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摘要:本文通过剖析道路线形对交通安全的影响与道路景观设计、环境协调统一,指出了道路平面、纵断面及其组合在道路设计中的重要性。同时从驾驶员的角度出发,研究了道路线形设计对驾驶行为的影响并从多方面来阐述公路线形设计因素对交通安全的影响,分析了不合理的道路线形设计造成的交通事故并对道路线形设计中容易忽视的细节做出了总结。
中图分类号:U41文献标识码: A
引言
近年来,我国道路交通事故日益严重,事故次数、死亡人数逐年上升。通过对我国的交通事故的统计分析表明,道路因素造成的事故占10%左右。欧洲联合经济委员会在关于预防道路不幸事件问题的研究中指出,70%的事故是由于道路的缺陷所致。
1.道路线形组合与交通安全的关系
道路线形是指道路的空间立体线形形状,也就是道路中心线的空间描述。道路线形设计合理与否,对交通流的安全畅通具有极其重要的影响。道路交通是人、车、路、环境等要素构成的复杂的动态系统,它们之间互相依赖、互相作用,系统状态随着时间的推移和环境的改变而改变。影响安全的道路因素有很多,如:道路等级、平纵面线形、横断面设计(路面宽度、路肩宽度计状况、车道宽度)、路上的交通流特征(交通量、车辆组成、是否分向行驶)、道路所处的大环境(地理条件、气候状况)及路面状况等,其中除路面状况、线形因素外,其他因素都是影响整条道路交通安全的宏观因素。因此具体到事故在道路中的分布或事故率在道路沿线上的变化主要由道路线形因素和路面状况来决定。但路面状况又是一个不确定因素(随时间和养护力度变化),因此从统计的角度长时间来看,道路线形条件才是决定事故在道路分布的主要因素。特别是对大量的高速公路事故多发地点进行调查研究后发现,道路线形条件是造成事故多发地点的一个主要原因。因而,本文从交通安全的角度出发,在浅析道路线形几何要素的基础上,对道路线形组合效应做深入探讨。
2.道路线形组合对交通安全的影响
2.1平曲线路段
据统计资料显示,有20%左右的交通事故发生在平曲线处,且半径越小的曲线路段上发生的交通事故也愈多。当平曲线半径小于600m时,道路的交通事故就会迅速增加。由此可见,平曲线与交通事故关系很大,车辆在平曲线上面行驶的时候,由于受到离心力的作用容易向外发生侧滑和倾覆,会严重降低车辆的稳定性和安全度。车速越大的话,离心力就会越大,发生的事故也会越严重。
调查表明:当平曲线半径变小时,事故率倾向显著增加,原因多为驾驶员在开始转弯之初未能及时减速引起车辆行驶状态的突变所致。此外,小的平曲线半径可能使汽车在运行时视线盲区增大,特别是道路急弯和陡坡结合时,常引发重大交通事故。
视距是确保道路行车安全的重要因素之一。在平曲线与竖曲线上超车时,视距不足是引起交通事故的主要原因。统计资料表明,道路平面线形上视距不足引起的道路交通事故数量,没有在纵断面线形上所反映的明显。
为抵消车辆在曲线上行驶时所产生的离心力,将路面作成外侧高于内侧的单向横坡的超高形式。合理地设置超高,可以全部或部分抵消离心力,提高汽车行驶的稳定性与舒适性。
2.2竖曲线路段
竖曲线路段坡长、曲率和变坡点处的曲率都会影响交通安全。同一条曲线在坡度大于3%时,交通事故率就急剧上升。汽车上坡时,由于坡度的阻力使汽车速度降低,坡道越陡,车速下降越快;坡道越长,车速降低越多。为了维护汽车的爬坡能力,要不断增加动力。如果动力不足,制动不及时操作失误,就会造成汽车向下滑溜,从而引起交通事故的发生。汽车下坡时,由于汽车自身重力加速度的作用,使车辆速度越来越快。尤其是有的驾驶员为了节油,采取下坡熄火滑行的方法,一旦遇到意外的交通事态,来不及采取应急措施,失去控制,就会造成交通事故。在我国的道路设计规范中规定道路的坡度不得大于8%,在此区间,5%-8%的坡度是事故的高发区,在设计时应格外小心,不要在易发生危险的坡度下再设立危险的坡长。
