公路设计中交通安全影响因素探讨

作者简介：

林世海（1986—），工程师，主要从事道路工程设计工作。

文章立足道路设计者角度，从视距、平纵线型组合、曲率半径、路幅布设及路面类型五个方面，探讨交通安全的影响因素，并提出相应的交通安全改善措施。

公路;交通安全;线型;路基路面;平纵线型组合

U412A130443

0 引言

公路作为我国国民经济和社会发展的基石，发挥着促进经济货物运输、文化及劳动力流动、资源流动配置的作用。经过数十年的建设，我国公路里程于2019 年达到484.65万km，位居世界第一，且随社会经济进一步发展及战略需要，我国仍然具有较高的公路建设需求。

但是，在公路快速发展的同时，道路交通安全问题也开始突显，并日益引起人民群众的关注与重视。自20 世纪80 年代我国公路发展初期至今，交通事故率逐年攀升[1]。交通事故发生的原因很多，但是目前大多数研究者都是基于“人-车-路-环境”构成的安全体系来探讨安全事故发生原因，甚至將交通事故责任更多地归咎于人的不规范驾驶行为上，而忽视道路系统本身存在的缺陷和不足给驾驶员带来的安全隐患。道路系统中可能导致安全事故的缺陷主要存在于道路设计与道路养护两个方面，设计不合理将无法构建安全的道路系统，养护不完善道路将无法可持续地提供安全的行驶条件。本文将立足道路设计者角度，从线型、路基路面等方面展开其对交通安全的影响探讨，并提出相应的交通安全改善措施。

1 线型对交通安全的影响

1.1 视距

汽车驾驶员可直接观察到的前方道路距离称为视距，而交通安全事故的发生与视距关系紧密。道路纵断面折弯、平面弯曲、道路附近建筑物、绿化及停放车辆等因素会导致驾驶员的视线不能直接到达视距范围，从而出现无法观察对方车辆、行人动态视野盲区的现象，在这种情况下极易发生交通事故，因此在道路设计过程中应对视距进行充分考虑。

根据驾驶发现对向障碍物或迎车采取的措施不同，视距主要分为停车视距、会车视距、错车视距、超车视距。在实际设计应用过程中，停车视距与超车视距应用较为广泛。停车视距是指当汽车驾驶员在离地1.2 m高度处发现前方0.1 m高的障碍物开始制动到完全停止所需的最短距离。超车视距是指在双车道道路上，后车超越前车时，从开始驶离原车道之处起，至可见逆行车并能超车后安全驶回原车道所需的最短距离[2]。

平面弯曲路段、凸型变坡路段及凹型变坡路段是常见的三种易引起视距不足导致交通安全事故的路段。

在平面弯曲路段中，弯道内侧的高边坡、建筑物、树木等地物阻碍了驾驶员视线，使视距满足不了要求（见图1），对于该种路段在设计过程中应适当增大转弯半径或对阻碍物进行清除。

由图2可知，凸型纵断面在上下坡处，驾驶员由于竖坡视线受阻，当竖曲线半径较小时，行车视距将受到限制，满足不了规范规定值。

凹型变坡路段汽车灯照范围受限或在边坡路段设有涵洞时驾驶员视线受阻，导致视距不满足要求，增大交通安全事故率（见图3）。

1.2 平纵面组合线型

平纵线型组合是否协调直接影响车辆驾驶员的行为。长直线段末端设置急弯曲线、长直线末端设置陡坡、竖向凸曲线顶部或竖向凹曲线底部设置平面转弯曲线等都极易造成安全事故。

长直线末端设置急弯曲线会导致驾驶员在长直线段获得较高车速，导致入弯车速过高，来不及制动减速，诱发安全事故，尤其在冬季道路湿滑时事故率更高。在长直线段末端设置陡坡的缺陷与之类似，在车辆进入坡顶或坡底时，视距减小，降低了行车安全性。

在竖向凸曲线顶部设置急弯时，驾驶员会由于视线小于停车视距而急打方向盘，易与对向车道车辆发生碰撞;在竖向凹曲线底部设置急弯时，车辆行驶速度往往容易超过道路设计速度，而此时仍需要急打方向盘，易导致车辆偏移车道发生安全事故。表1为某高速公路事故调查结果统计[2]。

由表1可知，随平曲线半径减小或陡坡坡率升高，交通事故发生率呈现明显的上升趋势，论证了上述分析。

1.3 曲率半径

行驶车辆在从直线段或相邻曲线段进入弯道时，由于离心力作用汽车会产生外倾趋势。外倾离心力随车辆自重或弯道曲率增大而增大，离心力过大在增加驾驶员难度同时，也将对道路抗滑性能提出更高要求。从交通安全角度看，当弯道曲率半径<50 m时，即形成平面急弯，不利于车辆安全行驶。

