1、基于安全因素的公路几何设计浅析摘要：公路设计是影响行车安全的重要因素，因此在公路设计中应充分考虑其对行车安全的影响。本文从公路线形设计和公路景观设计两方面具体分析公路设计与行车安全间的关系，提出合理设计方法，最大限度的保证行车安全。 关键词：行车安全线形设计景观设计 中图分类号：U492.8+4 文献标识码： A 引言 随着经济的发展，我国公路交通事业取得了飞速的发展。但是我国公路的行车安全问题依然严峻，如何有效地预防交通安全事故，将“安全、环保、舒适、和谐”的公路设计理念运用于公路建设中, 依然是每个公路设计者亟需解决的问题。 2公路设计对行车安全的影响 在交通事故中，人们往往单纯地把事故原
2、因归结为驾驶员的疏忽，而忽略了另一重要影响因素公路的设计。据国内外资料表明，在道路交通事故中由于道路线形及路边环境的影响而酿成车祸的比率高达事故的 30以上。因此，公路设计对行车安全影响相当巨大。下面将从两方面具体阐述： 2.1 线形设计 我国“规范”明确规定：道路设计应特别注重线形设计，使之在视觉上能诱导视线，保持线形的连续性，在生理和心理上有安全感和舒适感。同时，还应同沿线环境相协调。避免不良线形及线形组合是线形设计的重要任务。因此在公路的设计阶段就应该注重线形的优化。 2.1.1 平面线形 直线，是平面线形的要素之一。其以短捷直达、测设施工方便被广泛应用于道路线形中。但如果直线长度过长，
3、会使驾驶员感到单调、疲劳和急躁；易超速行驶，致使刹车不及时，酿成事故。因此应根据地形、地物、自然景观、人的视觉及心理等因素合理设计直线长度。直线的最大长度（以 m 记）一般不宜超过设计速度（以 km/h 计）的 20 倍，即当设计速度为 100km/h 时，直线的长度应控制在 2000m 以内。但在特殊的地理条件下应特殊处理。 平曲线是平面线形的又一重要因素。其特点是线形优美、与地形的融合度较好。但如果平曲线的半径设计过小，会增加驾驶员操纵的困难，导致汽车在行驶过程中失控而产生滑移、倾覆等现象，从而导致事故的发生。半径越小，车速越大，发生的事故越严重。据统计, 有 10% 20%的交通事故发生
4、在平曲线上, 并且曲率大于 10 度以上, 事故率增加迅速。因此，应根据横向力系数、汽车的动力因素和驾驶员的舒适度等合理的设置平曲线。应尽可能增大平曲线的半径，但其不应大于 8500m，因为过长的平曲线会导致驾驶员对线形的判断失误。当地形条件比较恶劣时应大于相应最小半径。 平面线形组合也是设计中的一个重要环节。如果反向曲线间直线过短，会使道路产生扭曲感，应对其最小长度加以限制。 “规范”规定反向曲线间的最小直线长度应该为 2 倍设计速度；而同向曲线间直线过短，容易使驾驶员把两个曲线看成一个曲线，破坏了线形的连续性，易造成操作失误。因此“规范”规定同向曲线间直线的最小长度为设计速度的6 倍。 2
5、.1.2 纵断面线形设计 纵坡和坡长对行车安全影响越大。纵坡越陡，坡长越长，行驶越危险。其主要表现为：爬坡速度显著下降，下坡频繁制动，从而造成汽车失灵，酿成交通事故。 “规范”规定道路的纵坡坡度最大不得超过 10，合成坡度不允许大于 8。但 5-8的坡度是事故的高发坡度区，因此在满足“规范”中的最大和坡长限制的基础上，应根据地形条件适当减小纵坡和坡长。 竖曲线半径如果设计过小，容易造成驾驶员的视距过短，影响行车安全。例如在凸曲线顶部会使驾驶员由于悬空而过于紧张，从而增加判断失误；凹曲线底部会使驾驶员的视野过小，心理压力增大，急于驶出坡底而加速行驶，酿成事故。相邻两竖曲线间直线长度过短，会出现断
