道路路線設(shè)計的可靠性和安全性分析研究

朱晉超

(華設(shè)設(shè)計集團股份有限公司，江蘇 南京 210014)

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，群眾的日常生活水平已經(jīng)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(shè)計，能夠在根本上提高整體道路質(zhì)量，更好地滿足人、車對于駕駛環(huán)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(shè)計的重視程度，充分結(jié)合城市內(nèi)部的實際交通情況進行更加科學(xué)合理的設(shè)計，確保道路設(shè)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(shè)計可靠性與安全性的基本原則

1.1 設(shè)計方案應(yīng)當遵循的原則

在道路路線設(shè)計方案的制定過程中，其必須重點保證方案內(nèi)容的規(guī)范性，設(shè)計方案應(yīng)當有充足的數(shù)據(jù)信息以及技術(shù)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(shè)計方案的參考價值。而在對方案安全性與可靠性等內(nèi)容展開分析的過程中，還要對方案在實際施工建設(shè)階段能否滿足運行速度、運行協(xié)調(diào)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(yīng)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(yīng)當在后續(xù)的設(shè)計階段展開綜合考慮；若不符合要求，就要結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)信息來對原本的路線設(shè)計內(nèi)容進行優(yōu)化，或是采取布置交通安全設(shè)施或是結(jié)構(gòu)物的方式，進一步提升方案內(nèi)容的可靠性與安全性[4]。

1.2 設(shè)計初期應(yīng)當遵循的原則

在道路路線設(shè)計的初期工作中，現(xiàn)場考察屬于其中的關(guān)鍵內(nèi)容，只有在確定好現(xiàn)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(xù)的設(shè)計工作。同時，設(shè)計人員也要針對施工現(xiàn)場的具體情況進行充分調(diào)查，比如區(qū)域內(nèi)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(fā)生頻率較高的路段進行綜合分析，準確找出引發(fā)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(jù)實際情況所作出的報告內(nèi)容，能夠構(gòu)建出安全性與穩(wěn)定性更高的評估模型，為道路路線設(shè)計工作提供更加優(yōu)異的措施，為后續(xù)設(shè)計工作的順利開展奠定堅實基礎(chǔ)[5]。

2 路線線型對交通產(chǎn)生的影響

2.1 直線線型產(chǎn)生的影響

在當前的交通系統(tǒng)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(zhuǎn)彎所引發(fā)的事故風(fēng)險，如果整體直線路段的距離比較長，也會進一步體現(xiàn)出直線線型中存在的各類問題，如圖1所示。首先，如果駕駛?cè)藛T長時間進行直線行駛，必然會產(chǎn)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(xiàn)了前車制動或是其他緊急事故，很難及時調(diào)整駕駛狀態(tài)，這就會引發(fā)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(fēng)險因素，比如翻車事故等，這些都屬于直線線型過多所產(chǎn)生的影響。因此，需要在路線線型的設(shè)計過程中，對直線路段的長度進行科學(xué)合理的控制，避免駕駛?cè)藛T處在一種長時間直線行車的狀態(tài)中，從而有效降低交通事故的發(fā)生概率。

圖1 直線線型

2.2 曲線線型產(chǎn)生的影響

在曲線線型道路中，一方面會使得駕駛?cè)藛T處在一種精神緊張的狀態(tài)中，另一方面也不利于車輛的提速，會對道路的通行效率產(chǎn)生一定程度的影響，如圖2所示。因此，在道路路線設(shè)計過程中，長距離曲線線型的設(shè)計應(yīng)用相對比較少，根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息可以明顯看出，曲線線型道路中交通事故的發(fā)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(shè)計模式，就會對交通安全產(chǎn)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(shè)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(xiàn)在道路的橫縱面角度上，如果采用了豎曲線線型的道路設(shè)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(chǎn)生嚴重危害，整體視野范圍也會降低，不利于駕駛?cè)藛T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(chǎn)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(shè)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(chǎn)生離心力，這也是在進行平曲線線型道路設(shè)計過程中需要重點關(guān)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(fā)行駛路線偏移等問題，嚴重情況下還會引發(fā)翻車、撞車等事故。因此，在進行平曲線線型設(shè)計的過程中，要對最小凈值進行科學(xué)合理的設(shè)置，這也是確保車輛能夠平穩(wěn)行駛的關(guān)鍵，從而大幅度降低交通事故的發(fā)生概率。

