公路路線設計中的交通安全影響因素研究

謝志惠,肖學良

（1.上饒市弋陽公路事業發展中心,江西 上饒 334000; 2.江西省交通設計研究院有限責任公司,江西 南昌 330000）

0 引言

近年來，公路建設逐漸增多，建設范圍也逐漸擴大，對公路安全性也提出了更高的要求。公路建設環節，公路安全性與公路路線設計息息相關，需要加大對公路線路設計的關注力度，將其作為一項主要工作，結合工程實際情況，制定出科學、合理的路線設計方案，提升公路建設質量的同時，減少交通事故的發生，助力我國交通事業不斷向前發展。

1 公路建設中路線設計的意義

進行公路線路設計時，在設計內容上不僅要明確各種構造物的所在位置，還包含安全設施設計、幾何線性設計與路面設計等[1]。其中，幾何線型設計與線路運營安全性息息相關，實際設計環節，會通過選線的方式，對公路路線走向進行設計。并且，將此作為基礎，明確公路路線幾何線形。當前，我國公路路線設計工作仍選擇以往的方式，將重點放在路線橫斷面、縱面以及平面設計上，對于高等級公路而言，這種方式過于局限，應結合車速及實際交通量等進行公路線路設計，以滿足公路建設以及實際運營需求。現如今，我國企業與交通運輸業處于快速發展狀態，交通量逐漸增多，車輛行駛速度也不斷加快，導致交通事故頻發。因此，應結合實際情況，利用先進的技術理論，做好公路線路設計工作，降低交通安全影響因素的不良影響，保證公路建設質量。

2 公路路線設計中的交通安全影響因素

第一，人為因素。車輛駕駛人員因素與公路施工人員因素，均屬于影響交通安全的人為因素。其中，車輛駕駛人員因素指的是：車輛駕駛過程中，駕駛人員沒有按照駕駛規定駕駛[2]。施工人員因素指的是：公路施工環節，施工人員由于技術水平與能力不足，沒有嚴格根據施工要求進行施工，導致公路項目質量不滿足實際要求，在公路實際使用中出現了安全事故。第二，公路設計中，自然因素也是影響交通安全的一個主要因素，自然因素指的是：受到施工環境以及自然地理環境影響，增大了駕駛人員的出行難度，從而引發相應的交通事故。此外，不良的地理環境下，會增加公路施工難度，出現道路改線問題，對正常出行造成影響。

3 公路建設中公路路線設計策略

3.1 項目概述

3.1.1 項目簡介

都昌至九江高速公路屬于江西省2020 高速公路規劃中的重要高速公路。該項目與濟廣景鷹段、杭瑞高速景婺黃段、永修至武寧高速等高速可形成橫貫江西北部東西方向的又一條快速通道。里程樁號為K24+520～K33+700，里程長9.180 km，設計速度為100 km/h；路幅寬度為24.5 m，雙向四車道；路面采用瀝青混凝土路面，設計年限15 年，設計標準軸載BZZ-100KN；橋涵設計荷載為公路－Ⅰ級（支線橋涵為公路－Ⅱ級，人群3.0 kN/m2）；設計洪水頻率特大橋為1/300，其他為1/100；橋梁斷面：橋梁寬度與路基同寬。公路建設過程中，在公路線路設計上，應充分考慮交通安全問題，進行路線優化設計。

3.1.2 項目路線設計主要技術指標（表1）

表1 都九高速公路都昌至星子段新建工程路線平、縱指標表

3.2 合理選線

第一，公路選線過程中須與環境相協調。該項目地勢上由東往西逐漸傾斜，路線區地面高程在12～90 m 不等。選線環節與九景高速平原微丘相結合，進行都昌縣多寶鄉、廬山市蓼花鎮等濱湖路段生態敏感點避讓線位選擇，結合跨鄱陽湖老爺廟（中國百慕大）重點路段，進行線位的調整優化。公路建設環節重點考慮周圍環境，道路線形與周圍環境要具備良好的協調性與土地面積的合理利用。因此路線路設計環節對土地利用問題加以考慮，以最少的土地面積，確定出最為合理的路線。第二，公路路線設計與建設環節還面臨外部環境影響，設計時結合工程區域地理環境影響因素，對路線設計進行優化，確保公路建設質量。

