道路線形設計對交通安全的影響

石振華

（中交第一公路勘察設計研究院有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引言

造成交通事故的原因是多方面的，其中最重要的原因就是道路線形設計不夠合理，導致駕駛員的操作跟不上線形的變化，增加事故發生的概率。所以，道路線形設計對于交通安全的影響重大，有必要對道路線形設計進行研究、改善，盡可能確保道路交通安全。

1 道路線形設計與交通安全的關系

道路線形設計合理與否直接關系到整個道路的安全性，所以為保證行車安全就需要合理地選擇和規劃道路線形。但一直以來，在道路線形設計標準中，只明確了部分技術指標，如縱坡和坡長、平縱曲線半徑等，對于應重點考慮的線形組合、長度設計則未作明確規定。對道路設計的評價也僅僅局限于道路工程的建設成本與路面質量，對通車后的安全性評價卻無相關標準。

經統計分析表明：

其一，在彎曲路段含陡坡，較易出現事故；其二，在持續彎道或急轉彎路段，事故發生率相對較高；其三，彎道與直線路段相比，在前者發生車禍的概率更大。

2 道路線形對交通安全的影響

2.1 平面線形

2.1.1 直線

在道路平面線形中，直線不僅可以縮短兩點之間的距離，擴大視野，同時也可以為行車提供較好的條件，而且對于路線設計和施工都沒有太高的要求。經調查研究發現，直線長度和潛在事故率二者關系密切。線形設計時，直線長度既不能過長，亦不能過短，其關聯性詳如圖1 所示。

圖1 直線長度和潛在事故率的關系

（1）長直線

在駕駛員眼中，直線是最安全的道路線形之一，但太長或太短的直線線形均存在一定的危險性。如果道路直線線形太長，駕駛員長時間保持直線道路線形的思維，易導致感知力降低、反應遲鈍。隨著車輛行駛速度的提高，有效視野將相應縮小，長直線路段發生突發路面問題或迎面駛來其他車輛，駕駛員極有可能反應不及時，或出現操作失誤，不能沉著應對突發狀況而導致車禍事故。

（2）短直線

盡管長直線對駕駛員存在一定的不利影響，但是并不意味著直線道路線形應該盡可能短。通過對長期數據進行統計分析、研究，得出一條直線道路長度以3min 行程為宜。如果超過這個時間，就會對行車安全產生不利影響。一般國道的長度以1500m 為宜；對于高等級公路則要求更長，如高速公路要限制在6km 的范圍之內。

如果道路中直線距離太短，同樣會為駕駛員帶來心理暗示。比如，駕駛員在道路上行駛時，短直線連接了兩個方向相同的彎道，駕駛員常常會把后一彎道同化為前一彎道，在行駛至第二個彎道時仍然根據前一彎道的轉彎角度來操縱前輪，此時車輛軌道極有可能嚴重偏離，從而引發交通事故。

2.1.2 平曲線

在平曲線路段上駕駛車輛，發生車禍的可能性更高。在平曲線路段，車輛在離心力的作用下會產生側滑現象，使汽車（車輛）的穩定性大打折扣，如果駕駛員處理不好，勢必造成嚴重的交通安全事故。而車輛行駛速度越快，受到的離心力越大，則發生車禍的概率越大。同時由于車輛在平曲線路段上行駛，視野不夠寬闊，駕駛員對前方道路狀況難以知曉，尤其是在夜間行車時，極易受到車輛燈光的干擾而造成車禍。

此外，在部分山區公路上駕車時，受山體等周邊地形環境影響，平曲線路段視野嚴重受限，容易出現疲勞感，會加大發生車禍的可能性。平曲線半徑存在設計問題是釀成該路段車禍不斷的重要原因。在速度一致的情況下，平曲線半徑和事故率之間的關系如圖2、圖3 所示。在圖3 中，相對事故率指的是車輛在平曲線路段上的事故率和在直線路段上的事故率的比值[1]。

圖2 平曲線半徑和事故率關系

圖3 平曲線半徑和相對事故率關系

2.2 縱斷面線形

2.2.1 縱坡

縱坡的坡度與坡長均會對車輛的行駛產生影響，有關規范對各種設計時速道路縱坡的坡度和坡長作了明確規定。當車輛行進長距離縱坡時，上坡需克服阻力而導致發動機產生較多熱量，下坡則需頻繁制動剎車，對載重量較大的車輛來說，剎車效果不一定明顯，會影響行車安全。

對于較小縱坡而言，因施工問題極易使積水向地基滲透，對道路的穩定性造成嚴重影響。但對長度不長的縱坡而言，道路起伏的情況較為常見，行車的舒適感和安全性亦會隨車輛速率的增加而顯著降低。交通事故率與縱坡坡度的關系如圖4 所示。

圖4 事故率和縱坡坡度關系

經研究發現，交通事故發生的概率和縱坡的坡長之間存在線性正比例的關系[2]。車輛在下坡路段行駛，駕駛員需要長時間地踩剎車來控制車輛的行駛速度，導致剎車片溫度過高，容易引起剎車失靈。如果不控制速度，車輛到坡底后，會累積較高的動能而出現超速。車輛長時間在上坡路段行駛，則會因為重力作用而控制速度，危險相對下坡路段較低。

