公路路线设计阶段安全性评价关键点分析

白婷婷

（1.浙江省交通运输科学研究院，浙江 杭州 311300；2.浙江交科交通科技有限公司，浙江 杭州 310006）

依据现行的相关设计规范，一般情况下，设计速度是公路路线设计最低标准的控制指标。但随着对公路路线研究的深入，很多实践证明设计速度并不是最合理的，尤其是高速公路。当在复杂路段选用设计速度控制的极限值，而其他路段线形指标均远远大于设计速度控制时的极限值，这就导致车辆在一般的路段上将采用较高的运行速度，但行驶至设计速度所对应的极限值控制的路段时，往往反应不及时，造成安全事故。故运行车速是检验公路与设计初衷是否吻合的普遍且能量化的有效方法。

1 评价原则及评价方法

设计阶段安全性评价，应尽量把安全隐患消除在萌芽状态，把“安全第一、预防为主、综合治理”的工作方针落实到实处，其基本原则是科学、公正和合法自主地开展安全性评价。设计要素评价主要采用运行速度协调性分析、设计规范对照法、检查表法等。

2 路线安全性评价

2.1 公路平面

（1）圆曲线半径。公路路线所取的圆曲线半径不仅要适应项目沿线的地形、地物条件变化，而且要与前后的线形相协调。若采用与驾驶人期望速度差别较大的小圆曲线半径，该路段运行速度将会造成突变。当某一路段的运行速度和超高一定时，其最小圆曲线半径仅与横向力系数（μ，反映汽车行驶稳定性及舒适性）有关。当圆曲线半径＞3000m 时，横向力系数的差异很小，人体不易察觉由于横向力引起的不舒适性，因此可仅对圆曲线半径＜3000m 的路段进行检验（见表1）。

表1 车辆正、反向运行速度圆曲线半径检验表

（2）回旋线。设置回旋线的长度时应注意，汽车离心加速度不应变化过快，应控制在0.5 ～0.6m/s3；为避免驾驶员操作不便，在回旋线上行驶时间最合理约为3 ～5s；为满足视觉要求，回旋线起点到终点的方向变位宜在3 ～29°，相应回旋线参数A 应与圆曲线半径相协调，满足R/3≤A≤R；回旋线长度应不小于超高过渡段长度（见表2）。

表2 回旋线参数检验表

（3）长、短直线段。若长直线路段的景观单调，司乘人员高速行驶时易疲劳、注意力涣散，存在对车距判断失误造成交通事故的潜在风险。在选用长直线路段时，其最大长度一般≤20 倍的设计速度；若条件受限必须采用超过20V 的直线段时，应采取相关技术措施保证行车安全。根据动态视觉的原理，若短直线段位于两同向曲线间（断背曲线），易产生把直线和两端曲线看成反向弯的错觉；当短直线段位于反向曲线间时，若反向曲线半径较小且设超高，将影响超高横坡的平稳过渡和行车安全。故当设计速度≥60km/h 时，同向圆曲线间最小直线长度不宜＜6 倍的设计速度；反向圆曲线间的最小直线长度不宜＜2 倍的设计速度。设计速度≤40km/h 时，参照上述规定。

（4）平曲线的最小长度。平曲线长度过短，将不利于驾驶员操作和行车安全；且若偏角很小还易错以为曲线半径很小。故平曲线的最小长度应满足操作方向盘的时间≥3s；若平曲线由两段回旋线组成，形成凸形曲线时，其最小长度应取该段最小回旋线长度的2 倍；应尽量避免出现小偏角曲线，当路线转角≤7°时，其平曲线长度应＞规范中的“一般值”。当地形条件及其他特殊情况限制时，可采用“最小值”。

（5）连续平曲线的过渡。连续平曲线一般为S 形曲线和复合曲线，为满足线形均衡顺畅和视觉要求，对S 形曲线和复合曲线的回旋线参数、曲线半径等作如下规定：①S 形曲线：两回旋线参数宜相等；当两个回旋线参数不同时，两个参数之比应＜2.0，有条件或A2≤200 时两个参数之比应＜1.5；两个圆曲线半径之比以大圆曲线半径/小圆曲线半径≤2m 为宜。②复合曲线：在条件受限时采用复合曲线，其两个回旋线参数之比不宜＜1.5（见表3）。