3 加強道路路線設(shè)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(shè)計工作屬于城市內(nèi)部最為基礎(chǔ)的建設(shè)工程，通過道路的施工建設(shè)，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(jīng)濟的發(fā)展以及城市化發(fā)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(shè)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(yīng)的調(diào)研工作，對道路建設(shè)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(shè)的看法。同時，還要與當?shù)氐某鞘幸?guī)劃建設(shè)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(xié)作，為道路建設(shè)起到良好的促進作用。另外，還要將道路建設(shè)與其他基礎(chǔ)設(shè)施有效結(jié)合在一起，以此來提升道路建設(shè)的美觀性，防止因道路建設(shè)不當而對城市后續(xù)的建設(shè)與規(guī)劃產(chǎn)生不良影響。

3.2 做好路線的平面設(shè)計與縱面設(shè)計

在明確道路路線設(shè)計的主要控制點后，設(shè)計人員就要展開更加詳細的平面設(shè)計與縱面設(shè)計，從而提高路線平面線位的科學(xué)性與合理性。在道路路線設(shè)計過程中，首先應(yīng)當滿足行駛力學(xué)的基本需求，重點考慮駕駛?cè)藛T心理、視覺與生理等多方面的需求，從而穩(wěn)步提升車輛行駛的安全性、經(jīng)濟性與舒適性；其次，路線設(shè)計工作是一種整體性較為顯著，并且技術(shù)含量較高的系統(tǒng)性工作，也會對道路的安全性與可靠性產(chǎn)生直接影響，設(shè)計人員需要根據(jù)安全、耐久、和諧的基本設(shè)計理念，遵循以人為本的基本原則，科學(xué)合理地應(yīng)用各類技術(shù)指標來提升路線設(shè)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(wù)質(zhì)量；最后，要保持平面線型與縱面線型的連續(xù)性，通過不同線型要素的應(yīng)用，防止線型指標出現(xiàn)大小變化、失衡等不良現(xiàn)象，確保線型能夠與地形景觀與周邊環(huán)境互相協(xié)調(diào)。除此之外，在進行平面、縱面線型設(shè)計的過程中，還要對以下幾點設(shè)計內(nèi)容進行深入考慮。

(1)視距。在道路路線設(shè)計過程中，應(yīng)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(nèi)所組成的三角區(qū)域不允許存在任何障礙物。

(2)直線長度。道路路線設(shè)計應(yīng)當根據(jù)設(shè)計速度與運行速度協(xié)調(diào)性存在差異路段，根據(jù)技術(shù)指標進行檢驗，并進一步分析公路的設(shè)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(yīng)當在設(shè)計速度的6倍左右，而反向圓曲線的最小直線長度則在設(shè)計速度的2倍左右。

(3)縱坡。在縱斷面設(shè)計過程中，縱坡屬于其中的關(guān)鍵控制指標，應(yīng)當對道路的通行能力、工程投資預(yù)算以及交通事故發(fā)生概率等多種內(nèi)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(shè)計能夠與地形之間緊密結(jié)合在一起，提升行車安全性，最小坡長就要根據(jù)設(shè)計車速行駛9～15 s的行程進行確定，而在平原地區(qū)可以適當放寬最大坡長。

3.3 道路路線的線型組合設(shè)計

路線設(shè)計中所采用的主要為立體線型設(shè)計方式，設(shè)計人員應(yīng)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(shè)計過程中需要重點關(guān)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(shè)計時應(yīng)當對當前地區(qū)內(nèi)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(gòu)建出公路運轉(zhuǎn)速度協(xié)調(diào)性、線型指標設(shè)計一致性等與安全性相關(guān)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(nèi)部選擇科學(xué)合理的技術(shù)手段來對路線進行設(shè)計；其次為平面直線與縱面凹形豎曲線之間的結(jié)合，在周邊地形環(huán)境的應(yīng)用過程中，還要進一步征求當?shù)卣块T與規(guī)劃部門的意見，確保路線、橋梁等構(gòu)造物能夠有效提升道路的安全性與穩(wěn)定性；最后為平曲線與豎曲線的結(jié)合。一般情況下，平面線型與縱面線型之間的有效結(jié)合能夠發(fā)揮出自身的優(yōu)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(shè)計的關(guān)鍵內(nèi)容，就在于要與道路所處地區(qū)的景觀有效結(jié)合在一起，以此來保證平縱組合可以得到更加靈活的應(yīng)用。

4 結(jié)語

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