基于高速公路行車(chē)安全標(biāo)準(zhǔn)的道路設(shè)計(jì)因素研究

侯江波

(中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司第六交通設(shè)計(jì)院，陜西 西安 710075)

0 引 言

隨著我國(guó)的高速公路通車(chē)運(yùn)營(yíng)里程數(shù)的不斷地增加，道路行車(chē)安全越來(lái)越受到人們的關(guān)注，而高速公路因?yàn)樵O(shè)計(jì)、運(yùn)行速度較高，其安全問(wèn)題更應(yīng)該受到關(guān)注。在高速公路的設(shè)計(jì)中，行車(chē)安全是首先需要考慮的一個(gè)重要因素，因?yàn)榈缆吩O(shè)計(jì)的是否合理將會(huì)對(duì)對(duì)行車(chē)的安全性和舒適性產(chǎn)生直接的影響。如果在高速公路行駛過(guò)程之中發(fā)生交通事故，一方面會(huì)造成不必要損失，甚至威脅人們的生命安全；另一方面也會(huì)阻礙其他車(chē)輛的正常行駛，降低道路的通行能力和服務(wù)水平。

影響高速公路行車(chē)安全的因素有很多，例如，道路因素、車(chē)輛因素、天氣因素、駕駛員因素等等。但是道路因素最應(yīng)該放在首位，駕駛員在道路上行駛的舒適度與安全性與道路本身為駕駛員提供的條件息息相關(guān)，而這就關(guān)系到道路的設(shè)計(jì)因素。要從道路設(shè)計(jì)因素方面提高高速公路行車(chē)安全就必須對(duì)道路進(jìn)行的全面科學(xué)合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，不斷提升道路設(shè)計(jì)水平，進(jìn)而提升道路的安全性能。

1 高速公路平縱線形設(shè)計(jì)因素

1.1 平面線形設(shè)計(jì)因素

高速公路的平面線形是由直線、緩和曲線、圓曲線所構(gòu)成的，因此，在不同的線形路段上行駛時(shí)駕駛員的心理狀況肯定也是不同的。

在正常情況之下，道路設(shè)計(jì)中會(huì)優(yōu)先使用直線，這是因?yàn)閮牲c(diǎn)之間直線最短，而且車(chē)輛在直線上行駛的時(shí)候受外界干擾較小，視野會(huì)更加的開(kāi)闊，可以看到前方更長(zhǎng)的道路情況，并且直線會(huì)給人簡(jiǎn)潔明達(dá)的印象，此外，車(chē)輛在直線上行駛受力簡(jiǎn)單，操作也非常容易，駕駛員具有良好的視線可以有效地提高行車(chē)安全，防止交通事故的發(fā)生。

但是過(guò)長(zhǎng)的直線也會(huì)讓駕駛員感到單調(diào)、疲倦，并且直線過(guò)長(zhǎng)也會(huì)增加夜間行車(chē)的危險(xiǎn)，同時(shí)受區(qū)域交通規(guī)劃以及自然因素的影響，道路設(shè)計(jì)過(guò)程之中也會(huì)采用平曲線，車(chē)輛在平曲線上行駛之時(shí)主要表現(xiàn)在車(chē)輛的行駛方向轉(zhuǎn)動(dòng)，車(chē)輛會(huì)有側(cè)滑或者側(cè)翻的趨勢(shì)，因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)采用合理的半徑來(lái)抵消離心力，并且避免使用規(guī)范規(guī)定設(shè)計(jì)速度下的極限值，以保證車(chē)輛行駛安全。在設(shè)計(jì)平曲線半徑時(shí)，對(duì)其合理控制，不斷提升道路行駛的安全性。

此外在連接平曲線與直線的時(shí)候，需要使用緩和曲線來(lái)進(jìn)行連接，避免曲率的突變，讓車(chē)輛行駛更加順暢。相關(guān)研究結(jié)果表明，緩和曲線長(zhǎng)度小于100 m的時(shí)候，或者是平曲線曲率半徑小于400 m的時(shí)候，高速公路上會(huì)更加容易發(fā)生事故，因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程之中要盡量避免出現(xiàn)這種設(shè)計(jì)。

