道路條件對行車安全的影響分析

高建偉

（蘭州市城市建設設計院，甘肅 蘭州 730050）

道路條件對行車安全的影響分析

高建偉

（蘭州市城市建設設計院，甘肅 蘭州 730050）

道路幾何線形、路面質量、交通輔助設施是影響道路行車安全的主要因素，其中道路幾何線形尤為重要。詳細總結了這些因素對行車安全的影響機理，并提出了相關設計改善方法，以提高道路設計質量，保障行車安全。

道路條件；幾何線形；路基；路面；行車安全；影響分析

0 引言

我國交通運輸產業在近年來得到了快速廣泛發展，道路路網體系在不斷完善，但隨著而來的交通安全問題也愈加顯著，并呈現逐年增高的態勢。交通事故不僅形成了顯著的人員傷亡，也產生了惡劣的社會影響，使得道路的設計質量廣受質疑。交通安全除了駕駛員主觀因素外，道路條件也是形成引發交通事故的重要內在因素。道路的設計不僅需要保證其應有的交通流量集散效率，還需要在設計中充分考慮交通安全因素，降低交通事故的發生概率，提到道路設計質量。

實際運營的公路工程因各種各樣的原因出現不同頻次和程度的交通事故，這些交通事故的形成原因是多方面的，不僅有駕駛員的隨機性主觀因素如疲勞駕駛、危險駕駛、不遵守交通規則等，也有道路環境等客觀因素如大霧天氣、雨雪天氣、路面抗滑性差、公路設計不合理等[1]。這其中，道路條件是影響交通安全的關鍵客觀因素，也是評判道路設計質量的重要指標，交通事故發生概率較高的道路區域，其設計質量顯然應該受到質疑[1][2]。道路條件包括道路的幾何線形、路面性能、交通輔助設施等多方面，這些都會對道路的行車安全產生影響，特別是幾何線形。論文將詳細分析這些道路條件對行車安全的影響，從而為道路設計提供參考，提到道路行車的安全。

1 道路幾何線形的影響分析

道路的幾何線形決定了車輛的行駛軌跡，好的道路線形，能夠考慮實際駕駛的車輛性能和駕駛員習慣，很方便地提供車輛在道路上的平穩安全行駛，而線形設計不合理所造成的后果就是駕駛員極度緊張，很容易發生交通事故。縱面線形、平面線形、線形組合、線形交叉等幾何線形因素，都會對行車安全產生影響[3]。

1.1 縱面線形

縱面線形是道路線形在豎向平面內的變化，體現在坡長、坡度、變坡點曲率（豎曲線半徑）3個方面。

（1）坡長對行車安全影響。坡度過長將使得車輛需要進行長時間的加速或減速，則會使得車速過高或者過低而發生交通事故。在上坡過程中，車輛需要不斷加速，過高的車速是誘發交通安全的直接因素，且容易使駕駛員疲勞；下坡過程中為了避免撞車往往需要減速，但不同車型的減速機動性差別很大，特別是重載車輛減速很容易導致交通事故，也很容易對道路路面產生損傷，降低行車的平穩性。

（2）坡度對行車安全影響。坡度對車輛的機動性能要求很高，當坡度很大時很容易造成車輛熄火或者剎車不靈敏，這非常容易誘發交通事故；且坡度大的下坡路段，由于車輛自身重力因素使得車輛不斷加速，進而提高撞車可能性。通過調研顯示：坡度在-2%～2%范圍內發生交通事故的概率很低，這種坡度組合基本能夠滿足車輛行車視距要求，車輛在上述坡度組合范圍內也能夠很好地進行車速調控。然而，當坡度很大后，見圖1，坡度超過4%其交通事故發生率就會增長，而達到7%后交通事故發生率直接發散，表明行車極度不安全，這說明道路坡度對行車安全影響很大，在設計中需要謹慎設計坡度6%以上的路段。

