宜小于设计速度的2倍[8]。对于采用极限最小半径或更小半径的曲线段，应采取限速措施，与急弯、反向弯路、连续弯路等标志联合使用，同时设置禁止变换车道标线和减速标线。当连续弯路的总长度超过500m 时，标志应重复设置，或在连续弯路标志下附加说明连续弯路长度的辅助标志。如果由于地形或农田等不可改变因素的限制而导致设计的圆曲线半径过小，尽量改善线形设计，加大道路宽度。

设计竖曲线和纵坡度时宜采用较小的纵坡和较大半径的竖曲线，纵坡在0～2%之间最为安全，并且尽量避免连续的短竖曲线。对于陡坡的坡度和坡长，可用辅助标志说明，如在陡坡标志的图形上标明坡度值，当连续下坡总长度大于3km 时，应以辅助标志表示连续下坡的坡长。陡坡、长下坡路段也是需要重点限速的路段，应在下坡起点设置限速标志，在坡顶前设置减速标线。

在线形组合路段应根据组合情况、设计速度（运行速度）、曲线半径、停车视距、曲线转交、曲线间距设置急弯、反向弯路、连续弯路标志。实际路线设计中应避免以下组合形式：计算行车速度＞40km/h的公路，凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部不得插入小半径平曲线；凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部不得与反向平曲线的拐点重合；直线上的纵面线形应避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶员视觉中断的线形；直线段内不得插入短的竖曲线；小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠；避免在长直线上设置陡坡及曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。

3.2 路基设计对策

当道路路线几何标准较低时，应考虑将上行线和下行线分开；单车道公路须考虑留有错车道与人行道；在城郊接合部或过村镇路段，还应考虑快、慢车分流及机动车和非机动车、行人分道行驶。

在平面利用的同时综合考虑纵面利用，重视完善排水系统设计，路面排水、边沟、排水沟、涵洞、桥梁、截水沟、盲沟等应作为一个系统考虑，做好防挡工程和田路分家的护脚；对沟壑交错、塘堰密布的水网地区，路基设计要高一些；软基可采用换填、抛石挤淤、盲沟、塑料排水板等方法加以有效处理。针对车胎易陷入边沟的路段，可适当调整沟底坡度，也可以设计成盖板沟或者缝隙式边沟，如图4（a）和图4（b）所示；排水能力不足路段，可将边沟底部设计成盲沟，以排汇路面渗透水，将边沟上部设计成矩形明沟，以排除地表水，同时加设纵向集水凹槽，如图4（c）所示。

图4 边沟设计图

3.3 路面设计对策

路面结构补强设计时，应根据原老路面结构的具体情况，在得出原路不同路段路面所需增加的补强厚度后，在纵断面设计时最大限度地拟合这一厚度。

旧沥青路面的面层、基层裂缝较严重时，应做开挖处理，然后在沥青补块上铺设玻璃纤维格栅；对于沉陷较大的路段，应查明原因，做翻挖处理。一般路段利用老路路表弯沉测定结果，计算出代表弯沉值，并反算成老路面当量土基回弹模量，再按弹性层状系理论计算加铺补强厚度。在加铺前需刨毛老沥青面层。泥结碎石、级配碎石路面改建成高等级路面时，一般将旧路豁松、打碎，做掺灰处理，使其成为底基层，然后再根据弯沉情况加铺补强层[9]。

3.4 桥涵设计对策

根据农村桥梁上通行的车辆种类，确定桥面宽度。经常有卡车通行的，桥宽不小于3.5m；有拖拉机通过的，桥宽不小于3m；有畜力车通过的，桥宽不小于2m。在桥面净宽较两端路面宽度变窄且桥的净宽小于6m 的桥梁前的适当位置设置“窄桥”标志；对于部分桥梁与路基同宽，车道数和车道宽度虽未减少，但硬路肩宽度缩小，桥两侧增加了人行道并高出路面，由于高出路面的人行道伸入到硬路肩内，导致桥梁两端行车有一定危险的，也应设置“窄桥”标志。

对于有大量混合交通行驶的桥梁，需要设置人行道，且人行道路缘石的高度需要符合要求。位于山区沟谷、横跨河流上方的桥梁，往往风速较大，应当设置风速、风向标志，提醒过往车辆行人注意行车安全。在二级及以下等级的道路上，需设置桥涵防撞护栏，长度与桥梁长度一致，护栏端头不应暴露在外。

3.5 平面交叉口设计对策

当县道与国道交叉时，县道上应设置交叉路口告知标志和确认标志，与之交叉的国道上应设置交叉口预告标志、交叉路口告知标志和确认标志；当县道与省道交叉时，县道上应设置交叉路口告知标志，与之交叉的省道上应设置交叉路口告知标志和确认标志；当县道与县道交叉时，县道上应设置交叉路口告知标志。建议乡道与乡道交叉时，设置交叉路口告知标志，乡道与村道、村道与村道交叉时可不设置指路标志[10]。

农村公路平面交叉口的交通管理方式主要分为主路优先和无优先交叉两种，极少数交叉口为信号交叉。当交叉口道路存在主次关系或交通量存在明显差异时，在主要道路或流量大的道路上设置优先通行标志，在次要道路或交通量小的道路上设置停车让行或减速让行标志，并配合设置停车让行或减速让行标线。除了村道与村道交叉可不采取优先措施外，其他农村公路交叉口应明确优先通行权，也不鼓励在所有交叉道路上同时设置停车让行或减速让行标志，否则在出现交通事故后难以判罚。交通量特别大、混合交通严重的交叉口需设置交通信号灯，视线不良时配合设置注意信号灯标志，在条件允许的情况下，可适当改变交叉口结构以适应交通的需求。

三级及以上公路的平面交叉，当转弯交通量较大时应作渠化设计[11]。交叉口应设置必要的导向箭头、停止线等地面标线，若有大量行人流应设置人行横道线，在进入平面交叉前30m范围内禁止车辆越过同向或对向车道分界线超车或借道行驶，车道分界线应采用实线。与较小的村道交叉时，标志、标线可酌情处理。

4 结论

（1）平面线形、纵面线形以及平纵组合的不规范道路条件，是引发车辆碰撞、侧翻等事故的主要原因；路基、路面材质不合格、强度过低增加了行车安全隐患，边沟结构不合理导致排水能力不足，车胎陷入后难以驶出；桥涵宽度不足，车辆会车困难，缺乏风向标志、防撞护栏等警告、保护设施，影响出行者的判断；平面交叉口缺乏合理的渠化以及交通标志，且视距不良，导致车辆冲突和延误。

（2）规范农村道路直线段、平曲线、竖曲线和纵坡度的设计标准，明确应避免的平纵线形组合；从道路平面角度给出路基形式的设计方案，从纵面角度探讨路基高度、软基以及边沟的设计方案；针对旧路面的补强设计，从旧沥青路面、泥结碎石路面和级配碎石路面给出了处理方法；规范了桥涵宽度的设计，制定“窄桥”标志、防风设施、防撞护栏等安全设施的设置准则；针对平面交叉口的冲突、路权、视距等问题，给出相应的标志、标线、渠化以及信号控制等设计对策。

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