公路路線設(shè)計(jì)中的交通安全影響因素研究

謝志惠,肖學(xué)良

（1.上饒市弋陽公路事業(yè)發(fā)展中心,江西 上饒 334000; 2.江西省交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司,江西 南昌 330000）

0 引言

近年來，公路建設(shè)逐漸增多，建設(shè)范圍也逐漸擴(kuò)大，對(duì)公路安全性也提出了更高的要求。公路建設(shè)環(huán)節(jié)，公路安全性與公路路線設(shè)計(jì)息息相關(guān)，需要加大對(duì)公路線路設(shè)計(jì)的關(guān)注力度，將其作為一項(xiàng)主要工作，結(jié)合工程實(shí)際情況，制定出科學(xué)、合理的路線設(shè)計(jì)方案，提升公路建設(shè)質(zhì)量的同時(shí)，減少交通事故的發(fā)生，助力我國交通事業(yè)不斷向前發(fā)展。

1 公路建設(shè)中路線設(shè)計(jì)的意義

進(jìn)行公路線路設(shè)計(jì)時(shí)，在設(shè)計(jì)內(nèi)容上不僅要明確各種構(gòu)造物的所在位置，還包含安全設(shè)施設(shè)計(jì)、幾何線性設(shè)計(jì)與路面設(shè)計(jì)等[1]。其中，幾何線型設(shè)計(jì)與線路運(yùn)營安全性息息相關(guān)，實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，會(huì)通過選線的方式，對(duì)公路路線走向進(jìn)行設(shè)計(jì)。并且，將此作為基礎(chǔ)，明確公路路線幾何線形。當(dāng)前，我國公路路線設(shè)計(jì)工作仍選擇以往的方式，將重點(diǎn)放在路線橫斷面、縱面以及平面設(shè)計(jì)上，對(duì)于高等級(jí)公路而言，這種方式過于局限，應(yīng)結(jié)合車速及實(shí)際交通量等進(jìn)行公路線路設(shè)計(jì)，以滿足公路建設(shè)以及實(shí)際運(yùn)營需求?，F(xiàn)如今，我國企業(yè)與交通運(yùn)輸業(yè)處于快速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，交通量逐漸增多，車輛行駛速度也不斷加快，導(dǎo)致交通事故頻發(fā)。因此，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，利用先進(jìn)的技術(shù)理論，做好公路線路設(shè)計(jì)工作，降低交通安全影響因素的不良影響，保證公路建設(shè)質(zhì)量。

2 公路路線設(shè)計(jì)中的交通安全影響因素

第一，人為因素。車輛駕駛?cè)藛T因素與公路施工人員因素，均屬于影響交通安全的人為因素。其中，車輛駕駛?cè)藛T因素指的是：車輛駕駛過程中，駕駛?cè)藛T沒有按照駕駛規(guī)定駕駛[2]。施工人員因素指的是：公路施工環(huán)節(jié)，施工人員由于技術(shù)水平與能力不足，沒有嚴(yán)格根據(jù)施工要求進(jìn)行施工，導(dǎo)致公路項(xiàng)目質(zhì)量不滿足實(shí)際要求，在公路實(shí)際使用中出現(xiàn)了安全事故。第二，公路設(shè)計(jì)中，自然因素也是影響交通安全的一個(gè)主要因素，自然因素指的是：受到施工環(huán)境以及自然地理環(huán)境影響，增大了駕駛?cè)藛T的出行難度，從而引發(fā)相應(yīng)的交通事故。此外，不良的地理環(huán)境下，會(huì)增加公路施工難度，出現(xiàn)道路改線問題，對(duì)正常出行造成影響。

3 公路建設(shè)中公路路線設(shè)計(jì)策略

3.1 項(xiàng)目概述

3.1.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

都昌至九江高速公路屬于江西省2020 高速公路規(guī)劃中的重要高速公路。該項(xiàng)目與濟(jì)廣景鷹段、杭瑞高速景婺黃段、永修至武寧高速等高速可形成橫貫江西北部東西方向的又一條快速通道。里程樁號(hào)為K24+520～K33+700，里程長(zhǎng)9.180 km，設(shè)計(jì)速度為100 km/h；路幅寬度為24.5 m，雙向四車道；路面采用瀝青混凝土路面，設(shè)計(jì)年限15 年，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100KN；橋涵設(shè)計(jì)荷載為公路－Ⅰ級(jí)（支線橋涵為公路－Ⅱ級(jí)，人群3.0 kN/m2）；設(shè)計(jì)洪水頻率特大橋?yàn)?/300，其他為1/100；橋梁斷面：橋梁寬度與路基同寬。公路建設(shè)過程中，在公路線路設(shè)計(jì)上，應(yīng)充分考慮交通安全問題，進(jìn)行路線優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.1.2 項(xiàng)目路線設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)（表1）