3.3 綜合比選設計方案

第一，公路路線設計過程中，保證線路位置的安全性，重視整體防災，選擇安全的結構與走廊。該工程中，重點考慮鄱陽湖水文特性、水下地形和水位運行規律，對千年一遇水位影響進行評估，綜合考慮通航條件和橋梁抗風抗震的模擬調整，重點強化鄱陽湖周邊類風積沙特殊地質安全的平縱和防護安全設計。對于高強度區域，盡可能降低橋梁高度，避免出現較多的淺隧道以及部分壓力區。第二，綜合比選設計方案，包括結構形式、排水結構形式、工間互換位置等比較，應用新工藝、新技術，實現定型以及標準化設計。第三，重視公路路線超高設置[3]。路線設計環節，重點關注向心力問題，保證行駛車輛具備良好的離心力。新公路線路設計規范中，并未明確出處于不同半徑時超高設置的坡率，因此進行超高值設計過程中，須對各種因素做出考慮，如自然條件、行駛速度以及汽車組成比例等。結合通行車輛比例大小確定超高值，對于小客車，結合小客車的運行速度，設置出較大的超高值，對于貨車，根據其運行速度，將超高適當減小。設計超高值時，將行駛安全放在首位，充分考慮汽車的運行速度，針對個別路段實施超高加強設計。

3.4 路線平面設計

公路路線平面設計過程中遵循以下設計原則，即整體協調原則、能直則直原則、直圓配合原則以及能曲則曲原則，對原有路線進行充分利用。平面設計環節應對路段標準以及使用性能進行充分考慮，設計方案及內容與該路段地形及地物相適應[4]。路線設計環節，不可出現線性突變情況，保證線路具備良好的均衡性以及連續性。選用技術指標時，線形不同技術指標也存在較大不同，選定直線技術指標時，并不具備相應標準，通常情況下同向曲線間，最小的直線長度應高于行車速度的六倍。反向曲線間，最小直線長度應高于行車速度的兩倍。在圓曲線技術指標選取上，具體針對最大半徑以及最小半徑圓曲線。為實現原公路的最大化使用，通常會設計相對較小的半徑，不可隨意確定最小值，若最小值過小，會導致車輛橫向加速度嚴重高于半徑值。最大半徑值通常為≤10 000 m。跨鄱陽湖特大橋主線平面最長直線設計為2 862.545 m，大曲線為8 000 m，最小平曲線為1 300 m；都昌東互通連接線平面最長直線設計為1 232.2 m，大曲線為3 500 m，最小平曲線為400 m，均符合上述設計原則。

3.5 縱斷面優化設計

縱斷面線形優化設計需符合某些標高控制約束要求，盡可能減少工程費用，保證行車舒適度[5]。根據《公路路線規范》（JTG D20—2006）要求，設計速度為100 km/h 時互通范圍內縱斷面要求不大于2%。經項目組組織評審，綜合規范指標的意圖，考慮拉低九景高速縱斷面會在施工期間對九景高速正常運行帶來極大影響，同時改造九景高速也會使得該互通改造工程成為整個項目的制約工程。綜合以上因素及九景高速縱斷面特征，考慮將互通的兩個入口匝道的合流點放在2.7%和-2.9%組成的凸曲線（半徑10 285 m）頂部附近，出口匝道的分流點放在兩處縱坡的較緩位置，同時滿足加速車道下坡、減速車道上坡的有利組合，確定該樞紐互通的方案。對于橫向排水不暢的路段，進行縱坡設計時，滿足排水要求。設計縱斷面線形時，保證坡長的適宜性，縱坡過短時，連續的短坡會影響到整體線形美感，行駛過程中，也會出現顛簸情況，車速越高，顛簸越明顯。對于豎曲線半徑而言，其大小需要與平曲線半徑具備較好的均衡性，當大半徑平曲線與小半徑豎曲線配合時，會對立體線形連續性造成破壞。除此之外，還應在滿足線形設計要求下，避免豎曲線半徑過大，以免出現縱斷面排水不暢情況。