2.2.2 豎曲線

在道路線形設計過程中，一般均把豎曲線設置于縱坡轉折點周邊，其主要目的是連接轉折點與直線，使車輛行駛更加穩定。豎曲線包括凸曲線、凹曲線兩種。評估豎曲線的設計效果可以通過其半徑的大小，具體包括以下三個方面：

（1）為確保縱向行車視野距離，如果半徑比較小且凸曲線位于上坡階段，此時車輛處于爬坡狀態，駕駛員視野會存在部分盲區，從而影響車輛的運行安全。

（2）在緩和縱向邊坡處，車輛行駛過程中會出現超重或失重的現象，情況嚴重時則可能釀成交通安全事故。

（3）豎曲線與平曲線的有效組合，有利于合理安排路面排水設計工作，并增強車輛行駛的舒適感。因此，在縱斷面道路設計中，應確保車輛在豎曲線路段上行車的時間不低于3s。

2.3 平縱線形組合

道路線形設計應滿足路線的規劃需求。如存在繞行的情況，需要將豎曲線與平曲線有效組合，才能保證行車安全。線形組合和交通安全關系密切，當線形坡度比較大的時候，需要通過安裝標識牌或警告牌來提醒駕駛員，注意提升車輛的抗滑能力，另外還要安裝防撞護欄以減少交通事故。此外，在地形條件單一的地區，可直接使用直線線形以減小施工難度。

經研究發現，平曲線半徑和縱坡坡度是平縱線形組合的重要影響因素，其與交通事故率之間存在密切的關系，如圖5 所示。

2.4 視距設計對交通安全的影響

視距包括平面視距及縱斷面視距兩種。當車輛正常運行時，視距的大小會對駕駛員產生直接影響。開闊的視距可以為駕駛員創造良好的駕駛環境，當遇到緊急情況時，有助于快速采取有效的應急制動措施，降低事故率。在道路設計中，視距需按車輛的行駛情況進行區分，主要包括停車視距、會車視距以及超車視距三類。超車視距存在的交通風險較大，對車輛的操作時間以及行車空間要求較高，需給予高度重視。

3 改善對策

在道路線形設計較差的情況下，道路的交通安全性難以得到保障，以下就改善對策提出建議。首先，通過持續調整方案設計來完善道路線形；其次，在線形調整范圍不大或工程已開工建設無法更改線形的情況下，可在運營期間通過改善道路的其他條件來達到提高安全性的目的。

3.1 改善道路線形

應高度重視道路線形設計對交通安全的影響，在設計階段盡可能規避不利線形。根據道路工程的實際情況，可以在平、縱斷面以及平縱線形組合方面著手道路線形的改善，并應特別關注平縱線形組合是否合理。道路線形設計時，應盡力避免出現過長的長直線以及半徑過小的平曲線，減少長大縱坡的使用，并選擇半徑足夠大的豎曲線。盡可能將豎曲線全部布置于平曲線中，可以將豎曲線的兩個端點分別布置在兩端的緩和曲線范圍內。如果這種理想情況難以實現，則應當考慮把豎曲線布置于一條直線上，即把平曲線、豎曲線徹底分開。在平、豎曲線只有1/2 重合的情況下，縱坡在平曲線中間部位開始發生變化會造成線形不夠平順，增加駕駛員的駕駛難度。平曲線和豎曲線的半徑之比應確保合理，當平曲線的半徑不足1km 時，豎曲線的半徑往往選定為平曲線半徑的10～20 倍[3]。半徑較小的圓曲線及各種線形突變現象應避免緊接在長大縱坡之后，確保構成道路線形的各個主要參數連續。

3.2 改善道路的其他條件

在道路線形存在一定的缺陷，但方案已無法調整的情況下，可以在交通標志、路幅寬度、排水設施以及路面材料等方面加以改進、彌補。其一，可以在長大縱坡的坡頂以及急轉彎處，設置交通標志，提醒駕駛員需注意集中精力、控制行駛速度。其二，結合項目實際條件，在線形不利事故頻發地段適當加大道路寬度，為駕駛員提供容錯率高的行車環境[4]。其三，當長大縱坡的坡底出現漸變率低的超高緩和段時，在坡底橫坡接近于0 的地段，極易造成雨水匯聚，很可能成為雨天事故頻發地。在這種情況下，可以通過設置截水槽或其他排水設施進行處理。其四，可以將路面面層材料調整為間隙較大的透水瀝青混凝土，以達到改善道路條件的目的。

4 結語

總之，道路線形設計對交通安全的影響極大，直接關系到道路工程運行質量的好壞。隨著我國經濟的快速發展，人們對于道路交通的要求也越來越高，因此在進行道路路線設計時，相關設計人員要從提高行車的安全性及舒適性出發，重視人性化設計，為推動我國道路交通建設的健康持續發展發揮應有的作用。