表1 都九高速公路都昌至星子段新建工程路線平、縱指標(biāo)表

3.2 合理選線

第一，公路選線過程中須與環(huán)境相協(xié)調(diào)。該項(xiàng)目地勢(shì)上由東往西逐漸傾斜，路線區(qū)地面高程在12～90 m 不等。選線環(huán)節(jié)與九景高速平原微丘相結(jié)合，進(jìn)行都昌縣多寶鄉(xiāng)、廬山市蓼花鎮(zhèn)等濱湖路段生態(tài)敏感點(diǎn)避讓線位選擇，結(jié)合跨鄱陽湖老爺廟（中國百慕大）重點(diǎn)路段，進(jìn)行線位的調(diào)整優(yōu)化。公路建設(shè)環(huán)節(jié)重點(diǎn)考慮周圍環(huán)境，道路線形與周圍環(huán)境要具備良好的協(xié)調(diào)性與土地面積的合理利用。因此路線路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)土地利用問題加以考慮，以最少的土地面積，確定出最為合理的路線。第二，公路路線設(shè)計(jì)與建設(shè)環(huán)節(jié)還面臨外部環(huán)境影響，設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合工程區(qū)域地理環(huán)境影響因素，對(duì)路線設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，確保公路建設(shè)質(zhì)量。

3.3 綜合比選設(shè)計(jì)方案

第一，公路路線設(shè)計(jì)過程中，保證線路位置的安全性，重視整體防災(zāi)，選擇安全的結(jié)構(gòu)與走廊。該工程中，重點(diǎn)考慮鄱陽湖水文特性、水下地形和水位運(yùn)行規(guī)律，對(duì)千年一遇水位影響進(jìn)行評(píng)估，綜合考慮通航條件和橋梁抗風(fēng)抗震的模擬調(diào)整，重點(diǎn)強(qiáng)化鄱陽湖周邊類風(fēng)積沙特殊地質(zhì)安全的平縱和防護(hù)安全設(shè)計(jì)。對(duì)于高強(qiáng)度區(qū)域，盡可能降低橋梁高度，避免出現(xiàn)較多的淺隧道以及部分壓力區(qū)。第二，綜合比選設(shè)計(jì)方案，包括結(jié)構(gòu)形式、排水結(jié)構(gòu)形式、工間互換位置等比較，應(yīng)用新工藝、新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)定型以及標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。第三，重視公路路線超高設(shè)置[3]。路線設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)關(guān)注向心力問題，保證行駛車輛具備良好的離心力。新公路線路設(shè)計(jì)規(guī)范中，并未明確出處于不同半徑時(shí)超高設(shè)置的坡率，因此進(jìn)行超高值設(shè)計(jì)過程中，須對(duì)各種因素做出考慮，如自然條件、行駛速度以及汽車組成比例等。結(jié)合通行車輛比例大小確定超高值，對(duì)于小客車，結(jié)合小客車的運(yùn)行速度，設(shè)置出較大的超高值，對(duì)于貨車，根據(jù)其運(yùn)行速度，將超高適當(dāng)減小。設(shè)計(jì)超高值時(shí)，將行駛安全放在首位，充分考慮汽車的運(yùn)行速度，針對(duì)個(gè)別路段實(shí)施超高加強(qiáng)設(shè)計(jì)。

3.4 路線平面設(shè)計(jì)

