公路路线设计中的交通安全影响因素研究

谢志惠,肖学良

（1.上饶市弋阳公路事业发展中心,江西 上饶 334000; 2.江西省交通设计研究院有限责任公司,江西 南昌 330000）

0 引言

近年来，公路建设逐渐增多，建设范围也逐渐扩大，对公路安全性也提出了更高的要求。公路建设环节，公路安全性与公路路线设计息息相关，需要加大对公路线路设计的关注力度，将其作为一项主要工作，结合工程实际情况，制定出科学、合理的路线设计方案，提升公路建设质量的同时，减少交通事故的发生，助力我国交通事业不断向前发展。

1 公路建设中路线设计的意义

进行公路线路设计时，在设计内容上不仅要明确各种构造物的所在位置，还包含安全设施设计、几何线性设计与路面设计等[1]。其中，几何线型设计与线路运营安全性息息相关，实际设计环节，会通过选线的方式，对公路路线走向进行设计。并且，将此作为基础，明确公路路线几何线形。当前，我国公路路线设计工作仍选择以往的方式，将重点放在路线横断面、纵面以及平面设计上，对于高等级公路而言，这种方式过于局限，应结合车速及实际交通量等进行公路线路设计，以满足公路建设以及实际运营需求。现如今，我国企业与交通运输业处于快速发展状态，交通量逐渐增多，车辆行驶速度也不断加快，导致交通事故频发。因此，应结合实际情况，利用先进的技术理论，做好公路线路设计工作，降低交通安全影响因素的不良影响，保证公路建设质量。

2 公路路线设计中的交通安全影响因素

第一，人为因素。车辆驾驶人员因素与公路施工人员因素，均属于影响交通安全的人为因素。其中，车辆驾驶人员因素指的是：车辆驾驶过程中，驾驶人员没有按照驾驶规定驾驶[2]。施工人员因素指的是：公路施工环节，施工人员由于技术水平与能力不足，没有严格根据施工要求进行施工，导致公路项目质量不满足实际要求，在公路实际使用中出现了安全事故。第二，公路设计中，自然因素也是影响交通安全的一个主要因素，自然因素指的是：受到施工环境以及自然地理环境影响，增大了驾驶人员的出行难度，从而引发相应的交通事故。此外，不良的地理环境下，会增加公路施工难度，出现道路改线问题，对正常出行造成影响。

3 公路建设中公路路线设计策略

3.1 项目概述

3.1.1 项目简介

都昌至九江高速公路属于江西省2020 高速公路规划中的重要高速公路。该项目与济广景鹰段、杭瑞高速景婺黄段、永修至武宁高速等高速可形成横贯江西北部东西方向的又一条快速通道。里程桩号为K24+520～K33+700，里程长9.180 km，设计速度为100 km/h；路幅宽度为24.5 m，双向四车道；路面采用沥青混凝土路面，设计年限15 年，设计标准轴载BZZ-100KN；桥涵设计荷载为公路－Ⅰ级（支线桥涵为公路－Ⅱ级，人群3.0 kN/m2）；设计洪水频率特大桥为1/300，其他为1/100；桥梁断面：桥梁宽度与路基同宽。公路建设过程中，在公路线路设计上，应充分考虑交通安全问题，进行路线优化设计。

3.1.2 项目路线设计主要技术指标（表1）

表1 都九高速公路都昌至星子段新建工程路线平、纵指标表

3.2 合理选线

第一，公路选线过程中须与环境相协调。该项目地势上由东往西逐渐倾斜，路线区地面高程在12～90 m 不等。选线环节与九景高速平原微丘相结合，进行都昌县多宝乡、庐山市蓼花镇等滨湖路段生态敏感点避让线位选择，结合跨鄱阳湖老爷庙（中国百慕大）重点路段，进行线位的调整优化。公路建设环节重点考虑周围环境，道路线形与周围环境要具备良好的协调性与土地面积的合理利用。因此路线路设计环节对土地利用问题加以考虑，以最少的土地面积，确定出最为合理的路线。第二，公路路线设计与建设环节还面临外部环境影响，设计时结合工程区域地理环境影响因素，对路线设计进行优化，确保公路建设质量。