对于凹形竖曲线两侧都是下坡路,一方面司机为了冲上对面的上坡会提前加速以获得较大的汽车动量,另一方面汽车行驶时的司机视线会更贴近路面。这就减少了司机的行车视距。有较多的凹形竖曲线设在铁路桥的下面,桥梁也使司机的视野变得更狭小。加上凹形竖曲线容易造成积水,减小了轮胎与路面的摩擦力。各种不利的因素综合起来就极其容易引发交通事故。
2.3平、纵、横组合设计
司机一般是行驶在平、纵、横组合而成的道路上。当较大坡度的长直线与小半径的弯道组合时,司机可能以高速进入弯道,他同时面对给车换挡和拐弯的问题,复合型操作增加了司机驾驶的难度,易引发交通事故。当竖曲线与回旋线重合时,不但失去了视觉诱导,排水也困难。凸形竖曲线顶部有急弯时,驾驶员靠近顶部才知道有平曲线,速度过高不能立刻反应,行车容易失误。
平纵线形相结合时,应在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线,并保持视觉的连续性;平纵面线形的技术指标应大小均衡,使线形在视觉上、心理上保持协调,合成坡度的控制应与线形组合设计相结合。应避免急弯与陡坡相重合的线形,以达到行车安全、减少或预防交通事故的目的。
2.4曲线型设计
近年来,随着我国公路交通基础设施建设的发展,山区高等级公路建设发展迅速,而山区的地理自然环境相当复杂,从而决定了山区公路平面线形的多样性和复杂性,因此,山区公路选线必须处理好线性与地形、环境及行车要求的关系,才能尽可能地减少交通事故的发生。选用曲线型设计方法用于山区地形的线形布设,根据曲直法、拟合法、积木法、综合法、弦切线法、闭合导线法、综合法等不同曲线型设计方法的特点合理的采用相应的方法,提高在山区公路平面选线质量,减少事故的发生率。
结语
道路线形设计除了要考虑最大限度地满足道路的基本功能外,还必须从道路安全的角度给予高度重视。为降低交通事故的发生率,应该从道路设计的最开始就应该重视线形安全设计。本文从交通安全的角度入手,分析了各种道路线形与交通安全的关系,打破了以往交通事故只考虑驾驶员的原因而忽略道路方面原因的旧习,指出可从道路几何线形方面入手,采取主动预防措施改进线形设计,以便减轻驾驶员的驾驶强度,达到减少交通事故的目的。
综上所述,为了最大程度减少交通事故的发生,作为道路的设计者,应该尽可能为驾驶员提供足够的行车安全空间和心理安全空间,对此提出以下几点建议:
在长直线的末端要布设可引起司机视觉变化的景观,如:使树木与广告牌交错出现;修建风格变化的收费站。
在同向曲线之间的短直线内侧要加设防撞护;
在半径小于400m的弯道两端,车辆要限速行驶;
竖曲线拐点处尽量不设小半径平曲线,因道路等级受限而必须要设的,要增加醒目路标;
凹形竖曲线的拐点要清除路两旁的障碍物,加大驾驶员的视距,并在危险处加设警示牌。
除了在道路设计上力求更科学合理外,设计时还要使道路更加人性化,更多地考虑使用者的感受,更多地体现“以人为本”的公路设计新理念,让道路的使用者更加安全舒适,最大程度的减少交通事故的发生。
参考文献
[1] 过秀成.道路交通安全学[M].南京:东南大学出版社,2001-08.
[2] 道路条件与交通安全[M].上海:同济大学出版社,1990.
[3] 罗霞.高等级公路交通流理论[M].成都:西南交通大学出版社,1999.45-62.