公路路線平面設(shè)計(jì)過程中遵循以下設(shè)計(jì)原則，即整體協(xié)調(diào)原則、能直則直原則、直圓配合原則以及能曲則曲原則，對(duì)原有路線進(jìn)行充分利用。平面設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)對(duì)路段標(biāo)準(zhǔn)以及使用性能進(jìn)行充分考慮，設(shè)計(jì)方案及內(nèi)容與該路段地形及地物相適應(yīng)[4]。路線設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，不可出現(xiàn)線性突變情況，保證線路具備良好的均衡性以及連續(xù)性。選用技術(shù)指標(biāo)時(shí)，線形不同技術(shù)指標(biāo)也存在較大不同，選定直線技術(shù)指標(biāo)時(shí)，并不具備相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，通常情況下同向曲線間，最小的直線長(zhǎng)度應(yīng)高于行車速度的六倍。反向曲線間，最小直線長(zhǎng)度應(yīng)高于行車速度的兩倍。在圓曲線技術(shù)指標(biāo)選取上，具體針對(duì)最大半徑以及最小半徑圓曲線。為實(shí)現(xiàn)原公路的最大化使用，通常會(huì)設(shè)計(jì)相對(duì)較小的半徑，不可隨意確定最小值，若最小值過小，會(huì)導(dǎo)致車輛橫向加速度嚴(yán)重高于半徑值。最大半徑值通常為≤10 000 m。跨鄱陽湖特大橋主線平面最長(zhǎng)直線設(shè)計(jì)為2 862.545 m，大曲線為8 000 m，最小平曲線為1 300 m；都昌東互通連接線平面最長(zhǎng)直線設(shè)計(jì)為1 232.2 m，大曲線為3 500 m，最小平曲線為400 m，均符合上述設(shè)計(jì)原則。

3.5 縱斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)

縱斷面線形優(yōu)化設(shè)計(jì)需符合某些標(biāo)高控制約束要求，盡可能減少工程費(fèi)用，保證行車舒適度[5]。根據(jù)《公路路線規(guī)范》（JTG D20—2006）要求，設(shè)計(jì)速度為100 km/h 時(shí)互通范圍內(nèi)縱斷面要求不大于2%。經(jīng)項(xiàng)目組組織評(píng)審，綜合規(guī)范指標(biāo)的意圖，考慮拉低九景高速縱斷面會(huì)在施工期間對(duì)九景高速正常運(yùn)行帶來極大影響，同時(shí)改造九景高速也會(huì)使得該互通改造工程成為整個(gè)項(xiàng)目的制約工程。綜合以上因素及九景高速縱斷面特征，考慮將互通的兩個(gè)入口匝道的合流點(diǎn)放在2.7%和-2.9%組成的凸曲線（半徑10 285 m）頂部附近，出口匝道的分流點(diǎn)放在兩處縱坡的較緩位置，同時(shí)滿足加速車道下坡、減速車道上坡的有利組合，確定該樞紐互通的方案。對(duì)于橫向排水不暢的路段，進(jìn)行縱坡設(shè)計(jì)時(shí)，滿足排水要求。設(shè)計(jì)縱斷面線形時(shí)，保證坡長(zhǎng)的適宜性，縱坡過短時(shí)，連續(xù)的短坡會(huì)影響到整體線形美感，行駛過程中，也會(huì)出現(xiàn)顛簸情況，車速越高，顛簸越明顯。對(duì)于豎曲線半徑而言，其大小需要與平曲線半徑具備較好的均衡性，當(dāng)大半徑平曲線與小半徑豎曲線配合時(shí)，會(huì)對(duì)立體線形連續(xù)性造成破壞。除此之外，還應(yīng)在滿足線形設(shè)計(jì)要求下，避免豎曲線半徑過大，以免出現(xiàn)縱斷面排水不暢情況。

3.6 平縱組合設(shè)計(jì)

項(xiàng)目路線沿線村莊密集，路網(wǎng)較發(fā)達(dá)，路線交叉的主要道路有星子的K8+300 蔡嶺到星子的公路S210、K18+500 新妙至徐埠的公路、K23+800 左里至星子的公路Y628、K28+500 多寶至星子的北多公路X250，星子縣的K43+200 蓼南至蓼花的公路X241、寥溫公路X242，很容易造成公路交通事故。設(shè)計(jì)公路平縱線形時(shí)，若將長(zhǎng)實(shí)線與陡坡組合，或者與小半徑短豎曲線組合，均會(huì)影響到車輛行駛安全，導(dǎo)致事故發(fā)生[6]。設(shè)計(jì)過程中須防止較長(zhǎng)平曲線中出現(xiàn)較多的短豎曲線，避免短平曲線與短豎曲線組合。平縱線形組合設(shè)計(jì)時(shí)遵循相應(yīng)設(shè)計(jì)原則：第一，視覺上保證線形具備良好的連續(xù)性，可以自然引導(dǎo)駕駛員視線；第二，平、縱線形設(shè)計(jì)時(shí)，保證其滿足技術(shù)規(guī)范中的要求，保證線形的正確性；第三，科學(xué)選擇合成坡度，有利于路面排水。平豎曲線組合設(shè)計(jì)時(shí)，凸形豎曲線的頂部，不可與反向平曲線拐點(diǎn)重合，凹形豎曲線底部，不可與反向平曲線的拐點(diǎn)重合。實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，一個(gè)平曲線中不可存在較多連續(xù)的凹、凸豎曲線，以免出現(xiàn)“暗凹”以及“跳躍”等不良情況。將較小半徑豎、平曲線分開?？v面線形設(shè)計(jì)與平面線形設(shè)計(jì)良好結(jié)合，通過這樣的方式，準(zhǔn)確確定出公路工程的空間位置，防止交通事故的發(fā)生。