3.6 平縱組合設計

項目路線沿線村莊密集，路網較發達，路線交叉的主要道路有星子的K8+300 蔡嶺到星子的公路S210、K18+500 新妙至徐埠的公路、K23+800 左里至星子的公路Y628、K28+500 多寶至星子的北多公路X250，星子縣的K43+200 蓼南至蓼花的公路X241、寥溫公路X242，很容易造成公路交通事故。設計公路平縱線形時，若將長實線與陡坡組合，或者與小半徑短豎曲線組合，均會影響到車輛行駛安全，導致事故發生[6]。設計過程中須防止較長平曲線中出現較多的短豎曲線，避免短平曲線與短豎曲線組合。平縱線形組合設計時遵循相應設計原則：第一，視覺上保證線形具備良好的連續性，可以自然引導駕駛員視線；第二，平、縱線形設計時，保證其滿足技術規范中的要求，保證線形的正確性；第三，科學選擇合成坡度，有利于路面排水。平豎曲線組合設計時，凸形豎曲線的頂部，不可與反向平曲線拐點重合，凹形豎曲線底部，不可與反向平曲線的拐點重合。實際設計環節，一個平曲線中不可存在較多連續的凹、凸豎曲線，以免出現“暗凹”以及“跳躍”等不良情況。將較小半徑豎、平曲線分開。縱面線形設計與平面線形設計良好結合，通過這樣的方式，準確確定出公路工程的空間位置，防止交通事故的發生。

3.7 公路交通安全標志設計

公路路線設計過程中重視公路路標設計，發揮路標的安全指示功能。尤其是特殊路標，對駕駛人員起到良好的警示作用，避免交通事故的出現。第一，我國交通主管部門對交通標志牌有著相關規定，其材質為鋼制材料，這種材料具備較好的抗壓以及防撞性能。實際設計環節，通過試驗分析的方式對材料負載水平進行詳細了解，根據公路車流量，做出科學設計[7]，標志牌下端用混凝土固定，上端用鋼筋混凝土加以固定，保證交通牌的牢固性。具體設計環節，對風力要素進行關注，如交通標志牌與地面距離約為12 m，風向垂直作用于標志牌時，會存在最大的壓力值，此時風力對標志牌會產生最大的負面影響，因此風載設計風速在標志牌周邊空間10 m的區域，風的速度低于229 m/s。對標志牌負載水平進行重點考慮，如果選擇的鋼制材料未能符合負載標準要求，會大大降低標志的安全水平，要確保其負載水平的合理性；標識牌選擇具備逆反射功能的材料，確保夜間行車安全性，當燈光照射在標志牌上時，駕駛人員可以清晰地看到標志牌中的信息，避免交通風險的產生。相關研究表示，逆反射和視距存在正相關，逆反射數據越大時，駕駛員視距則越寬泛，則會具備更高的安全水平。主線及互通立交的所有標線及標記均采用熱熔反光材料，并摻有玻璃珠，其材料及配比應符合《路面標線涂料》的規定，縱向和橫向連續設置的交通標線每隔15 m 設置排水孔。為了提高標線的夜間視認性，全路段通設反光路鈕，除互通立交雙向匝道的雙實線之間布設雙面反光突起路紐外，其他均采用單面反光，反光顏色均為白色。路鈕的設置間距為：主線15 m，匝道8 m。

4 結束語

綜上所述，公路路線設計存在較多影響交通安全的因素，如人為因素以及自然因素等。為保證公路路線質量，確保交通安全，應全面分析各項客觀因素，結合公路建設要求，進行公路路線的合理設計。具體可從合理選線、綜合比選設計方案、路線平面設計、縱斷面優化設計、平縱組合設計、公路路標設計入手，以此進一步提升公路建設質量與安全性，促進我國公路建設可持續發展。