[4] 裴玉龍 王炜.道路交通事故成因及预防对策[M].北京:科学出版社,2004.
[5] 李峻利.交通工程设施设计[M].北京:人民交通出版社,2001.
[6] 吴德华 方守恩.路侧安全对策分析[J].交通科技,2004,(5).
[7] 符锌砂.公路计算机辅助设计[M].北京:人民交通出版社,1998.
[8] 薛嘉庆.最优化原理与方法[M].北京:冶金工业出版社,1992.
[9] 玄光男 程润伟.遗传算法与工程设计[M].北京:科学出版社,2000.
[10] 李方.立交匝道定线的积木法[J].东南大学学报,1993,2.
[11] JTJ 011-94.公路路线设计规范.[S].
中图分类号:U41文献标识码: A
引言
近年来,我国道路交通事故日益严重,事故次数、死亡人数逐年上升。通过对我国的交通事故的统计分析表明,道路因素造成的事故占10%左右。欧洲联合经济委员会在关于预防道路不幸事件问题的研究中指出,70%的事故是由于道路的缺陷所致。
1.道路线形组合与交通安全的关系
道路线形是指道路的空间立体线形形状,也就是道路中心线的空间描述。道路线形设计合理与否,对交通流的安全畅通具有极其重要的影响。道路交通是人、车、路、环境等要素构成的复杂的动态系统,它们之间互相依赖、互相作用,系统状态随着时间的推移和环境的改变而改变。影响安全的道路因素有很多,如:道路等级、平纵面线形、横断面设计(路面宽度、路肩宽度计状况、车道宽度)、路上的交通流特征(交通量、车辆组成、是否分向行驶)、道路所处的大环境(地理条件、气候状况)及路面状况等,其中除路面状况、线形因素外,其他因素都是影响整条道路交通安全的宏观因素。因此具体到事故在道路中的分布或事故率在道路沿线上的变化主要由道路线形因素和路面状况来决定。但路面状况又是一个不确定因素(随时间和养护力度变化),因此从统计的角度长时间来看,道路线形条件才是决定事故在道路分布的主要因素。特别是对大量的高速公路事故多发地点进行调查研究后发现,道路线形条件是造成事故多发地点的一个主要原因。因而,本文从交通安全的角度出发,在浅析道路线形几何要素的基础上,对道路线形组合效应做深入探讨。
2.道路线形组合对交通安全的影响
2.1平曲线路段
据统计资料显示,有20%左右的交通事故发生在平曲线处,且半径越小的曲线路段上发生的交通事故也愈多。当平曲线半径小于600m时,道路的交通事故就会迅速增加。由此可见,平曲线与交通事故关系很大,车辆在平曲线上面行驶的时候,由于受到离心力的作用容易向外发生侧滑和倾覆,会严重降低车辆的稳定性和安全度。车速越大的话,离心力就会越大,发生的事故也会越严重。
调查表明:当平曲线半径变小时,事故率倾向显著增加,原因多为驾驶员在开始转弯之初未能及时减速引起车辆行驶状态的突变所致。此外,小的平曲线半径可能使汽车在运行时视线盲区增大,特别是道路急弯和陡坡结合时,常引发重大交通事故。
视距是确保道路行车安全的重要因素之一。在平曲线与竖曲线上超车时,视距不足是引起交通事故的主要原因。统计资料表明,道路平面线形上视距不足引起的道路交通事故数量,没有在纵断面线形上所反映的明显。
为抵消车辆在曲线上行驶时所产生的离心力,将路面作成外侧高于内侧的单向横坡的超高形式。合理地设置超高,可以全部或部分抵消离心力,提高汽车行驶的稳定性与舒适性。
2.2竖曲线路段
