公路路線設(shè)計階段安全性評價關(guān)鍵點分析

白婷婷

（1.浙江省交通運輸科學研究院，浙江 杭州 311300；2.浙江交科交通科技有限公司，浙江 杭州 310006）

依據(jù)現(xiàn)行的相關(guān)設(shè)計規(guī)范，一般情況下，設(shè)計速度是公路路線設(shè)計最低標準的控制指標。但隨著對公路路線研究的深入，很多實踐證明設(shè)計速度并不是最合理的，尤其是高速公路。當在復雜路段選用設(shè)計速度控制的極限值，而其他路段線形指標均遠遠大于設(shè)計速度控制時的極限值，這就導致車輛在一般的路段上將采用較高的運行速度，但行駛至設(shè)計速度所對應(yīng)的極限值控制的路段時，往往反應(yīng)不及時，造成安全事故。故運行車速是檢驗公路與設(shè)計初衷是否吻合的普遍且能量化的有效方法。

1 評價原則及評價方法

設(shè)計階段安全性評價，應(yīng)盡量把安全隱患消除在萌芽狀態(tài)，把“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的工作方針落實到實處，其基本原則是科學、公正和合法自主地開展安全性評價。設(shè)計要素評價主要采用運行速度協(xié)調(diào)性分析、設(shè)計規(guī)范對照法、檢查表法等。

2 路線安全性評價

2.1 公路平面

（1）圓曲線半徑。公路路線所取的圓曲線半徑不僅要適應(yīng)項目沿線的地形、地物條件變化，而且要與前后的線形相協(xié)調(diào)。若采用與駕駛?cè)似谕俣炔顒e較大的小圓曲線半徑，該路段運行速度將會造成突變。當某一路段的運行速度和超高一定時，其最小圓曲線半徑僅與橫向力系數(shù)（μ，反映汽車行駛穩(wěn)定性及舒適性）有關(guān)。當圓曲線半徑＞3000m 時，橫向力系數(shù)的差異很小，人體不易察覺由于橫向力引起的不舒適性，因此可僅對圓曲線半徑＜3000m 的路段進行檢驗（見表1）。

表1 車輛正、反向運行速度圓曲線半徑檢驗表

（2）回旋線。設(shè)置回旋線的長度時應(yīng)注意，汽車離心加速度不應(yīng)變化過快，應(yīng)控制在0.5 ～0.6m/s3；為避免駕駛員操作不便，在回旋線上行駛時間最合理約為3 ～5s；為滿足視覺要求，回旋線起點到終點的方向變位宜在3 ～29°，相應(yīng)回旋線參數(shù)A 應(yīng)與圓曲線半徑相協(xié)調(diào)，滿足R/3≤A≤R；回旋線長度應(yīng)不小于超高過渡段長度（見表2）。

表2 回旋線參數(shù)檢驗表

（3）長、短直線段。若長直線路段的景觀單調(diào)，司乘人員高速行駛時易疲勞、注意力渙散，存在對車距判斷失誤造成交通事故的潛在風險。在選用長直線路段時，其最大長度一般≤20 倍的設(shè)計速度；若條件受限必須采用超過20V 的直線段時，應(yīng)采取相關(guān)技術(shù)措施保證行車安全。根據(jù)動態(tài)視覺的原理，若短直線段位于兩同向曲線間（斷背曲線），易產(chǎn)生把直線和兩端曲線看成反向彎的錯覺；當短直線段位于反向曲線間時，若反向曲線半徑較小且設(shè)超高，將影響超高橫坡的平穩(wěn)過渡和行車安全。故當設(shè)計速度≥60km/h 時，同向圓曲線間最小直線長度不宜＜6 倍的設(shè)計速度；反向圓曲線間的最小直線長度不宜＜2 倍的設(shè)計速度。設(shè)計速度≤40km/h 時，參照上述規(guī)定。

（4）平曲線的最小長度。平曲線長度過短，將不利于駕駛員操作和行車安全；且若偏角很小還易錯以為曲線半徑很小。故平曲線的最小長度應(yīng)滿足操作方向盤的時間≥3s；若平曲線由兩段回旋線組成，形成凸形曲線時，其最小長度應(yīng)取該段最小回旋線長度的2 倍；應(yīng)盡量避免出現(xiàn)小偏角曲線，當路線轉(zhuǎn)角≤7°時，其平曲線長度應(yīng)＞規(guī)范中的“一般值”。當?shù)匦螚l件及其他特殊情況限制時，可采用“最小值”。

（5）連續(xù)平曲線的過渡。連續(xù)平曲線一般為S 形曲線和復合曲線，為滿足線形均衡順暢和視覺要求，對S 形曲線和復合曲線的回旋線參數(shù)、曲線半徑等作如下規(guī)定：①S 形曲線：兩回旋線參數(shù)宜相等；當兩個回旋線參數(shù)不同時，兩個參數(shù)之比應(yīng)＜2.0，有條件或A2≤200 時兩個參數(shù)之比應(yīng)＜1.5；兩個圓曲線半徑之比以大圓曲線半徑/小圓曲線半徑≤2m 為宜。②復合曲線：在條件受限時采用復合曲線，其兩個回旋線參數(shù)之比不宜＜1.5（見表3）。