6、背曲线，对行车不利。因此竖曲线半径应满足视觉要求的最小值，并且当两竖曲线半径接近极限值时，中间应插入长度不小于 3s 的直线段。 2.1.3 平、纵线型组合设计 行车的安全性与线形组合的协调性有密切关系。在平、纵线形组合设计时要求平曲线和竖曲线不仅要满足各自的指标设计，而且最好要相互对应，并且平曲线的长度应稍长于竖曲线，以便驾驶员在驶入竖曲线之前，能清楚了解平曲线的线形。以下列出不良的平纵组合线形，在设计中应尽量避免。 长直线后连接小半径平曲线，由于长时间的直线段上行驶，会使驾驶员放松警惕，致使车辆在行至小半径平曲线时，驾驶员来不及及时操作，从而诱发交通事故。 直线与凸曲线结合，线性单调，视距
7、条件差，易发生交通事故。 在平曲线与凹形竖曲线相结合时，会使驾驶员感觉坡度较为平缓，从而提高行驶速度，酿成车祸。 在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线, 前者因不能引导视线使驾驶员无法获悉道路线形的变化，而导致驾驶员急打方向盘, 后者使驾驶员在加速行驶中急转弯, 这些都极易引起交通事故。 一段平曲线内出现纵断面反复的凹凸，由于视距不良，会造成驾驶员看不清前方的线形，容易发生事故。 2.2 景观设计 公路景观设计是公路设计的另一重要组成部分。其不仅要起到美化作用，还要对驾驶员的视觉起到一定的诱导作用。 2.2.1 美化 公路景观的设计不要与周围自然环境相协调，而且要与当地的社会文
8、化等相融合。如西安咸阳国际机场专用高速公路在景观设计中便融入了历史、人文、地域、环境等景观因素，完美地展现了汉代文化，彰显了古都风韵。因此公路景观设计应做到人与自然的充分融合，从而有效缓解驾驶员在行驶过程中的视觉疲劳，使驾驶员集中注意力，减少事故的发生。 2.2.2 线形预告 研究表明，在运动状态下，驾驶员的视力比静止时低 10%20%，特殊情况下底 30%40%。因此在公路景观设计中应通过植被的安排来预告线形的变化，使驾驶员通过植被来判断前方线形走向，从而避免事故的发生事故。在连续弯道处，可沿弯道的外侧种植树木，使驾驶员预先做好转弯准备，避免由于视距不良而造成弯道方向判断失误；在凸形竖曲线顶
9、部和凹形竖曲线底的部路旁植树，预告道路线形方向；匝道设置在主线弯道处时，驾驶员往往产生把匝道当成主线的错觉，可在主道旁种植树木来缓解。 结语 优质的道路几何设计可以为驾驶人员带来可靠的行车条件，最大限度的为驾乘人员提供安全保障，维护生命和财产安全。为提高我国公路的行车安全，应从根本上即在公路的设计阶段就应予以重视。公路设计者应根据不同地区的特点和具体情况，采取主动预防措施灵活设计，注重线形的设计和景观的规划，将事故消除在萌芽阶段，从而有效减少交通事故的可能性，提高行车安全，为公路使用者提供安全的保障和人性化的服务, 切实提高公路交通的安全水平和服务水准。 参考文献 1杨少伟.道路勘测设计M.北京:人民交通出版社,2009（6） 2陈芳.公路视觉环境对行车安全的影响D.重庆:重庆交通大学硕士学位论文,2009 3王雪力.基于可靠度理论的公路线形安全性分析D.淮南市:安徽理工大学硕士学位论文,2011 4周玉利.西安咸阳国际机场专用高速公路景观创意设计J.公路,2009(6)
