公路线形设计因素对交通安全的影响分析
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摘要:公路设计直接关系着公路交通安全。本文通过对公路线性几何设计分析，纵断面设计与曲径设计对交通安全的影响，多线条对交通安全的影响方面分析公路线性设计因素对交通安全的影响。本文针对这些问题展开分析，以期望从理论上更好的促进公路线性良性设计，更好的保障我国交通安全。
中图分类号： U412 文献标识码： A
引言
近些年来，随着公路建设的快速发展，公路交通安全问题也越来越受到人们的关注，这和路线线形的好坏有直接的关系。有不少交通事故发生的原因是由于公路设计本身的原因所造成的，线形设计不好，轻者乘客会感到不舒服，严重则影响车辆行驶的安全性，甚至造成交通事故。公路线形是处于二维空间中的立体线形。为了方便问题的研究，设计应该将平面线形和纵断线形分开进行，通常是先定路线的平面位置和平面线形，然后才确定路线的纵断线形。线形设计必须满足汽车行驶力学上的舒适经济，驾驶员视觉良好，公路与周围环境景观协调，与自然条件及社会条件相适应。本文从公路设计角度去研究影响交通安全的因素。主要在路线选型方面从理论和实际相结合的角度研究了对交通安全的影响，人和车因素对交通安全的影响也进行了初步探讨。
一、线路设计
（一）线路设计的影响因素
影响公路工程路线设计的主要因素有以下几个方面：公路工程线路设计的首要阶段就是公路工程的路基，这也对其整体性有一定的影响，是工程的整体设计水平和施工方案的汇总。除此之外，公路路线的线性设计综合多方面的因素考虑，
主要有当地的地形等因素，要成功实施设计方案就必须加强对这几个方面印度的考虑，以便能更好的保证公路线路设计的良性发展以及其质量。
（二）线形设计原则
对于不同等级、不同地带类型的道路应选用不同设计速度，且路段不宜过短。一般情况下不小于20km，特殊情况下可减短至10km。线形设计要处理好平、纵、横二个方面的最佳配合，使线形舒畅，并与自然景观相协调；对于线形设计除从行驶力学上对汽车行驶舒适、安全及运营经济合理的满足之外，同时还应该加强对驾驶员心理和视觉的要求。可以采取照明、设置护栏或不同植树方式的形式，在适当的时候可以补充视线，更好的增进并且改善舒适度和安全感。确保线性要素之间和其他设施之间的平衡协调，竖曲线与平曲线之间的协调，纵断面线形时间和平断面线形的组合协调，尽量避免线形突变的发生，尤其是应该加强对长直线尽头小半径平曲线的设置。曲线的广泛采用可以在线形设计中组成顺势圆滑的线形。根据地物状况及地形变化，来选用直线或曲线巧妙组合，不能只强调直线和曲线谁为主线。
二、纵断面设计与交通安全
纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、地形、地物、水文地质，综合考虑路基稳定、排水以及工程经济性等。以下将从纵坡的大小、长短，曲线半径进行分析。公路的纵断面对公路交通事故有着非常直接的影响，事故率和事故的严重程度往往都会随着公路坡度的增加而增加。公路纵断面线形中包括了公路的坡度和公路的竖曲线，如果相关因素同平曲线的配合处于合理的状态，交通事故发生频率将会大大降低。
(一)纵坡
纵坡的大小、长度都会对行车造成很大的影响，因此对于不同设计时速的公路，《规范》对纵坡的大小、长度都进行了相应的规定。若车辆行驶在长距离大纵坡上，特别是当纵坡为5%以上，上坡时汽车为克服阻力，长时问采用低速档行驶，使发动机过热，水箱沸腾，而下坡时，则必须频繁制动，若是重车便会存在刹车失灵的隐患，影响行车安全。若纵坡过小则会影响纵向排水，在挖方路段、设置边沟的低填力、路段和其他横向排水不畅的路段容易使积水渗入路基而影响路基的稳定性。若纵坡过短，路面便会起伏频繁，行车时会有颠簸感而且车速越觉越明显，影响行车的舒适与安全性。因此道路纵断面设计时应合理布设纵坡的大小、长度。
(二)竖曲线