圖1 坡度對道路交通事故率的影響

（3）豎曲線半徑對行車安全影響。豎曲線半徑主要影響行車視距，且存在路線轉折，因此對行車安全產生影響。豎曲線半徑越大，其形狀越接近直線，因此能夠提供的行車視距也越大，這樣駕駛員能夠清楚則掌握前方路段狀況，不易發生交通事故；反之，小半徑豎曲線使得駕駛員在通過圓曲線極點前行車視距短，不能掌握駕駛路段情況，而在過極點后產生失重“懸空”和超重感覺而失去方向感，極容易產生交通事故。另外一方面，豎曲線半徑小使得車輛的離心力大，車輛與路面的摩擦性能降低，影響行車安全。因此設計中需要根據行車速度控制豎曲線半徑，見表1。

表1 豎曲線最小半徑和長度與設計車速關系

1.2 平面線形

平面線形的直線段長度和平曲線半徑是影響行車安全的兩個重要設計因素。

（1）直線段長度。直線雖然方向明確、設計簡單，但從交通安全心理角度而言，過長的直線設計又存在以下問題：a.線形過于單調，容易引起駕駛員疲勞造成反應遲鈍，對突發事件應激性差；b.駕駛員容易提速行駛，造成超速和車距不足；c.夜間行駛容易受對向車輛影響，特別是開閃光燈情況，很容易發生交通事故。實際調研也發現事故死亡率與直線段長度直接相關，超過4 km直線其百萬車公里事故率超過1.5%。因此需要在規范中對直線段長度進行限定，見表2。

表2 直線段長度的限定

（2）平曲線半徑。嚴格而言平曲線由混合曲線和圓曲線共同構成，但由于緩和曲線的設計基本是遵從車輛行車駕駛軌跡的，因此緩和曲線對交通事故的影響較小，主要體現在平曲線半徑上。車輛在平曲線半徑上的行駛是離心運動，因此需要提供足夠的橫向摩擦力保證行車的安全，如果摩擦力不足將使得車輛產生側傾，引發駕駛員精神緊張而產生失誤操作，出現交通事故。為保障交通安全，平曲線應該滿足如下最小半徑，其中R是最小平曲線半徑，V是計算車速，μ是橫向力系數，ih是最大超高橫坡。

這其中，橫向力系數與駕駛員情緒高度關聯，如果系數很大則駕駛員往往通過大回轉駕駛來降低離心力，但這卻增加了交通安全風險。實際數據的調研分析也顯示：圓曲線半徑只有超過2 000 m其交通事故發生率就會很低，越小事故發生率越大，呈現指數衰減模式。

1.3 線形組合

道路線形總要滿足路線規劃要求，因此需要不同程度的繞行，需要將不同豎曲線和平曲線進行有效組合。線形組合的適宜性也與交通安全直接相關，對于線形過渡不平緩的區域，應該設置相關的警告標志或者增加車輛間距等方法，提高道路的抗滑能力，并設置防撞欄桿，將可能的交通事故影響降低至最小。

為了降低交通安全事故的發生，設計方法就是綜合運用直線、圓曲線和緩和曲線。例如，在地形條件很好的地區，則盡量選用直線減少工程量，但為了避免長直線帶來的疲勞駕駛問題，則需要引入部分圓曲線和緩和曲線。總體而言，在進行平縱曲線的線形組合設計中，應該避免使用長度較大的平曲線包含眾多較短的曲線，也應該使得長度很小的平曲線不和長度很小的豎曲線進行組合，總體上保持行車視覺的連續性和平緩過渡性。

1.4 線路交叉

線路交叉包括平面交叉和立體交叉，立體交叉交通沖突較少，交通事故的發生率較低；平面交叉則直接存在交通沖突，如果設計當一方車輛采取非正常交通行為時，例如改變速度、突然停車、轉換方向等，如果另一路線車輛不進行緊急避險，則很容易發生車輛碰撞，引發交通事故[4]。平面交叉路線為了避免交叉口的交通沖突，需要劃分好不同交通行駛區域，增加行車視距，通過設置交通警示牌或者道路路線，增加視頻拍照等手段，控制交叉口的車輛交通行為。