表3 相邻曲线过渡表

2.2 公路纵断面

（1）坡度与坡长。纵坡对货车速度的影响比对小客车速度的影响大。在下坡路段货车速度约增加5%，上坡路段则至少降低7%。

（2）竖曲线半径和竖曲线长度。由于小客车对视觉的要求要高于货车，因此采用小客车运行速度，对公路路线的竖曲线半径和竖曲线长度进行评价。汽车在竖曲线上的最短行驶时间应满足3s 的行程（见表4、表5）。

表4 小客车运行速度竖曲线半径评价

表5 小客车运行速度所需竖曲线长度计算

2.3 公路横断面

（1）路基横断面宽度。根据国内分析路基宽度对通行能力的影响来看，当车道宽度为3.75m 时，通行能力能达到最大值；当车道宽度＜3.75m 时，通过量降低。若路缘带宽度较窄将会造成车辆偏向外侧车道，影响外侧车道车辆的行驶安全；另外，当路缘带宽度较窄而车道较宽也不利于与相邻车道车辆间保持较安全的横向距离。故路缘带宽度的选择应充分考虑行车道的宽度，其中路缘带宽度不宜＜0.5m。经过对运行速度以及车辆横向偏移等的影响分析，当硬路肩宽度＞2.5m 时，对运行速度的影响较小，基本能保证通行车辆沿行车道中心线行驶，保证与相邻车道的横向安全距离。

（2）横断面的过渡公路横断面宽度过渡段是事故的多发区，横断面的合理衔接方式是公路技术标准体系的重要组成部分，一般结合互通式立体交叉或平面交叉的渐变段一并考虑。

2.4 视距

高速公路、一级公路均设有中分带采用分向分道行驶无对向车流影响，同向车辆只需考虑制动停车视距。二级、三级及四级公路的视距应采用会车视距，条件受限采取分道行驶的路段可采用制动停车视距。除了应当满足小客车的停车视距外，还应采用货车的停车视距对下坡路段且纵面竖曲线半径小于一般值的路段、当平曲线半径＜2 倍“一般值”或路堑高边坡坡率陡于1 ∶1.5等路段进行检验。通过设计速度和运行速度控制时的停车视距就可以计算出不同的平曲线半径所需要的横净距，横净距是指行车轨迹线与视距曲线之间的距离（见表6、表7）。

表6 曲线段小客车视距验算表

表7 曲线段大货车视距验算表

在圆曲线小半径路段，若中央分隔带设置有桥墩、护栏、绿化或防眩板等，易遮挡视线引起视距不良等影响，不利于行车安全。由于中央分隔带设置的设施均为垂直安放，且距最内侧车道较近，尤其是凸形竖曲线上，极易阻挡驾驶员的视线，从而影响中分带的停车视距。故内侧车道的横净距应以设施面为界（见表8）。

表8 满足中分带停车视距的最小平曲线半径

2.5 合成坡度

为避免大纵坡与急转弯的组合对行车造成不利影响，应对合成坡度进行评价。合成坡度的计算公式：

式中：ih为路面横坡或超高；iz为纵坡。

2.6 平、纵面线形组合

设计速度越高（＞60km/h），对平纵组合的要求越低；但若平面及纵面指标较低，纵坡坡差较大时，应强调平、纵面线形组合设计；当平面圆曲线半径＞4000m、纵坡坡差＜1.5%或条件受限时，平、纵组合可从宽考虑；当平面圆曲线半径＞6000m、纵坡坡差＜1%或条件受限时，可不考虑平、纵面组合设计。

3 结束语

安全是公路设计和建设需考虑的首要因素，而路线设计作为公路设计的核心和龙头，分析评价不利因素对行车安全的影响，选择相应的安全设计策略尤其重要。提高运行安全、降低事故损失是一项系统工程，需要作好规范驾驶人行为、改善道路交通条件、提高车辆性能等多方面的工作。从路线设计出发，应重点根除公路本身的安全问题，采取主动的预防措施及被动的防护措施。