3.3 综合比选设计方案

第一，公路路线设计过程中，保证线路位置的安全性，重视整体防灾，选择安全的结构与走廊。该工程中，重点考虑鄱阳湖水文特性、水下地形和水位运行规律，对千年一遇水位影响进行评估，综合考虑通航条件和桥梁抗风抗震的模拟调整，重点强化鄱阳湖周边类风积沙特殊地质安全的平纵和防护安全设计。对于高强度区域，尽可能降低桥梁高度，避免出现较多的浅隧道以及部分压力区。第二，综合比选设计方案，包括结构形式、排水结构形式、工间互换位置等比较，应用新工艺、新技术，实现定型以及标准化设计。第三，重视公路路线超高设置[3]。路线设计环节，重点关注向心力问题，保证行驶车辆具备良好的离心力。新公路线路设计规范中，并未明确出处于不同半径时超高设置的坡率，因此进行超高值设计过程中，须对各种因素做出考虑，如自然条件、行驶速度以及汽车组成比例等。结合通行车辆比例大小确定超高值，对于小客车，结合小客车的运行速度，设置出较大的超高值，对于货车，根据其运行速度，将超高适当减小。设计超高值时，将行驶安全放在首位，充分考虑汽车的运行速度，针对个别路段实施超高加强设计。

3.4 路线平面设计

公路路线平面设计过程中遵循以下设计原则，即整体协调原则、能直则直原则、直圆配合原则以及能曲则曲原则，对原有路线进行充分利用。平面设计环节应对路段标准以及使用性能进行充分考虑，设计方案及内容与该路段地形及地物相适应[4]。路线设计环节，不可出现线性突变情况，保证线路具备良好的均衡性以及连续性。选用技术指标时，线形不同技术指标也存在较大不同，选定直线技术指标时，并不具备相应标准，通常情况下同向曲线间，最小的直线长度应高于行车速度的六倍。反向曲线间，最小直线长度应高于行车速度的两倍。在圆曲线技术指标选取上，具体针对最大半径以及最小半径圆曲线。为实现原公路的最大化使用，通常会设计相对较小的半径，不可随意确定最小值，若最小值过小，会导致车辆横向加速度严重高于半径值。最大半径值通常为≤10 000 m。跨鄱阳湖特大桥主线平面最长直线设计为2 862.545 m，大曲线为8 000 m，最小平曲线为1 300 m；都昌东互通连接线平面最长直线设计为1 232.2 m，大曲线为3 500 m，最小平曲线为400 m，均符合上述设计原则。

3.5 纵断面优化设计

纵断面线形优化设计需符合某些标高控制约束要求，尽可能减少工程费用，保证行车舒适度[5]。根据《公路路线规范》（JTG D20—2006）要求，设计速度为100 km/h 时互通范围内纵断面要求不大于2%。经项目组组织评审，综合规范指标的意图，考虑拉低九景高速纵断面会在施工期间对九景高速正常运行带来极大影响，同时改造九景高速也会使得该互通改造工程成为整个项目的制约工程。综合以上因素及九景高速纵断面特征，考虑将互通的两个入口匝道的合流点放在2.7%和-2.9%组成的凸曲线（半径10 285 m）顶部附近，出口匝道的分流点放在两处纵坡的较缓位置，同时满足加速车道下坡、减速车道上坡的有利组合，确定该枢纽互通的方案。对于横向排水不畅的路段，进行纵坡设计时，满足排水要求。设计纵断面线形时，保证坡长的适宜性，纵坡过短时，连续的短坡会影响到整体线形美感，行驶过程中，也会出现颠簸情况，车速越高，颠簸越明显。对于竖曲线半径而言，其大小需要与平曲线半径具备较好的均衡性，当大半径平曲线与小半径竖曲线配合时，会对立体线形连续性造成破坏。除此之外，还应在满足线形设计要求下，避免竖曲线半径过大，以免出现纵断面排水不畅情况。