1.2 高速公路縱斷面設(shè)計(jì)因素

對(duì)于高速公路縱斷面的設(shè)計(jì)，首先要注意的就是要適應(yīng)道路所在地區(qū)的地形特點(diǎn)。地面是高低起伏的，縱斷面的設(shè)計(jì)需要順應(yīng)地形地勢(shì)，當(dāng)縱坡不能滿足的時(shí)候就需要進(jìn)行合理的填挖處理或設(shè)置橋梁、隧道等構(gòu)造物。對(duì)于西部高海拔以及山區(qū)高速公路，因地勢(shì)起伏較大，往往導(dǎo)致需要設(shè)置較長(zhǎng)的大縱坡。這在設(shè)計(jì)中時(shí)應(yīng)盡量避免，因?yàn)楫?dāng)?shù)缆烦霈F(xiàn)長(zhǎng)大縱坡時(shí)，在上坡方向大貨車(chē)運(yùn)行速度往往較低，小客車(chē)與大貨車(chē)運(yùn)行速度相差較大，導(dǎo)致小客車(chē)超車(chē)頻率增加，從而增加了交通事故發(fā)生的概率；下坡方向由于在道路上行駛的車(chē)輛尤其是大型車(chē)輛會(huì)不斷的進(jìn)行剎車(chē)導(dǎo)致制動(dòng)轂過(guò)熱，進(jìn)而失靈造成不必要的交通事故，影響道路通行能力和服務(wù)水平，從而降低了道路的安全性。

一般情況下，道路縱坡的最佳設(shè)計(jì)范圍為2%～3%，坡度過(guò)大的話會(huì)導(dǎo)致車(chē)速設(shè)計(jì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。同時(shí)應(yīng)盡量避免設(shè)置長(zhǎng)大縱坡，如果因?yàn)榈匦卧蛟谠O(shè)計(jì)過(guò)程之中不可避免的出現(xiàn)連續(xù)下坡時(shí)，應(yīng)當(dāng)合理的設(shè)置避險(xiǎn)車(chē)道、爬坡車(chē)道。

1.3 高速公路平縱線形組合設(shè)計(jì)因素

良好的平縱線形組合設(shè)計(jì)能夠在很大程度上保證高速公路的行車(chē)安全。良好的平縱線形組合不僅能夠確保駕駛員具備良好的視線，而且還能與道路所經(jīng)過(guò)地區(qū)的自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，并且具備良好的排水條件，避免出現(xiàn)道路積水的情況，影響行車(chē)安全。當(dāng)平縱線形組合設(shè)計(jì)不是很合理時(shí)，非常容易發(fā)生交通事故，例如，在平直路段上設(shè)置陡坡，車(chē)輛在平直路段上行駛時(shí)速度本來(lái)就較快，且容易出現(xiàn)駕駛疲勞現(xiàn)象，此時(shí)遇到陡坡就很容易發(fā)生事故，因此設(shè)計(jì)人員必須加強(qiáng)平縱線型組合設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行平縱線型組合設(shè)計(jì)時(shí)，在條件允許的情況下，要盡可能地避免出現(xiàn)不利線形組合，因?yàn)楫?dāng)駕駛員遇到不利平縱線形組合的時(shí)候，駕駛員的視線會(huì)受到阻礙，不能夠看清前方道路的走向，以及可能出現(xiàn)的急彎、暗凹，或者是被凸形豎曲線所遮擋的陡坡，從而操作不及時(shí)進(jìn)而引發(fā)交通事故，影響行車(chē)安全。

此外，高速公路是人工修建的一種構(gòu)造物，在修建過(guò)程之中肯定會(huì)對(duì)所在地區(qū)的自然景觀產(chǎn)生一定的影響甚至破壞。而自然景觀又會(huì)對(duì)在道路上行駛的車(chē)輛產(chǎn)生一定的影響，因此，平縱線形組合設(shè)計(jì)需要與道路所經(jīng)過(guò)地區(qū)自然景觀相配合設(shè)計(jì)。

