道路路線設計的可靠性和安全性分析研究

朱晉超

(華設設計集團股份有限公司，江蘇 南京 210014)

0 引言

隨著社會經濟的高速發展，群眾的日常生活水平已經得到了極其顯著的提升，越來越多的人擁有私家車，這也進一步突出了道路安全問題的重要性。而通過更加安全、可靠的道路路線設計，能夠在根本上提高整體道路質量，更好地滿足人、車對于駕駛環境所提出的基本需求，在最大程度上強化車輛行駛的安全性[1-3]。因此，這就需要在根本上提升對于道路路線設計的重視程度，充分結合城市內部的實際交通情況進行更加科學合理的設計，確保道路設計的安全性與可靠性能夠在根本上得到提升。

1 提升道路路線設計可靠性與安全性的基本原則

1.1 設計方案應當遵循的原則

在道路路線設計方案的制定過程中，其必須重點保證方案內容的規范性，設計方案應當有充足的數據信息以及技術論證提供支持，其中最重要的就在于可行性，只有在滿足這一基本條件后才能夠提升設計方案的參考價值。而在對方案安全性與可靠性等內容展開分析的過程中，還要對方案在實際施工建設階段能否滿足運行速度、運行協調性等多方面指標進行綜合考慮，在達到指標要求后，對實際應用過程中的可靠性要求與安全性要求展開深入分析。如果符合要求，就應當在后續的設計階段展開綜合考慮；若不符合要求，就要結合相關數據信息來對原本的路線設計內容進行優化，或是采取布置交通安全設施或是結構物的方式，進一步提升方案內容的可靠性與安全性[4]。

1.2 設計初期應當遵循的原則

在道路路線設計的初期工作中，現場考察屬于其中的關鍵內容，只有在確定好現場位置、地形信息以及人流量等多種因素后，才可以順利開展后續的設計工作。同時，設計人員也要針對施工現場的具體情況進行充分調查，比如區域內部的交通量、行駛條件、行車速度以及行駛特征等，并且還要對近年來交通事故發生頻率較高的路段進行綜合分析，準確找出引發車禍的主要原因與不利因素，及時采取針對性措施加以解決。通過根據實際情況所作出的報告內容，能夠構建出安全性與穩定性更高的評估模型，為道路路線設計工作提供更加優異的措施，為后續設計工作的順利開展奠定堅實基礎[5]。

2 路線線型對交通產生的影響

2.1 直線線型產生的影響

在當前的交通系統中，直線線型的道路不僅行駛起來有著較高的舒適性，還可以有效避免轉彎所引發的事故風險，如果整體直線路段的距離比較長，也會進一步體現出直線線型中存在的各類問題，如圖1所示。首先，如果駕駛人員長時間進行直線行駛，必然會產生一種放松心理，駕駛警惕性也會大幅度降低，如果在前方路段中出現了前車制動或是其他緊急事故，很難及時調整駕駛狀態，這就會引發交通事故。其次，彎道減速屬于車輛駕駛中的常識，如果在前方路段突然進入彎道，也會對直線行駛的車輛帶來一定程度的風險因素，比如翻車事故等，這些都屬于直線線型過多所產生的影響。因此，需要在路線線型的設計過程中，對直線路段的長度進行科學合理的控制，避免駕駛人員處在一種長時間直線行車的狀態中，從而有效降低交通事故的發生概率。

圖1 直線線型

2.2 曲線線型產生的影響

在曲線線型道路中，一方面會使得駕駛人員處在一種精神緊張的狀態中，另一方面也不利于車輛的提速，會對道路的通行效率產生一定程度的影響，如圖2所示。因此，在道路路線設計過程中，長距離曲線線型的設計應用相對比較少，根據相應的數據信息可以明顯看出，曲線線型道路中交通事故的發生率相對于其他線型來說比較高，特別是在高低坡路段中，如果采用了曲線線型的設計模式，就會對交通安全產生較大的威脅。因此，為了保證駕駛安全，要盡量避免在道路路線設計中采用曲線線型。

圖2 曲線線型

(1)豎曲線線型。豎曲線線型大多出現在道路的橫縱面角度上，如果采用了豎曲線線型的道路設計模式，并且曲線半徑比較小，就會由于限制駕駛員視線而產生嚴重危害，整體視野范圍也會降低，不利于駕駛人員及時掌握前方的實際路況。一般情況下，豎曲線的半徑越小，對于視野所起到的遮擋作用越嚴重，容易產生撞車等嚴重交通事故，對道路的行車安全帶來極大威脅。

(2)平曲線線型。在道路路線設計中，較為常見的平曲線線型主要為緩和曲線以及圓曲線。在平曲線路段中，車輛行駛危險性提升的主要原因就在于曲線行駛過程中會產生離心力，這也是在進行平曲線線型道路設計過程中需要重點關注的問題。車輛自身的摩擦力是確保其在行駛階段不偏離原本行駛路線的主要保障，這就需要盡量降低平曲線的弧度，減少車輛的離心力，或是通過提高車輛輪胎與路面摩擦力的方式，全方位提高行車安全。而處在曲線路段中行駛的車輛，會由于自身的摩擦力而形成一個臨界值，如果離心力超出了車輛承載的上限，就會引發行駛路線偏移等問題，嚴重情況下還會引發翻車、撞車等事故。因此，在進行平曲線線型設計的過程中，要對最小凈值進行科學合理的設置，這也是確保車輛能夠平穩行駛的關鍵，從而大幅度降低交通事故的發生概率。

