美中兩國公路線性設(shè)計的特點分析

張詠梅 趙云龍

（竹林松大科技股份有限公司，河南 鄭州 450000）

一、公路線形設(shè)計的安全性

公路安全性設(shè)計首先是對設(shè)計的道路線形進(jìn)行安全性評價，指出存在安全性隱患的路段或線形組合，從而提出線形修改的依據(jù)，進(jìn)行線形設(shè)計的優(yōu)化。從公路設(shè)計角度，安全評價的內(nèi)容總體上可歸并為包括平、縱、橫的線形設(shè)計和包括凈空寬度、路側(cè)邊坡、排水設(shè)施、交通工程的路側(cè)設(shè)計等影響到行車安全的各種因素。美國在公路安全性方面的研究，主要集中在道路安全管理、幾何設(shè)計一致性與實際運行速度評估、駕駛員行為調(diào)查分析及數(shù)學(xué)模型與輔助工具等方面。對公路線形的安全性評價主要通過對擬建道路的運行車速預(yù)測來對道路的安全性進(jìn)行評價。目前，我國高速公路的安全運營狀況不容樂觀。交通事故率呈上升趨勢。導(dǎo)致交通事故的原因是多方面的，包括路況、氣候、駕駛員的因素等。但從道路線形設(shè)計而言，由于我國傳統(tǒng)的基于計算行車速度的路線設(shè)計方法，只是規(guī)定了滿足設(shè)計車速所要達(dá)到的平、縱線形指標(biāo)，這樣導(dǎo)致了各個彎道和縱坡都滿足設(shè)計規(guī)范要求，而線形組合起來不一定是合理的線形，在道路實際運營中，將導(dǎo)致車輛的運行速度與線形指標(biāo)脫節(jié)，形成交通事故的隱患。目前，美國及很多發(fā)達(dá)國家在公路路線設(shè)計中均廣泛采用運行車速進(jìn)行道路線形的均衡性、連續(xù)性、安全性的檢驗，并根據(jù)各國的情況提出了各自的評價標(biāo)準(zhǔn)。我國在參考國外經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)過研究，也提出了我國公路線形設(shè)計的評價標(biāo)準(zhǔn)。

二、公路線形設(shè)計的連續(xù)性

連續(xù)性對于公路設(shè)計是非常重要的。道路線形的連續(xù)性是路線設(shè)計的基本要求之一，連續(xù)的道路設(shè)計應(yīng)確保駕駛員能夠沿著路線以他們期望的速度行駛。我國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTJB01—2003)規(guī)定：“線形設(shè)計，應(yīng)考慮車輛行駛的安全舒適，駕駛員的視覺和心理反應(yīng)。引導(dǎo)駕駛員的視線保持線形的連續(xù)性?！薄豆仿肪€設(shè)計規(guī)范》(JTGD2O一2006)也指出：“等級較高的公路應(yīng)注重立體線形設(shè)計，使駕駛員在視覺上能保持線形的連續(xù)性，在心理上有舒適感和安全感并與沿線的環(huán)境、景觀相協(xié)調(diào)。”我國目前所使用的上述技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范中雖已提出線形連續(xù)性，但對連續(xù)性的標(biāo)準(zhǔn)并沒有明確提出。目前國內(nèi)外對于線形連續(xù)性的研究很多，主要分為：基于速度的研究，基于安全的研究，基于駕駛員操作難易的研究。其中基于速度的研究比較成熟，因為道路線形連續(xù)與否對車輛產(chǎn)生的影響首要表現(xiàn)在車速上。車速變化的大小也就代表著線形連續(xù)程度。事故率大小是對道路線形連續(xù)性的直接檢驗結(jié)果，事故率比較大的事故多發(fā)地點，也必然代表著其線形在此存在問題。因此，美國等國均采用運行速度評價線形設(shè)計的連續(xù)性。

三、公路線形設(shè)計的靈活性

公路設(shè)計靈活性思想最先由美國提出，美國聯(lián)邦公路局(FHWA)聯(lián)合美國各州公路與運輸官員協(xié)會(AASHTO)等相關(guān)機構(gòu)于1997年出版了《公路靈活性設(shè)計》，特別強調(diào)了線形的靈活性設(shè)計理念和方法。靈活性設(shè)計包含合理選用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、靈活運用設(shè)計指標(biāo)兩個層面的內(nèi)容。靈活性設(shè)計是有條件的，必須以保證安全為前提，嚴(yán)格按照現(xiàn)行組合的設(shè)計原則進(jìn)行設(shè)計就是保障安全的有力措施。即：設(shè)計靈活性就是“在充分掌握和理解現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范本質(zhì)的基礎(chǔ)上，在不降低安全性的前提下，通過合理選擇技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，靈活運用設(shè)計指標(biāo)，尋求達(dá)到更符合公路沿線可持續(xù)發(fā)展的需要和利益的目標(biāo)”。

