浅析公路几何设计与交通安全

摘  要：随着国民和公路建设的快速，人民物质生活水平的不断提高，交通安全越来越受到重视。公路勘察设计工作必须做到“六个坚持，六个树立”，“坚持以人为本，树立安全至上”的设计理念，必须将“安全意识”引入道路的设计中，通过完善的道路设计，来有效地控制交通安全，减少交通事故，减少经济损失。
关键词：几何设计；交通安全；安全意识
        交通工程是公路必不可少的组成部分，是一项有多种工程相互配合、密切联系、共同发挥作用的系统工程，对充分展现公路快速、舒适、安全的特点，减少交通事故，最大限度地发挥公路性能起着重要的作用。交通工程的设置以沿线地形、地物为基础，以路线几何设计为依据，综合考虑交通工程的设置位置，以提高道路使用功能为目标。
        公路立体线形的优劣，对驾驶者而言，就是能提供其安全性、快速性及舒适性的程度。合理、优质的公路设计，可以提供清晰醍目的行车方向，提供足够的视距，能够符合驾驶人员普遍期望的设计效果。在公路设计中，影响交通安全的因素虽然是多方面的，而公路几何设计对公路的安全性则起到先决作用，一旦通过选线确定公路走向并由此确定几何线形，则其他项目几乎都已经随选定的几何线形得以确定，其它如桥涵构造物的位置、安全设施等就是如何使之更趋于合理的问题了。
        在公路勘察设计工作中，一定要综合考虑公路功能、行车安全、环境等因素，既要坚持地形选线、地质选线，更要做到安全选线；既要充分考虑公路设施的自身安全和运营安全，又要消除公路事故多发点和安全隐患；要尽量采用改善平纵线形的措施，从根本上解决行车安全问题，尤其是对长陡纵坡行车安全问题要给予足够的重视。因此，公路设计工作必须做好公路立体线形的设计，确保道路安全、舒适、和谐。要将安全放在首位，采取一切有效措施，为公路使用者提供安全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。
由于道路沿线地形、地物是客观存在的，是不可改变的，因此，交通工程的设计就必须和公路几何设计结合起来，公路几何设计的好坏直接影响到交通工程的设置，影响道路营运期的安全。公路几何设计主要包含：平面线形设计、纵面线形设计、横断面设计、线形组合设计以、线形与桥隧的配合设计、线形与沿线设施的配合设计等。
        1 平面线形设计
        我国公路平面线形的使用主要是直线、圆曲线、回旋线，对各种线形的选择，应结合各种因素进行考虑。
        1.1直线是公路设计中运用最广泛的线形，直线在勘察设计过程中有勘测设计简单、距离短的优点，但直线单调，驾驶人员容易产生乏味感，降低集中力，加之驾驶者在直线路段一般都会加速行驶，故过长直线的运用不利于行车安全。在选用直线线形时，一定要十分慎重，要对该路段的圆曲线半径、超高、视距等采用运行速度进行检验。我国规定一般直线最大长度为20（V+ΔV），其中V为设计行车速度，ΔV为通常在直线段的实际行驶速度与设计行车速度的差值，一般取ΔV=15～20km/h。
        1.2圆曲线线形要适合地形的变化，并能圆滑的将前后线形连接以保持线形的连续性。圆曲线半径的选用与设计速度、地形、相邻曲线的协调、曲线长度、曲线间直线长度、纵面线形的配合、公路横断面等有关。选用过大的圆曲线半径，会使得圆曲线过长，这与长直线一样容易使驾驶人员产生疲劳感，容易诱发交通安全事故。因此，在选用较大的圆曲线半径时，也应该持谨慎态度。在选用较小的圆曲线半径时，应对相邻路段进行车速极差检验，对视距进行验算，给交通工程的设置提供理论依据，以确保行车安全。