3 加強道路路線設計可靠性與安全性的具體措施

3.1 做好必要的實地考察工作

道路路線的設計工作屬于城市內部最為基礎的建設工程，通過道路的施工建設，不僅可以為群眾的日常出行提供更加便利的交通條件，對于城市經濟的發展以及城市化發展水平的提升也起到了良好的促進作用。在正式對道路路線進行設計之前，對群眾所提出的意見與建議要進行綜合考慮，并做好對應的調研工作，對道路建設周邊部位及時開展考察與意見征詢工作，明確居民對道路建設的看法。同時，還要與當地的城市規劃建設部門以及政府部門進行深入溝通交流，保證各大工作部門之間可以互相協作，為道路建設起到良好的促進作用。另外，還要將道路建設與其他基礎設施有效結合在一起，以此來提升道路建設的美觀性，防止因道路建設不當而對城市后續的建設與規劃產生不良影響。

3.2 做好路線的平面設計與縱面設計

在明確道路路線設計的主要控制點后，設計人員就要展開更加詳細的平面設計與縱面設計，從而提高路線平面線位的科學性與合理性。在道路路線設計過程中，首先應當滿足行駛力學的基本需求，重點考慮駕駛人員心理、視覺與生理等多方面的需求，從而穩步提升車輛行駛的安全性、經濟性與舒適性；其次，路線設計工作是一種整體性較為顯著，并且技術含量較高的系統性工作，也會對道路的安全性與可靠性產生直接影響，設計人員需要根據安全、耐久、和諧的基本設計理念，遵循以人為本的基本原則，科學合理地應用各類技術指標來提升路線設計的安全性與可靠性，在最大程度上提高道路的綜合效益與服務質量；最后，要保持平面線型與縱面線型的連續性，通過不同線型要素的應用，防止線型指標出現大小變化、失衡等不良現象，確保線型能夠與地形景觀與周邊環境互相協調。除此之外，在進行平面、縱面線型設計的過程中，還要對以下幾點設計內容進行深入考慮。

(1)視距。在道路路線設計過程中，應當滿足基本的超車視距與停車視距，提高行車安全性，而在兩條相交的公路當中，各自停車視距內所組成的三角區域不允許存在任何障礙物。

(2)直線長度。道路路線設計應當根據設計速度與運行速度協調性存在差異路段，根據技術指標進行檢驗，并進一步分析公路的設計指標是否能夠滿足基本的運行需求。同向圓曲線之間的最小直線長度應當在設計速度的6倍左右，而反向圓曲線的最小直線長度則在設計速度的2倍左右。

(3)縱坡。在縱斷面設計過程中，縱坡屬于其中的關鍵控制指標，應當對道路的通行能力、工程投資預算以及交通事故發生概率等多種內容進行確定。通常情況下，在大橋或中橋中，縱坡不能高于4%，而隧道中的縱坡則要控制在3%左右。

(4)坡長。坡長主要就是兩個邊坡點之間的基本距離，為了保證縱斷面設計能夠與地形之間緊密結合在一起，提升行車安全性，最小坡長就要根據設計車速行駛9～15 s的行程進行確定，而在平原地區可以適當放寬最大坡長。

3.3 道路路線的線型組合設計

路線設計中所采用的主要為立體線型設計方式，設計人員應當對平面、縱向與橫向之間的合理配合展開綜合考慮，而在設計過程中需要重點關注的問題主要是：首先為平面直線與縱斷面直線之間的組合，在進行設計時應當對當前地區內部的道路行駛條件、車輛駕駛特征以及交通事故資料等分布特點進行全面分析，從而進一步構建出公路運轉速度協調性、線型指標設計一致性等與安全性相關的評價模型，建立起一種具備全面性、客觀性的安全評價框架，而后在框架內部選擇科學合理的技術手段來對路線進行設計；其次為平面直線與縱面凹形豎曲線之間的結合，在周邊地形環境的應用過程中，還要進一步征求當地政府部門與規劃部門的意見，確保路線、橋梁等構造物能夠有效提升道路的安全性與穩定性；最后為平曲線與豎曲線的結合。一般情況下，平面線型與縱面線型之間的有效結合能夠發揮出自身的優點，在不提升造價的情況下，進一步提高道路的使用效能，使得汽車可以保持均勻速度。而平面線型與縱面線型之間組合設計的關鍵內容，就在于要與道路所處地區的景觀有效結合在一起，以此來保證平縱組合可以得到更加靈活的應用。

4 結語

綜上所述，道路路線設計屬于一種具備較高整體性與技術含量的工作內容，同時也是對道路后續應用過程中的安全性與可靠性產生影響的重要因素。因此，設計人員在實際設計過程中，就必須要按照安全、和諧、耐久的基本設計理念，遵循以人為本的基本原則，充分結合路線的實際情況來提高道路路線設計的安全性與可靠性，從而更好地促進道路綜合效益的穩步提升。