竖曲线路段坡长、曲率和变坡点处的曲率都会影响交通安全。同一条曲线在坡度大于3%时,交通事故率就急剧上升。汽车上坡时,由于坡度的阻力使汽车速度降低,坡道越陡,车速下降越快;坡道越长,车速降低越多。为了维护汽车的爬坡能力,要不断增加动力。如果动力不足,制动不及时操作失误,就会造成汽车向下滑溜,从而引起交通事故的发生。汽车下坡时,由于汽车自身重力加速度的作用,使车辆速度越来越快。尤其是有的驾驶员为了节油,采取下坡熄火滑行的方法,一旦遇到意外的交通事态,来不及采取应急措施,失去控制,就会造成交通事故。在我国的道路设计规范中规定道路的坡度不得大于8%,在此区间,5%-8%的坡度是事故的高发区,在设计时应格外小心,不要在易发生危险的坡度下再设立危险的坡长。
对于凹形竖曲线两侧都是下坡路,一方面司机为了冲上对面的上坡会提前加速以获得较大的汽车动量,另一方面汽车行驶时的司机视线会更贴近路面。这就减少了司机的行车视距。有较多的凹形竖曲线设在铁路桥的下面,桥梁也使司机的视野变得更狭小。加上凹形竖曲线容易造成积水,减小了轮胎与路面的摩擦力。各种不利的因素综合起来就极其容易引发交通事故。
2.3平、纵、横组合设计
司机一般是行驶在平、纵、横组合而成的道路上。当较大坡度的长直线与小半径的弯道组合时,司机可能以高速进入弯道,他同时面对给车换挡和拐弯的问题,复合型操作增加了司机驾驶的难度,易引发交通事故。当竖曲线与回旋线重合时,不但失去了视觉诱导,排水也困难。凸形竖曲线顶部有急弯时,驾驶员靠近顶部才知道有平曲线,速度过高不能立刻反应,行车容易失误。
平纵线形相结合时,应在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线,并保持视觉的连续性;平纵面线形的技术指标应大小均衡,使线形在视觉上、心理上保持协调,合成坡度的控制应与线形组合设计相结合。应避免急弯与陡坡相重合的线形,以达到行车安全、减少或预防交通事故的目的。
2.4曲线型设计
近年来,随着我国公路交通基础设施建设的发展,山区高等级公路建设发展迅速,而山区的地理自然环境相当复杂,从而决定了山区公路平面线形的多样性和复杂性,因此,山区公路选线必须处理好线性与地形、环境及行车要求的关系,才能尽可能地减少交通事故的发生。选用曲线型设计方法用于山区地形的线形布设,根据曲直法、拟合法、积木法、综合法、弦切线法、闭合导线法、综合法等不同曲线型设计方法的特点合理的采用相应的方法,提高在山区公路平面选线质量,减少事故的发生率。
结语
道路线形设计除了要考虑最大限度地满足道路的基本功能外,还必须从道路安全的角度给予高度重视。为降低交通事故的发生率,应该从道路设计的最开始就应该重视线形安全设计。本文从交通安全的角度入手,分析了各种道路线形与交通安全的关系,打破了以往交通事故只考虑驾驶员的原因而忽略道路方面原因的旧习,指出可从道路几何线形方面入手,采取主动预防措施改进线形设计,以便减轻驾驶员的驾驶强度,达到减少交通事故的目的。
综上所述,为了最大程度减少交通事故的发生,作为道路的设计者,应该尽可能为驾驶员提供足够的行车安全空间和心理安全空间,对此提出以下几点建议:
在长直线的末端要布设可引起司机视觉变化的景观,如:使树木与广告牌交错出现;修建风格变化的收费站。
在同向曲线之间的短直线内侧要加设防撞护;
在半径小于400m的弯道两端,车辆要限速行驶;
竖曲线拐点处尽量不设小半径平曲线,因道路等级受限而必须要设的,要增加醒目路标;
凹形竖曲线的拐点要清除路两旁的障碍物,加大驾驶员的视距,并在危险处加设警示牌。
除了在道路设计上力求更科学合理外,设计时还要使道路更加人性化,更多地考虑使用者的感受,更多地体现“以人为本”的公路设计新理念,让道路的使用者更加安全舒适,最大程度的减少交通事故的发生。
参考文献
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