表3 相鄰曲線過渡表

2.2 公路縱斷面

（1）坡度與坡長。縱坡對貨車速度的影響比對小客車速度的影響大。在下坡路段貨車速度約增加5%，上坡路段則至少降低7%。

（2）豎曲線半徑和豎曲線長度。由于小客車對視覺的要求要高于貨車，因此采用小客車運行速度，對公路路線的豎曲線半徑和豎曲線長度進行評價。汽車在豎曲線上的最短行駛時間應(yīng)滿足3s 的行程（見表4、表5）。

表4 小客車運行速度豎曲線半徑評價

表5 小客車運行速度所需豎曲線長度計算

2.3 公路橫斷面

（1）路基橫斷面寬度。根據(jù)國內(nèi)分析路基寬度對通行能力的影響來看，當車道寬度為3.75m 時，通行能力能達到最大值；當車道寬度＜3.75m 時，通過量降低。若路緣帶寬度較窄將會造成車輛偏向外側(cè)車道，影響外側(cè)車道車輛的行駛安全；另外，當路緣帶寬度較窄而車道較寬也不利于與相鄰車道車輛間保持較安全的橫向距離。故路緣帶寬度的選擇應(yīng)充分考慮行車道的寬度，其中路緣帶寬度不宜＜0.5m。經(jīng)過對運行速度以及車輛橫向偏移等的影響分析，當硬路肩寬度＞2.5m 時，對運行速度的影響較小，基本能保證通行車輛沿行車道中心線行駛，保證與相鄰車道的橫向安全距離。

（2）橫斷面的過渡公路橫斷面寬度過渡段是事故的多發(fā)區(qū)，橫斷面的合理銜接方式是公路技術(shù)標準體系的重要組成部分，一般結(jié)合互通式立體交叉或平面交叉的漸變段一并考慮。

2.4 視距

高速公路、一級公路均設(shè)有中分帶采用分向分道行駛無對向車流影響，同向車輛只需考慮制動停車視距。二級、三級及四級公路的視距應(yīng)采用會車視距，條件受限采取分道行駛的路段可采用制動停車視距。除了應(yīng)當滿足小客車的停車視距外，還應(yīng)采用貨車的停車視距對下坡路段且縱面豎曲線半徑小于一般值的路段、當平曲線半徑＜2 倍“一般值”或路塹高邊坡坡率陡于1 ∶1.5等路段進行檢驗。通過設(shè)計速度和運行速度控制時的停車視距就可以計算出不同的平曲線半徑所需要的橫凈距，橫凈距是指行車軌跡線與視距曲線之間的距離（見表6、表7）。

表6 曲線段小客車視距驗算表

表7 曲線段大貨車視距驗算表

在圓曲線小半徑路段，若中央分隔帶設(shè)置有橋墩、護欄、綠化或防眩板等，易遮擋視線引起視距不良等影響，不利于行車安全。由于中央分隔帶設(shè)置的設(shè)施均為垂直安放，且距最內(nèi)側(cè)車道較近，尤其是凸形豎曲線上，極易阻擋駕駛員的視線，從而影響中分帶的停車視距。故內(nèi)側(cè)車道的橫凈距應(yīng)以設(shè)施面為界（見表8）。

表8 滿足中分帶停車視距的最小平曲線半徑

2.5 合成坡度

為避免大縱坡與急轉(zhuǎn)彎的組合對行車造成不利影響，應(yīng)對合成坡度進行評價。合成坡度的計算公式：

式中：ih為路面橫坡或超高；iz為縱坡。

2.6 平、縱面線形組合

設(shè)計速度越高（＞60km/h），對平縱組合的要求越低；但若平面及縱面指標較低，縱坡坡差較大時，應(yīng)強調(diào)平、縱面線形組合設(shè)計；當平面圓曲線半徑＞4000m、縱坡坡差＜1.5%或條件受限時，平、縱組合可從寬考慮；當平面圓曲線半徑＞6000m、縱坡坡差＜1%或條件受限時，可不考慮平、縱面組合設(shè)計。

3 結(jié)束語

安全是公路設(shè)計和建設(shè)需考慮的首要因素，而路線設(shè)計作為公路設(shè)計的核心和龍頭，分析評價不利因素對行車安全的影響，選擇相應(yīng)的安全設(shè)計策略尤其重要。提高運行安全、降低事故損失是一項系統(tǒng)工程，需要作好規(guī)范駕駛?cè)诵袨椤⒏纳频缆方煌l件、提高車輛性能等多方面的工作。從路線設(shè)計出發(fā)，應(yīng)重點根除公路本身的安全問題，采取主動的預(yù)防措施及被動的防護措施。