3.7 公路交通安全標(biāo)志設(shè)計(jì)

公路路線設(shè)計(jì)過程中重視公路路標(biāo)設(shè)計(jì)，發(fā)揮路標(biāo)的安全指示功能。尤其是特殊路標(biāo)，對(duì)駕駛?cè)藛T起到良好的警示作用，避免交通事故的出現(xiàn)。第一，我國交通主管部門對(duì)交通標(biāo)志牌有著相關(guān)規(guī)定，其材質(zhì)為鋼制材料，這種材料具備較好的抗壓以及防撞性能。實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，通過試驗(yàn)分析的方式對(duì)材料負(fù)載水平進(jìn)行詳細(xì)了解，根據(jù)公路車流量，做出科學(xué)設(shè)計(jì)[7]，標(biāo)志牌下端用混凝土固定，上端用鋼筋混凝土加以固定，保證交通牌的牢固性。具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，對(duì)風(fēng)力要素進(jìn)行關(guān)注，如交通標(biāo)志牌與地面距離約為12 m，風(fēng)向垂直作用于標(biāo)志牌時(shí)，會(huì)存在最大的壓力值，此時(shí)風(fēng)力對(duì)標(biāo)志牌會(huì)產(chǎn)生最大的負(fù)面影響，因此風(fēng)載設(shè)計(jì)風(fēng)速在標(biāo)志牌周邊空間10 m的區(qū)域，風(fēng)的速度低于229 m/s。對(duì)標(biāo)志牌負(fù)載水平進(jìn)行重點(diǎn)考慮，如果選擇的鋼制材料未能符合負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)要求，會(huì)大大降低標(biāo)志的安全水平，要確保其負(fù)載水平的合理性；標(biāo)識(shí)牌選擇具備逆反射功能的材料，確保夜間行車安全性，當(dāng)燈光照射在標(biāo)志牌上時(shí)，駕駛?cè)藛T可以清晰地看到標(biāo)志牌中的信息，避免交通風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生。相關(guān)研究表示，逆反射和視距存在正相關(guān)，逆反射數(shù)據(jù)越大時(shí)，駕駛員視距則越寬泛，則會(huì)具備更高的安全水平。主線及互通立交的所有標(biāo)線及標(biāo)記均采用熱熔反光材料，并摻有玻璃珠，其材料及配比應(yīng)符合《路面標(biāo)線涂料》的規(guī)定，縱向和橫向連續(xù)設(shè)置的交通標(biāo)線每隔15 m 設(shè)置排水孔。為了提高標(biāo)線的夜間視認(rèn)性，全路段通設(shè)反光路鈕，除互通立交雙向匝道的雙實(shí)線之間布設(shè)雙面反光突起路紐外，其他均采用單面反光，反光顏色均為白色。路鈕的設(shè)置間距為：主線15 m，匝道8 m。

4 結(jié)束語

綜上所述，公路路線設(shè)計(jì)存在較多影響交通安全的因素，如人為因素以及自然因素等。為保證公路路線質(zhì)量，確保交通安全，應(yīng)全面分析各項(xiàng)客觀因素，結(jié)合公路建設(shè)要求，進(jìn)行公路路線的合理設(shè)計(jì)。具體可從合理選線、綜合比選設(shè)計(jì)方案、路線平面設(shè)計(jì)、縱斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)、平縱組合設(shè)計(jì)、公路路標(biāo)設(shè)計(jì)入手，以此進(jìn)一步提升公路建設(shè)質(zhì)量與安全性，促進(jìn)我國公路建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。