        1.3回旋线的使用主要使用在三级及三级以上公路线形设计中，使用较长的回旋线在视觉上线形变得自然，形式更加安全。回旋线参数的灵活设置增加了线形设计的自由度，使得线形与地形更容易相适应，相邻路段过渡更加顺适，线形更均衡连续，行驶条件更舒适、安全。对于设计车速较高的公路，在回旋线时，横向加速度变化率宜采用0.45m/s3，并相应增加回旋线的长度，但应满足超高渐变率和排水设计要求。
        曲线转角对公路安全也有影响。大量资料统计，小偏角曲线容易导致驾驶员产生急弯错觉，不利于行车安全。因此，在公路设计中合理确定路线转角十分重要。
        2 纵面线形设计
        纵面线形应注意纵向坡度和变坡点处的竖曲线设计，对于驾驶人员而言，与平面线形相比，在视觉上往往是影响线形质量好会的主要因素。要尽量避免过多的插入竖曲线或小半径竖曲线，这样容易产生驼峰、暗凹、跳跃和断背形象，造成驾驶人员的视觉中断，诱发安全事故。
        纵面线形的优劣很大程度上取决于竖曲线半径的大小，竖曲线半径大小的选择应满足视距要求，且竖曲线长度不宜过短。一般，凸形曲线段事故率要比水平段高，小半径凸形曲线往往成为事故的诱因。竖曲线频繁变换会影响行车视距，严重降低公路安全性。
        道路设计原则上按在同一设计车速路段保持同一行驶状态来进行设计，纵向坡度受车辆和行驶性能的影响较大。爬坡能力明显不同的车辆混在一起，如不采用适当纵向坡度和在路段设置爬坡车道，就会降低道路通行能力和发生交通事故。因此，纵坡坡度一般以平缓为宜，要在容许范围内按尽可能较少的降低车辆速度的原则来确定，最大纵坡与不同纵坡最大坡长一般不宜采用。当不得已而设置陡坡时，应对运行速度进行验算，以确保道路通行能力和服务水平符合要求。
        3 横断面设计
        公路横断面设计对交通安全的影响不如平面、纵面设计那么大，但是也是设计中不容忽视的问题，横断面的布置应根据道路使用功能、交通量大小、交通流的组成以及安全行车要求进行合理设计，做到连续性和一致性。在桥梁、隧道与路基衔接路段，其宽度如果与路基宽度不一致时，或人行道与护拦引起路面、路肩宽度发生变化时，或者跨线桥下车行道侧面的桥墩、桥台过近，侧向余宽不够时，都会引起交通安全事故，因此，在设计过程中，也应该加以重视。
        4 平纵横组合设计
        在视觉上违背诱导的线形组合是导致事故多发的主要原因，在平纵线形设计中，要避免小半径平曲线与竖曲线的组合、直线与竖曲线的组合、小半径平曲线与大纵坡的组合，这些都会引起驾驶人员视觉的突变，是诱发交通安全事故的主要原因，因此，在平曲线的组合中，尽量避免或少采用反向曲线、断背曲线和复曲线。
        5 线形与桥隧的配合设计
        对于行驶速度要求较高的公路，除特殊结构的大桥外，均应符合路线总体布设的要求，使桥头引道与路线的线形连续、均衡，避免线形的突变而引发交通安全事故，桥头引道的纵坡不宜过大，过大容易引起桥梁结构的安全。
        隧道、隧道洞口连接线与路线的衔接应符合路线布设的总体要求，隧道进出口前后是交通安全事故多发路段，因此，隧道进出口附近的平、纵面线形均应满足要求，进出口前后3S范围内的线形设计应保持一致，进出口纵坡也应满足车辆行驶要求。
        结语
        公路交通安全是一个涉及多因素的动态系统工程，良好的道路几何线形，平整坚固的路面结构，清晰易懂的交通标志，合理有效的防护措施等都能为驾驶员提供安全可靠的行车条件。虽然造成交通事故的原因是多方面的，并非一定是几何设计不当造成的，但完善的交通安全设计特别是加强几何设计等内容是减少交通事故、减轻旅客生命财产损失有效的手段。

[1]高建华，王玮.公路线形设计[M].郑州：黄河水利出版社，2005.
[2]部公路司.新理念公路设计指南[M].北京：人民交通出版社，2005.
[3]JTG D20-200，公路路线设计规范[S].