基于高速公路行车安全标准的道路设计因素研究

侯江波

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司第六交通设计院，陕西 西安 710075)

0 引 言

随着我国的高速公路通车运营里程数的不断地增加，道路行车安全越来越受到人们的关注，而高速公路因为设计、运行速度较高，其安全问题更应该受到关注。在高速公路的设计中，行车安全是首先需要考虑的一个重要因素，因为道路设计的是否合理将会对对行车的安全性和舒适性产生直接的影响。如果在高速公路行驶过程之中发生交通事故，一方面会造成不必要损失，甚至威胁人们的生命安全；另一方面也会阻碍其他车辆的正常行驶，降低道路的通行能力和服务水平。

影响高速公路行车安全的因素有很多，例如，道路因素、车辆因素、天气因素、驾驶员因素等等。但是道路因素最应该放在首位，驾驶员在道路上行驶的舒适度与安全性与道路本身为驾驶员提供的条件息息相关，而这就关系到道路的设计因素。要从道路设计因素方面提高高速公路行车安全就必须对道路进行的全面科学合理的优化设计，不断提升道路设计水平，进而提升道路的安全性能。

1 高速公路平纵线形设计因素

1.1 平面线形设计因素

高速公路的平面线形是由直线、缓和曲线、圆曲线所构成的，因此，在不同的线形路段上行驶时驾驶员的心理状况肯定也是不同的。

在正常情况之下，道路设计中会优先使用直线，这是因为两点之间直线最短，而且车辆在直线上行驶的时候受外界干扰较小，视野会更加的开阔，可以看到前方更长的道路情况，并且直线会给人简洁明达的印象，此外，车辆在直线上行驶受力简单，操作也非常容易，驾驶员具有良好的视线可以有效地提高行车安全，防止交通事故的发生。

但是过长的直线也会让驾驶员感到单调、疲倦，并且直线过长也会增加夜间行车的危险，同时受区域交通规划以及自然因素的影响，道路设计过程之中也会采用平曲线，车辆在平曲线上行驶之时主要表现在车辆的行驶方向转动，车辆会有侧滑或者侧翻的趋势，因此设计人员应采用合理的半径来抵消离心力，并且避免使用规范规定设计速度下的极限值，以保证车辆行驶安全。在设计平曲线半径时，对其合理控制，不断提升道路行驶的安全性。

此外在连接平曲线与直线的时候，需要使用缓和曲线来进行连接，避免曲率的突变，让车辆行驶更加顺畅。相关研究结果表明，缓和曲线长度小于100 m的时候，或者是平曲线曲率半径小于400 m的时候，高速公路上会更加容易发生事故，因此在设计的过程之中要尽量避免出现这种设计。

1.2 高速公路纵断面设计因素

对于高速公路纵断面的设计，首先要注意的就是要适应道路所在地区的地形特点。地面是高低起伏的，纵断面的设计需要顺应地形地势，当纵坡不能满足的时候就需要进行合理的填挖处理或设置桥梁、隧道等构造物。对于西部高海拔以及山区高速公路，因地势起伏较大，往往导致需要设置较长的大纵坡。这在设计中时应尽量避免，因为当道路出现长大纵坡时，在上坡方向大货车运行速度往往较低，小客车与大货车运行速度相差较大，导致小客车超车频率增加，从而增加了交通事故发生的概率；下坡方向由于在道路上行驶的车辆尤其是大型车辆会不断的进行刹车导致制动毂过热，进而失灵造成不必要的交通事故，影响道路通行能力和服务水平，从而降低了道路的安全性。

一般情况下，道路纵坡的最佳设计范围为2%～3%，坡度过大的话会导致车速设计出现错误。同时应尽量避免设置长大纵坡，如果因为地形原因在设计过程之中不可避免的出现连续下坡时，应当合理的设置避险车道、爬坡车道。

1.3 高速公路平纵线形组合设计因素

良好的平纵线形组合设计能够在很大程度上保证高速公路的行车安全。良好的平纵线形组合不仅能够确保驾驶员具备良好的视线，而且还能与道路所经过地区的自然环境相协调，并且具备良好的排水条件，避免出现道路积水的情况，影响行车安全。当平纵线形组合设计不是很合理时，非常容易发生交通事故，例如，在平直路段上设置陡坡，车辆在平直路段上行驶时速度本来就较快，且容易出现驾驶疲劳现象，此时遇到陡坡就很容易发生事故，因此设计人员必须加强平纵线型组合设计。