實際上，每一個公路建設(shè)項目都具有特殊性(公路個性)，由于項目所在區(qū)域的地理位置、地形地貌、地質(zhì)條件、氣候氣象、社會環(huán)境、不同的文化傳統(tǒng)、風(fēng)俗習(xí)慣、審美觀特點以及公路使用者的需求、面臨的挑戰(zhàn)與機遇等均不盡相同，這些都構(gòu)成不同地區(qū)特有的公路景觀環(huán)境，公路靈活性設(shè)計所面臨的任務(wù)就是在運輸功能和安全與周圍自然和社會環(huán)境之間尋求協(xié)調(diào)與結(jié)合，其目的是針對不同公路、不同路段的不同特點給出切合實際的設(shè)計方案，強調(diào)的是公路的個性、環(huán)境的個性，因此設(shè)計靈活性也體現(xiàn)為公路的個性環(huán)境設(shè)計。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是公路設(shè)計的依據(jù)。美國公路幾何設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與政策一般由成立于1937年的規(guī)劃與設(shè)計政策委員會負(fù)責(zé)規(guī)定和推薦，而其制定和出版則通常由美國各州公路與運輸工作者協(xié)會(AASHTO)來完成。AASHTO出版的《公路與城市道路幾何設(shè)計政策》(俗稱綠皮書)通常被視為美國公路幾何設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，亦被國際上公認(rèn)為現(xiàn)代適用的公路設(shè)計專業(yè)著作。與我國公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同的是，綠皮書僅僅是一本設(shè)計指南，它實際上是提出了有關(guān)道路幾何設(shè)計的一系列指導(dǎo)方針，設(shè)計人員在使用這套指導(dǎo)方針時可以有一定的靈活性。該書在序言中就明確申明了此書的目的在于向設(shè)計人員提供指導(dǎo)方針，對關(guān)鍵尺寸設(shè)計給出了推薦的設(shè)計數(shù)值范圍。允許充分的靈活性是為了鼓勵針對具體情況做出合適的特殊設(shè)計方案。AASH—TO的《公路與城市道路幾何設(shè)計政策》對一些主要技術(shù)指標(biāo)推薦了一個參考值的范圍，允許各州根據(jù)各自的特點確定本州的公路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，而各州的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)取值一般都在AASHTO所提供的范圍之內(nèi)，但是也允許超出這個推薦范圍。如美國加州根據(jù)本州特點，高速公路最大車速采用了130km／h，超過了AASHTO所規(guī)定的最大設(shè)計車速。由于各州的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)均以綠皮書作為基本標(biāo)準(zhǔn)或參考標(biāo)準(zhǔn)，這就給設(shè)計者在本州的公路設(shè)計中有更大的靈活性和創(chuàng)造性。

而我國的公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)則規(guī)定，在地形條件和經(jīng)濟(jì)條件的允許下應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)較高的值，只在嚴(yán)重受限的情況下才采用極限值(但是不推薦)。因此，靈活性設(shè)計決不能單純地理解為對幾何規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的降低，而是在滿足道路安全性的前提下，靈活運用技術(shù)規(guī)范，盡量找出適應(yīng)自然經(jīng)濟(jì)合理的線形。這樣，公路建設(shè)才能與社會自然和諧地發(fā)展。關(guān)于路線的靈活性設(shè)計我國尚在研究探索中，未形成一套完整的設(shè)計方法。因此，美國的靈活性設(shè)計理念和方法對我國公路設(shè)計具有很好的借鑒意義。

總之，美國道路設(shè)計理論和體系更注重路線與地形、環(huán)境的配合和協(xié)調(diào)。在設(shè)計中充分強調(diào)路線的一致性和連續(xù)性，強調(diào)設(shè)計的靈活性。路線線形指標(biāo)充分考慮了地形、地貌條件，為了使道路與地形條件、景觀環(huán)境相協(xié)調(diào)，在滿足規(guī)范安全性的基礎(chǔ)上，不惜放寬線形設(shè)計指標(biāo)。另外，在設(shè)計中采用了汽車運行車速的理念，路線設(shè)計中追求各線形指標(biāo)的相互配合協(xié)調(diào)、高低指標(biāo)之間的過渡緩和、路線線形均衡，追求實際行駛車速相對平穩(wěn)等，這對降低工程造價、克服超速現(xiàn)象、減少交通事故、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和道路景觀及與環(huán)境的相互協(xié)調(diào)具有重要的意義。高速公路線形指標(biāo)的均衡性、一致性、線形的連續(xù)性、線形和環(huán)境景觀的協(xié)調(diào)性，以及線形設(shè)計的靈活性、安全性，作為現(xiàn)代公路設(shè)計的新理念已經(jīng)廣泛為國內(nèi)外公路研究和設(shè)計領(lǐng)域所認(rèn)同。而利用運行速度評價方法是通過運行車速檢查評價，使公路線形各要素的設(shè)計達(dá)到連續(xù)、均衡和協(xié)調(diào)。采用預(yù)測運行速度評價道路線形設(shè)計質(zhì)量，使得公路設(shè)計的上述要求由定性研究過渡到定量研究。運行速度預(yù)測已成為近年來國內(nèi)外設(shè)計領(lǐng)域研究和應(yīng)用的主要方法，借鑒國外先進(jìn)的設(shè)計理念和方法，對我國的公路設(shè)計水平的提高與科學(xué)發(fā)展具有重要意義。