2 高速公路橫斷面設(shè)計(jì)因素

高速公路橫斷面包括中央分隔帶、行車(chē)道、硬路肩以及土路肩等。從安全角度來(lái)考慮高速公路橫斷面需要綜合考慮以上組成因素，橫斷面的設(shè)計(jì)良好與否直接關(guān)系車(chē)輛的行車(chē)安全以及道路的通行能力。一般來(lái)說(shuō)車(chē)道數(shù)越多，車(chē)道寬度越寬，車(chē)輛行駛也就越順暢越安全，當(dāng)車(chē)道數(shù)比較多時(shí)，駕駛員的視線范圍會(huì)更加的開(kāi)闊，而且可以更加快速的變換車(chē)道，因此可以有效減少由于視距不足造成的交通事故。但是另一方面來(lái)講，當(dāng)橫斷面寬度設(shè)計(jì)過(guò)寬時(shí)，會(huì)造成建設(shè)成本的增加而且道路不會(huì)被充分利用，基于經(jīng)濟(jì)性角度，難以滿足道路設(shè)計(jì)目標(biāo)。因此在設(shè)計(jì)橫斷面時(shí)需要綜合考慮各方面的因素既要保證安全性又要考慮經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)相關(guān)研究表明，高速公路的車(chē)道寬度控制在3.5～4 m，符合通行與建設(shè)的需求。

3 高速公路路面設(shè)計(jì)因素

在影響高速公路行車(chē)安全的因素之中，道路的路面設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的，因?yàn)槁访媸侵苯优c車(chē)輛接觸的道路組成部分、路面長(zhǎng)期直接裸露在外界環(huán)境之中，受到外界環(huán)境與車(chē)輛荷載的不斷作用，因此路面材料將會(huì)不斷地退化，進(jìn)而出現(xiàn)不同程度的損害，對(duì)車(chē)輛正常行駛造成影響，降低行車(chē)的安全性。因此在路面設(shè)計(jì)之中需要綜合考慮道路所處氣候環(huán)境、交通組成以及使用年限等因素，保證在規(guī)定的使用年限之內(nèi)能夠安全正常的運(yùn)行，避免因?yàn)槁访娉霈F(xiàn)病害導(dǎo)致發(fā)生交通事故?？傊?，路面直接承載著在道路上行駛的車(chē)輛，路面的質(zhì)量與行車(chē)安全息息相關(guān)，所以在設(shè)計(jì)高速公路路面時(shí)需要綜合考慮環(huán)境、交通組成、施工環(huán)境等多方面的影響因素，同時(shí)運(yùn)營(yíng)期也應(yīng)加強(qiáng)管理和養(yǎng)護(hù)工作，確保路面各項(xiàng)參數(shù)正常，使得車(chē)輛能夠在保障行車(chē)安全的前提之下正常行駛。

4 高速公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)因素

高速公路交通安全設(shè)施是保證車(chē)輛在高速公路上正常安全行駛的重要輔助設(shè)施，主要是對(duì)車(chē)輛進(jìn)行適當(dāng)合理的引導(dǎo)以及保證車(chē)輛的安全行駛。交通安全設(shè)施很多種，主要包括視線誘導(dǎo)、安全防護(hù)、交通標(biāo)線和標(biāo)志等。

在進(jìn)行交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：(1)交通標(biāo)志和標(biāo)線設(shè)施主要是向駕駛員提供各種駕駛信息，例如前方連續(xù)轉(zhuǎn)彎、前方限速、陡坡路段等等。通過(guò)這些信息駕駛員可以了解前方的道路狀況，避免發(fā)生交通事故，保障行車(chē)安全，進(jìn)而提升道路的交通能力以及服務(wù)水平。但是交通信息過(guò)多或者不合理，將會(huì)誤導(dǎo)駕駛員，降低道路的通行效率進(jìn)而引發(fā)交通事故。(2)護(hù)欄高度與剛度需要進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，使得出現(xiàn)車(chē)輛失控情況時(shí)能夠起到有效的防護(hù)作用，避免碰撞到道路上正常行駛的其他車(chē)輛。(3)在隧道的進(jìn)出口應(yīng)進(jìn)行照明設(shè)計(jì)，防止由于光線強(qiáng)度的不同引發(fā)交通事故。

5 結(jié) 語(yǔ)

高速公路的里程數(shù)在不斷地增加，行車(chē)安全問(wèn)題也越來(lái)越多的被人們所了解關(guān)注。因此想要從源頭上提升高速公路行車(chē)安全，就必須從設(shè)計(jì)抓起。本文從高速公路的平縱線型設(shè)計(jì)隱私、橫斷面設(shè)計(jì)因素、平縱線形組合設(shè)計(jì)因素、路面設(shè)計(jì)因素、交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)因素五個(gè)方面出發(fā)，分別對(duì)高速公路行車(chē)安全進(jìn)行了分析研究，以期從設(shè)計(jì)角度提升高速公路行車(chē)安全。