设计人员在进行平纵线型组合设计时，在条件允许的情况下，要尽可能地避免出现不利线形组合，因为当驾驶员遇到不利平纵线形组合的时候，驾驶员的视线会受到阻碍，不能够看清前方道路的走向，以及可能出现的急弯、暗凹，或者是被凸形竖曲线所遮挡的陡坡，从而操作不及时进而引发交通事故，影响行车安全。

此外，高速公路是人工修建的一种构造物，在修建过程之中肯定会对所在地区的自然景观产生一定的影响甚至破坏。而自然景观又会对在道路上行驶的车辆产生一定的影响，因此，平纵线形组合设计需要与道路所经过地区自然景观相配合设计。

2 高速公路横断面设计因素

高速公路横断面包括中央分隔带、行车道、硬路肩以及土路肩等。从安全角度来考虑高速公路横断面需要综合考虑以上组成因素，横断面的设计良好与否直接关系车辆的行车安全以及道路的通行能力。一般来说车道数越多，车道宽度越宽，车辆行驶也就越顺畅越安全，当车道数比较多时，驾驶员的视线范围会更加的开阔，而且可以更加快速的变换车道，因此可以有效减少由于视距不足造成的交通事故。但是另一方面来讲，当横断面宽度设计过宽时，会造成建设成本的增加而且道路不会被充分利用，基于经济性角度，难以满足道路设计目标。因此在设计横断面时需要综合考虑各方面的因素既要保证安全性又要考虑经济性。根据相关研究表明，高速公路的车道宽度控制在3.5～4 m，符合通行与建设的需求。

3 高速公路路面设计因素

在影响高速公路行车安全的因素之中，道路的路面设计是非常关键的，因为路面是直接与车辆接触的道路组成部分、路面长期直接裸露在外界环境之中，受到外界环境与车辆荷载的不断作用，因此路面材料将会不断地退化，进而出现不同程度的损害，对车辆正常行驶造成影响，降低行车的安全性。因此在路面设计之中需要综合考虑道路所处气候环境、交通组成以及使用年限等因素，保证在规定的使用年限之内能够安全正常的运行，避免因为路面出现病害导致发生交通事故。总之，路面直接承载着在道路上行驶的车辆，路面的质量与行车安全息息相关，所以在设计高速公路路面时需要综合考虑环境、交通组成、施工环境等多方面的影响因素，同时运营期也应加强管理和养护工作，确保路面各项参数正常，使得车辆能够在保障行车安全的前提之下正常行驶。

4 高速公路交通安全设施设计因素

高速公路交通安全设施是保证车辆在高速公路上正常安全行驶的重要辅助设施，主要是对车辆进行适当合理的引导以及保证车辆的安全行驶。交通安全设施很多种，主要包括视线诱导、安全防护、交通标线和标志等。

在进行交通安全设施设计时需要注意以下几点：(1)交通标志和标线设施主要是向驾驶员提供各种驾驶信息，例如前方连续转弯、前方限速、陡坡路段等等。通过这些信息驾驶员可以了解前方的道路状况，避免发生交通事故，保障行车安全，进而提升道路的交通能力以及服务水平。但是交通信息过多或者不合理，将会误导驾驶员，降低道路的通行效率进而引发交通事故。(2)护栏高度与刚度需要进行科学的设计，使得出现车辆失控情况时能够起到有效的防护作用，避免碰撞到道路上正常行驶的其他车辆。(3)在隧道的进出口应进行照明设计，防止由于光线强度的不同引发交通事故。

5 结 语

高速公路的里程数在不断地增加，行车安全问题也越来越多的被人们所了解关注。因此想要从源头上提升高速公路行车安全，就必须从设计抓起。本文从高速公路的平纵线型设计隐私、横断面设计因素、平纵线形组合设计因素、路面设计因素、交通安全设施设计因素五个方面出发，分别对高速公路行车安全进行了分析研究，以期从设计角度提升高速公路行车安全。