2 路基路面对交通安全的影响

2.1 路幅布设

公路两侧路肩外侧边缘间的路基宽度部分称为路幅，路幅布设需要根据设计道路的交通等级、交通量确定。常见的路幅布置类型有单幅双车道、双幅多车道、单车道三种。

单车道路幅多用于交通量小、工程艰巨的山区公路或地方性道路，这类车道因横向宽度受限，超车、会车事故率较高，应谨慎应用。

单幅双车道通常是整体式的路基断面形式，两侧路幅提供双向行车。这类路幅设计需着重注意路面标线及路标设计，为驾驶员提供充分的道路信息保障其安全驾驶。单幅双车道设计也存在许多缺陷，如交通量较大时易出现拥堵、非机动车易混入机动车道、视距条件不足时车速降低等[3]。

对于高速公路路幅设计应采用双幅多车道行驶，对于交通量较大的路段甚至可设置八车道或更多车道，且在中间应设置绿化带作为分隔带或采用分离式路基形式。这类路幅设计具有通行能力大、设计车速高、事故率低等优点，推荐用于高速公路或其他高等级公路。

2.2 路面类型

目前主要的路面类型为水泥混凝土路面与沥青混凝土路面。路面抗滑性能与平整度是行车安全性的重要保障，尤其是高速公路行车条件对路面抗滑性能与平整性能要求更高。水泥路面抗滑性能由横向拉槽的构造深度提供，槽深通常为3～5 mm，但其容易被行车荷载磨损，同时水泥路面因温缩作用易发生错台病害。因此水泥路面并不适用于交通量日益增长的高速公路。

沥青路面的抗滑性能主要由沥青混合料压实后集料间形成的构造深度提供，其主要受到集料抗磨耗性、抗磨光性的影响。沥青路面是由高温松散状态的沥青混合料压实而成，因而平整度较高。但在夏季高温重载交通作用下路面易产生车辙，低温多雨条件下易松散剥落，使路面平整度降低。因此在进行沥青路面设计时应选择抗磨耗能力较高的碎石作为集料，结合道路所在地区的气候特征选择合适标号沥青，为路面抗滑性能与平整性能提供保障。

3 交通安全改善措施

3.1 平纵线型优化设计

平面线型设计应保证合理的直线段长度，在满足设计规范基础上，保证圆曲线半径与前后线型相协调。另一方面平面定线前期应要求设计人员踏勘现场，掌握沿线地理环境，保证设计工作的可操作性与合理性。

纵断面线型应根据平均纵坡标准，进行陡坡路段线型设计，保证上坡车辆可发挥出应有的最大动力性能。对于长大纵坡路段，为保证平纵线型合理性，在进行纵断面设计时，应对该路段平面线型进行专项设计。

3.2 科学的路标设计

道路标志设计是道路设计的重要环节，科学的标志标线有利于驾驶员掌握道路信息，安全驾驶，从而降低交通事故发生率。对于公路路况良好的路段，一般设置指示标志、限速标志即可;对于路况复杂，如山区路段、陡坡路段、多弯路段应设置频闪灯和道路轮廓标志。同时，路标设计应保证标牌颜色、文字间距、行距边距恰当醒目;版面反光材料选择符合应用场景、满足使用年限要求;支架结构类型合理，可为道路驾驶员提供良好视觉效果，不侵占道路边线。

3.3 合理的道路防护设施设计

设立道路防护设施有利于防止与公路无关的人、物进入行车范围，保障駕驶员的安全行车信心，阻停失控车辆，避免失控车辆冲出路面或穿越道路中线[4]。对于高等级公路，道路两侧应设有隔离栅。隔离栅应线型平顺，强度高不易损坏，与周围环境相协调，不可与周边绿化环境形成视觉误差。

道路中线处、进出口处应设立防撞护栏。防撞护栏用于吸收撞击能量，迫使失控车辆改变方向，以保护车辆与乘客。高等级公路防撞护栏推荐采用半刚性波纹梁护栏，其具有良好的吸能能力，且易于施工安全。

4 结语

本文从视距、平纵面组合线型、曲率半径、路幅布设及路面类型五个方面探讨了公路设计对交通安全的影响。在公路设计过程中，应保证合理的视距要求，避免急弯曲线、长直线接小半径圆曲线，按照交通量需求设置布置路幅，对于高等级公路应采用沥青混合料路面结构，并严选原材料。为提供道路行车安全，降低事故率，应优化平面线型，科学设置路表和安全可靠的防护设施。

[1]王志儒，叶娅丽.关于高速公路路线设计交通安全影响因素的研究[J].黑龙江交通科技，2020，43（10）：38-40.

[2]刘俊宝.公路设计因素对交通安全的影响研究[D].西安：长安大学，2002.

[3]张 博.我国道路交通事故诱因分析及预防对策建议[D].北京：首都经济贸易大学，2018.

[4]许 仲.公路设计工作中的交通安全因素探讨[J].建材与装饰，2020（16）：285-287.