王玉娜,趙 寧,楊 婷
(濟南市市政工程設計研究院,山東濟南250101)
近些年來,隨著我國國民經濟的持續穩定發展和城市化進程的加快,機動車擁有量急劇增加,交通供需矛盾日益尖銳,道路交通安全問題越來越受到人們的關注。雖說誘發交通事故的原因是多方面的,是人、車、路、環境等因素綜合作用的結果,但是道路是交通安全的基礎,是駕駛人員駕駛環境的主要組成部分。本文在總結前人研究成果的基礎上,以道路條件為研究對象,分析了影響道路交通安全的幾個方面,希望以一個道路設計者的角度出發為廣大人民的安全出行出一份微薄之力。
道路線形要素包括平面線形和縱面線形,在道路設計中一定要注意科學性和實用性,否則就會對道路交通安全造成威脅。
以往在條件允許的情況下,人們總喜歡把道路設計成平直線形,但是多年的統計資料表明,發生在直線段上的交通事故數量遠遠大于其它道路線形。一個重要的原因是在“良好線形條件”的道路上,駕駛員容易麻痹大意,若直線路段過長,駕駛員對行進前方一目了然,會因單調而產生疲勞,注意力不集中,造成反應遲緩,一旦發生意外情況就會措手不及。此外,駕駛員為了盡快駛出直線路段,往往高速行車,使得車輛進入直線段末端的曲線部分時車速仍較高,容易造成行車失控。
平曲線半徑的選取應在行駛力學上保證汽車行駛的安全、舒適。平曲線半徑越小,行車速度越大,事故率越高,原因是汽車在運行中的轉彎半徑越小,所受橫向力越大,易發生溜滑。
在平曲線路段上,許多情況下轉角對于事故數量的影響要比曲線半徑的影響更大,當平曲線轉角不超過20°時,道路就不會超出清晰視距矩形,反之則易造成駕駛員視距不足。對于曲線半徑為100~500 m的道路,轉角與千萬車公里道路交通事故數的關系如表1所列[1]。

表1 轉角與事故率的關系表
綜上所述,確定圓曲線半徑時應注意:盡量避免采用規范“極限最小”圓曲線半徑,一般情況下宜采用極限最小半徑的3~8倍。小偏角應采用大平曲線半徑,要保持足夠長的平曲線長度,大偏角平曲線半徑也不宜過小。
道路的坡度越陡,事故率越高,主要原因是:下坡時駕駛員為節油而常常熄火滑行的操作方法(而這是嚴禁的),一旦遇到緊急情況來不及采取應急措施。在車輛下坡時,由于重力作用使行車速度過高,制動非安全區過長,遇有緊急情況時不能及時停車。車輛上坡行駛時,超越停放或低速行駛車輛也是事故原因之一。
路段的平均縱坡較大,即使滿足最大坡度、坡長限制及緩和坡段的規定,也不能認為這是良好的線性,因為平均縱坡較大,上坡使用低速檔較久,易導致車輛水箱開鍋;下坡則因剎車發熱,失效而導致事故發生。
連續長大下坡對道路的安全行車產生的重大影響主要由于連續長大下坡會導致車速過高,汽車需要頻繁制動,極易使載貨汽車制動過熱而失靈,釀成嚴重的交通事故。國內外事故資料表明,大中型貨車發生事故概率更高,且多發生在下坡方向的坡底路段。
綜上所述,確定縱坡坡度及坡長時應注意:(1)當汽車交通量較大時,應盡量采用規范規定的較小縱坡坡度及平均坡度,慎用最大坡度。(2)從滿足汽車運行要求的角度考慮縱坡長度。縱坡長度不宜超過穩定坡長,而穩定坡長的長短則取決于車輛動力性能,駛入坡道的行車速度和坡頂要求達到的速度。故在采用規范規定的特定縱坡對應的最大縱坡長度時,應根據交通構成,前后縱坡情況等靈活取值。(3)連續上坡或下坡的路段,可采取以下措施提高行車的安全性:a.在規定的縱坡長度范圍內設置緩和坡段。b.盡可能地增加布線長度。c.設置緊急避險車道。d.設置爬坡車道。e.增設預告標志。
(1)實踐表明“豎包平”的組合效果最差。所以還應分析兩者半徑的大小:當平曲線半徑在1000 m以下時,豎曲線半徑宜為平曲線半徑的10~20倍,此時可獲得視覺與工程費用經濟的平衡。
(2)當R平=∞,即直線時,無論R數值多大,這種組合在路段上呈現的凹、凸實況異常醒目,所以采用長平曲線比采用直線更顯流暢。對一般公路的視覺分析得出,平、豎曲線的半徑均在表2所列數值以下時,最好避免這兩種線形組合,或把急彎與陡坡線錯開,或考慮把其中一線形增大到表列數值的2倍以上[2]。

表2 平、豎曲線不宜重合的界限一覽表
凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部,不得插入小半徑平曲線,不得與反向曲線的拐點重合;直線上的縱面線形不應反復凸凹,避免出現使駕駛員視覺中斷的線形,如駝峰、暗凹、跳躍等;長直線或長陡坡的頂端避免小半徑的曲線;相鄰坡段的縱坡,以及相鄰曲線的半徑不宜相差懸殊;一個較長的平曲線包含兩個豎曲線,或一個較長的豎曲線包含兩個平曲線,這兩種組合均非理想的結合,在視覺上讓人感覺不舒適;平、縱線形的結合應考慮地形影響。實踐證明,平曲線是明彎時配凹曲線,暗彎時配凸曲線,即“明凹暗凸”給人以合理、悅目的好感。