3.6 平纵组合设计

项目路线沿线村庄密集，路网较发达，路线交叉的主要道路有星子的K8+300 蔡岭到星子的公路S210、K18+500 新妙至徐埠的公路、K23+800 左里至星子的公路Y628、K28+500 多宝至星子的北多公路X250，星子县的K43+200 蓼南至蓼花的公路X241、寥温公路X242，很容易造成公路交通事故。设计公路平纵线形时，若将长实线与陡坡组合，或者与小半径短竖曲线组合，均会影响到车辆行驶安全，导致事故发生[6]。设计过程中须防止较长平曲线中出现较多的短竖曲线，避免短平曲线与短竖曲线组合。平纵线形组合设计时遵循相应设计原则：第一，视觉上保证线形具备良好的连续性，可以自然引导驾驶员视线；第二，平、纵线形设计时，保证其满足技术规范中的要求，保证线形的正确性；第三，科学选择合成坡度，有利于路面排水。平竖曲线组合设计时，凸形竖曲线的顶部，不可与反向平曲线拐点重合，凹形竖曲线底部，不可与反向平曲线的拐点重合。实际设计环节，一个平曲线中不可存在较多连续的凹、凸竖曲线，以免出现“暗凹”以及“跳跃”等不良情况。将较小半径竖、平曲线分开。纵面线形设计与平面线形设计良好结合，通过这样的方式，准确确定出公路工程的空间位置，防止交通事故的发生。

3.7 公路交通安全标志设计

公路路线设计过程中重视公路路标设计，发挥路标的安全指示功能。尤其是特殊路标，对驾驶人员起到良好的警示作用，避免交通事故的出现。第一，我国交通主管部门对交通标志牌有着相关规定，其材质为钢制材料，这种材料具备较好的抗压以及防撞性能。实际设计环节，通过试验分析的方式对材料负载水平进行详细了解，根据公路车流量，做出科学设计[7]，标志牌下端用混凝土固定，上端用钢筋混凝土加以固定，保证交通牌的牢固性。具体设计环节，对风力要素进行关注，如交通标志牌与地面距离约为12 m，风向垂直作用于标志牌时，会存在最大的压力值，此时风力对标志牌会产生最大的负面影响，因此风载设计风速在标志牌周边空间10 m的区域，风的速度低于229 m/s。对标志牌负载水平进行重点考虑，如果选择的钢制材料未能符合负载标准要求，会大大降低标志的安全水平，要确保其负载水平的合理性；标识牌选择具备逆反射功能的材料，确保夜间行车安全性，当灯光照射在标志牌上时，驾驶人员可以清晰地看到标志牌中的信息，避免交通风险的产生。相关研究表示，逆反射和视距存在正相关，逆反射数据越大时，驾驶员视距则越宽泛，则会具备更高的安全水平。主线及互通立交的所有标线及标记均采用热熔反光材料，并掺有玻璃珠，其材料及配比应符合《路面标线涂料》的规定，纵向和横向连续设置的交通标线每隔15 m 设置排水孔。为了提高标线的夜间视认性，全路段通设反光路钮，除互通立交双向匝道的双实线之间布设双面反光突起路纽外，其他均采用单面反光，反光颜色均为白色。路钮的设置间距为：主线15 m，匝道8 m。

4 结束语

综上所述，公路路线设计存在较多影响交通安全的因素，如人为因素以及自然因素等。为保证公路路线质量，确保交通安全，应全面分析各项客观因素，结合公路建设要求，进行公路路线的合理设计。具体可从合理选线、综合比选设计方案、路线平面设计、纵断面优化设计、平纵组合设计、公路路标设计入手，以此进一步提升公路建设质量与安全性，促进我国公路建设可持续发展。