首先交叉口道路的坡度、視距、行車速度等都應該按照公路工程的技術標準進行設計，如果路線交叉范圍內的路線設計不能滿足要求，應該調整主線或者交叉路線的幾何線形。

其次，路線交叉需要選擇適宜的交叉型式，考慮主線和輔線的特點，一般情況下需要以提高主線交通通行效率為原則，盡量降低支線交通對主線的影響。

2 路面性能的影響分析

路面性能是影響行車平穩性的重要因素，因此對交通安全產生影響。出現退化或者病害的道路路面，對行車安全隱患是多方面的。如果路面的平整性不好，出現坑蝕、局部沉陷、路面鼓屈等問題，則會導致跳車現象，這對行車速度快的車輛具有極大的安全威脅，特別是雨霧天駕駛環境。如果道路的抗滑性能不足，則使得雨雪天氣下車輛的機動性能和制動性能受到影響，對于繁忙交通、長大縱坡、小曲率半徑等路段，形成很大的安全威脅，甚至導致連環撞車事故。

因而，道路的設計需要充分考慮行車安全因素。一方面，道路的路面性能需要滿足規范的設計要求；另一方面，道路的路面抗滑性、強度和平穩性等設計指標，需要根據道路運營地點的特殊情況，進行針對性調整設計。例如長大縱坡道路，需要對道路抗滑性進行特別考慮；重載交通路段，路面的疲勞問題需要進行必要的特定地點交通疲勞設計驗算。

3 交通輔助設施的影響分析

道路交通輔助設施是交通安全設計的重要環節，對于車輛駕駛的引導，提高通行效率和行車安全具有重要作用。交通輔助設施包含標志標線、視線誘導、安全防護等。

交通輔助設施完善的區域往往交通事故發生率很低，而沒有交通指示的區域發生交通事故的概率大大增加。常用的交通標志標線如速度限制、避險車道、連續轉彎、禁止變道、禁止超車等，都是根據實際路況特點及路線特點制定的交通誘導方案，如果駕駛員都能夠按照這些執行，發生交通事故的概率將大大降低。視線誘導裝置則很好地提供了夜間行車參照，確保視線均勻過渡，為行車安全提供保障。安全防護措施如防撞欄桿和防撞墩柱等，則提供了交通安全的最后一道安全屏障，對于沿江、河路段具有重要意義。

4 結語

隨著我國道路基礎設施網絡的完善，道路交通安全問題也備受關注。世界交通事故中雖然85%是人為因素產生，5%是車輛自身性能影響，還有10%受到道路條件的影響，因此如果道路出現多發交通事故問題，其道路設計質量也會廣受質疑。論文詳細探討了道路條件對行車安全的影響，其中道路線形是主要影響因素，路面性能和交通輔助設施則也產生影響。對這些影響機理進行了系統分析，并提出了相關設計改善方法，提高道路設計質量，保障行車安全。

[1]屈海軍.高速公路行車安全的道路設計因素探討[J].城市道橋與防洪,2016(8):8-10.

[2]李自華.高速公路幾何線形設計對交通安全的影響[J].公路交通科技 (應用技術版),2011(11):32.

[3]熊靜,金志良,王紅.道路條件對交通安全的影響分析[J].道路交通與安全,2006,6(12):26-29.

[4]孫寶蕓,陸鍵,戈權民,等.公路平面交叉口交通安全改善措施[J].交通運輸工程與信息學報,2005,3(4):50-54.

U412.3

B

1009-7716（2017）10-0034-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.10.010

2017-06-12

高建偉（1976-），男，甘肅靖遠人，高級工程師，從事市政道路設計工作。