汽車行駛速度是道路幾何設計的核心控制參數,直接影響道路的曲線半徑、超高、視距等技術指標。我國現行設計方法是以設計車速為基礎來確定線形的基本要素。然而在車輛實際行駛中,駕駛員一般是依據道路的行車條件及車輛性能等來確定車速,在正常情況下,車輛實際的運行速度往往高出設計車速很多,這樣駕駛員實際采用的運行速度所需的線形指標就會與設計車速所確定的線形指標相脫節,從而增加了道路的危險性和失調性。
一些發達國家廣泛運用了以運行速度概念為基礎的路線設計方法。運行速度是指當交通處于自由流狀態,且天氣良好時,按統計學中測定的從高速到低速排列的第85個百分點的車輛行駛速度[3]。運行速度考慮了道路上駕駛員的交通心里需求,以車輛的實際運行速度作為線形設計速度,從而有效地保證了路線所有相關要素與設計速度合理搭配,可以獲得連續、一致的均衡設計。
運行速度設計方法是以運行速度為基礎進行線形設計,用運行速度預測模型推算各路段的運行速度,并以線形的連續性和速度的一致性作為路線設計質量評價原則,檢驗和修正初期的平縱幾何設計,然后根據調整后的線形和運行速度,最終確定曲線超高、加寬、視距等設計指標。
然而,在道路線形設計中,可以靈活運用運行速度的設計方法。例如,對于簡單的線形,首先應根據交通性質分析或預測道路交通量及車輛種類比例,根據經驗判斷運行速度與設計速度的差距,以規范為基礎,避免使用規范中的“最值”。其次,將每段線形的指標值橫向比較,反推指標值所對應的車速,若各個車速相差不大,則表明線形協調性較好。
在道路設計中提供足夠的視距對車輛安全、高速行駛具有重要意義。通常,行車視距與行車速度密切相關:速度慢,駕駛員需要的視距相對小;速度快,駕駛員需要的視距相對大。由于車輛實際的運行速度往往高于設計車速,這樣在車輛運行中就可能出現視距不足的問題,很容易導致交通事故的發生,而如果以運行速度來計算行車視距,將會避免這個問題,大大減少事故的發生。
然而,在受地形條件限制而視距值不能改善的情況下,也可以通過限制車輛的運行速度來保證行車安全。例如設置標志標線來強制車輛減速慢行。
城鄉結合部作為城—鄉、城—城聯系的橋梁和紐帶,過境交通量大,行車速度快,行人、非機動車與機動車交叉混行嚴重,各種交通方式的相互干擾、相互沖突是造成城鄉結合部道路交通威脅的癥結所在。
作為道路交通的咽喉—交叉口,是城鄉結合部道路系統的重要組成部分。在城市近郊,交叉口處車多、人多,車輛與車輛之間,車輛與行人之間,尤其是機動車與非機動車之間搶道干擾,同時各種車輛的轉換方向,易發生交通事故,造成路口阻塞[4]。對此可采取以下措施重新設計交叉口:(1)調整車道寬度,在出入口處對車道進行合理加寬;(2)在交叉口處視距不良或不通時,去除一定的障礙物;(3)在進入交叉口之前,必須設置一定長度的直線段,目的在于駕駛員能及早看到交叉口處的管理設施和信號控制狀態,以便及早采取措施避免交通事故的發生。
近年來在山區雙車道道路上發生的交通事故占很大比例,導致事故發生的主要原因是路面狹窄,連續急彎、陡坡較多,某些路段受地形條件和周邊環境限制,采用了極限技術指標,形成危險路段。
雙車道道路危險路段的安全改善措施可以從改善道路工程設施和設置合理的交通工程安全設施兩方面進行研究。
通過修改平曲線半徑、超高、加寬等設計要素,使車輛在相鄰路段的運行速度不致相差過大。但一定要考慮路段所經之處的地形、地貌、地質等實際情況,不能只考慮經濟、技術條件而盲目進行;若平面設計要素受地形限制不能改動,則可考慮修正縱坡度、坡長等設計要素,同時還應充分考慮平縱結合,以及行車視距的要求。
在難以改變原有道路線形的情況下,通過設置合理的交通安全設施來保證行車安全往往是更為有效的手段。(1)合理設置安全護欄。(2)合理設置交通標志與標線。(3)合理設置減速設施。(4)增設避險車道。
在道路設計理念中,“安全”已經成為人們最為關心的問題,而在道路設計階段及早地找出道路不安全因素并對其進行改善和修復是道路設計者責無旁貸的任務,只有建立一個完善的道路交通體系,才能削弱各個不利因素,更有效地減少交通事故的發生。
[1]吳瑋.公路平縱線形設計對交通安全的影響因素分析[J].交通標準化,2009,(9):168.
[2]徐循初,湯宇卿.城市道路與交通規劃(上冊)[M].北京:中國建筑工業出版社,2005:126-127.
[3]交通部公路司.新理念 公路設計指南[M].北京:人民交通出版社,2005.
[4]王瑩,黃煒,李文權.城市居民小區出入口與道路的安全銜接[J].交通標準化,2005,(7):136-138.