竖曲线主要是在道路纵坡转折点将相邻的直线段平滑的连接起来，使行车平稳过渡，包括凸曲线和四曲线两种。竖曲线半径的大小会直接影响过渡效果的好坏，进而影响交通安全。其主要作用在三方面:①确保道路纵向行车视距，当半径很小时，凸曲线两侧都是上坡段，车辆做爬坡运动，驾驶员视野处于刹上方，将到坡顶时会出现一段视野自区，严重影响行车安全，曲线时则两侧都是下坡，驾驶员视线贴近地面，减小了行车视距，并且四曲线经常处于桥梁下方，进一步遮挡驾驶员视线，容易造成交通事故；如图1所示；②缓和纵向变坡处行车动量变化而产生的冲击作用，汽车在小半径竖曲线上行驶时，受到竖向离心力作用驾驶员产生超重或失重(凸曲线)过大，易造成驾驶失控，影响行车安全；③将竖曲线与平曲线恰当组合，有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。因此，纵断面设计时竖曲线长度应保证行车。
图1驾驶员视野自区示意图
三、曲率半径对交通安全的影响
道路的平曲线越小，弯度随着曲率的增大而变大，弯也就越急；相反，路的平曲线半径越大，曲率反而越小，弯度也就越小，弯也就越缓。从交通安全角度所讲的急弯，是指道路平曲线半径在50m以下的路段，或者说没有急弯标志的路段。在急弯路上行车，容易发生道路交通事故。像国外一些著名学者通过实验调查研究表明，道路平曲线的曲率和道路交通事故率的关系。在曲线上行驶车辆，无论由曲线驶入直线或者直线驶入曲线，都将必然需要驾驶员转动方向盘，确保汽车行驶在规定的车道上。同时还因为车辆行驶过程中受到横向离心力与装载质量的作用，驾驶员操作不易，对车速的控制不当，就会串道。在曲线上行驶的车辆，在离心力的作用下容易向外侧倾翻和侧滑，车辆的稳定性和安全程度也随之降低。车速和离心力成正比，直接影响着事故发生率。车辆在曲线上行驶，由于受到前方视距缩短的影响，对前方的情况不能及时有效的掌握，难度最大的就是在夜间行驶，灯光照射不能顺着曲线，更加不易发现前方情况，事故的潜在危险也因此增加。在曲线上行驶车辆，横向力的出现会直接影响乘员乘车的舒适度。所以，横向力系数越大（横向力系数=横向力/车辆质量），车辆横向稳定程度也不好，就会到账乘员乘坐不舒服。
四、视距
为了确保行车安全，驾驶人员对前面相当远的一段路程应该都保持一种可视感，只有这样才能及时有效的避免事故或者及时采取措施预防，这一最短可视距离就是行车视距。在道路的纵面和平面上均应保证一定的行车视距。良好的视距可以提高驾驶员对道路的行车环境的判断，为正确的驾驶行为提供借鉴，决定驾驶行为的有效操作时间。因为视距不足引发的交通事故也是很多的。像汽车在弯道上行驶时，弯道内侧行车视距可能被建筑物、树木、路堑边坡以及其他障碍物所遮挡，阻碍了驾驶员的视线，这一路段就被称为视距不足路段。
还有在凸形变坡路段，驾驶员的视线受到上下坡连接处的竖曲线的影响，当竖曲线半径较小时视线严重受阻，视距达不到要求引发安全隐患；凹形变坡路段，在上下坡连接处的竖曲线上，白天视线畅通，而在夜间汽车车灯照射范围受到阻碍，驾驶员的视线受到路边的树、上跨天桥等遮挡造成视线受阻，视距满足不了要求。
表2双车道公路视距与交通事故率关系统计表
当竖曲线半径过小时，易造成驾驶员视野变小，视距变短，发生事故。表2是国外的一些调查结果，从表中可以看出事故率随着视距减小而明显增多。
五、平纵线形组合优化设计
道路线形设计如果只按纵断面、平面线形标准优化设计，而不是将二者结合考虑，最终不一定是良好的设计，因为道路是个二维的空间实体，它的中线是一条空间曲线，线形设计最终是以平、纵组合的立体线形展现在驾驶员眼前的。所以必须要满足驾驶员在视觉和心理方面的连续、舒适、与周围环境的协调的要求。
结束语
为降低交通事故的发生率，笔者认为从公路设计的最开始就应该重视线形安全设计。线形设计作为整个道路设计的骨架，它的好坏直接关系了行车的安全与舒适。这就要求道路的设计者应从设计开始就做到细致、严谨、科学合理，并且使道路更加人性化，使驾乘者感觉舒适、愉悦，使行车更加安全，更多的体现“以人为本”的公路设计新理念，以上从几个方面分析了公路线形设计所引起的交通安全问题，希望能引起相关设计部门的重视，并使之得到进一步的分析、研究，为改善公路线形、预防交通事故提供可靠的依据。
参考文献：
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