基于交通安全的山區(qū)公路路線設(shè)計策略分析

王繼生

摘要 國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施，鄉(xiāng)村公路得以大力發(fā)展，公路建設(shè)環(huán)境更多山區(qū)化。影響公路交通安全因素較多，其中路線線形設(shè)計是關(guān)鍵。為有效提升山區(qū)公路交通安全性、舒適性和經(jīng)濟性，優(yōu)化山區(qū)公路路線設(shè)計尤為重要。鑒于此，文章針對山區(qū)公路路線設(shè)計策略展開綜合探究，分別從平面、縱坡、線形組合、視距等方面分析了對交通安全的影響，并提出了針對性的山區(qū)公路路線設(shè)計策略，以期能有效提升山區(qū)公路路線設(shè)計水平，保證山區(qū)公路建設(shè)及運營的安全。

關(guān)鍵詞 公路工程項目；山區(qū)公路；交通安全；路線設(shè)計

中圖分類號 U412.3文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）10-0189-03

0 引言

近年來，隨著國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施，鄉(xiāng)村公路得以大力發(fā)展，公路工程建設(shè)逐步延伸至山區(qū)等偏遠地帶，有效地推動了山區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，極大地方便了人們的交通出行。交通安全與群眾生活息息相關(guān)，因此，在公路設(shè)計中，在堅持全壽命周期理念的同時，更應(yīng)樹立安全至上的理念。但由于山區(qū)地形環(huán)境復(fù)雜，給山區(qū)公路路線設(shè)計帶來巨大挑戰(zhàn)。山區(qū)公路路線設(shè)計得合理性與否對公路建設(shè)質(zhì)量、安全、成本具有重要影響。具體路線設(shè)計時首當其沖地要充分考慮交通安全要素，從地形、地質(zhì)、線形等角度全面分析路線設(shè)計與交通安全之間的關(guān)系，以有效提升山區(qū)公路路線設(shè)計質(zhì)量，保證山區(qū)公路建設(shè)及運營的安全。

1 山區(qū)公路路線設(shè)計中的交通安全影響因素

山區(qū)公路路線設(shè)計前，應(yīng)深入了解道路線形設(shè)計與交通安全之間的關(guān)系，全面分析影響交通安全的相關(guān)因素，從而保證山區(qū)公路路線設(shè)計的合理性。具體情況如下：

1.1 平曲線對交通安全的影響

車輛在曲線路段運行速度過快會產(chǎn)生橫向離心力，若道路平曲線設(shè)計不合理，極易造成車輛失穩(wěn)，引發(fā)側(cè)翻等安全事故。平曲線設(shè)計最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)在于確定曲線半徑，應(yīng)根據(jù)車輛在平曲線路段運行實際情況，對平曲線半徑實施優(yōu)化，最大限度地保證車輛運行安全性、穩(wěn)定性和舒適性。當橫向力系數(shù)增大時，車輛運行穩(wěn)定系數(shù)顯著降低[1]。因此，設(shè)計人員應(yīng)按照車輛運行速度確定橫向力系數(shù)，從而科學(xué)確定各路段平曲線半徑。

1.2 縱坡對交通安全的影響

道路縱坡是影響交通安全的重要因素之一。車輛行至上坡路段，由于重力沿坡道分力作用，導(dǎo)致車輛動力損失，速度逐漸變慢，當縱坡越陡、越長時，車輛行駛速度下降越快，若車輛動力不足，則無法完成爬坡。此時，若駕駛?cè)藛T處置不當，勢必會造成車輛下滑。而當車輛位于下坡路段時，在重力分力作用下，速度顯著增大，若產(chǎn)生異常情況，車輛制動困難，極易產(chǎn)生失控風(fēng)險，引發(fā)交通安全事故。在山區(qū)公路中，長、陡坡是極其顯著的，優(yōu)化縱坡設(shè)計，合理運用技術(shù)指標對行車安全極其重要[2]。

1.3 線形組合設(shè)計對交通安全的影響

線形設(shè)計主要是指路線的平面設(shè)計和平縱設(shè)計，科學(xué)合理的線形組合能有效指引駕駛員視線，幫助駕駛員對前方路況做出準確判斷，有效避免交通安全事故的發(fā)生。而山區(qū)公路設(shè)計時，由于多方面因素的影響，通常存在多種不合理線形組合形式，具體如下：

（1）凸形豎曲線頂部與反向平曲線組合。山區(qū)公路線形組合設(shè)計中，若凸形豎曲線頂部與反向急彎平曲線主要部位重合時，會形成視距突變，造成駕駛員預(yù)判錯誤，引發(fā)交通安全事故。

（2）長直線與陡坡組合。車輛在長直線路段通常運行速度較快，較短時間內(nèi)車輛減速困難，若采用長直線與陡坡組合設(shè)計，會造成車輛行駛速度持續(xù)增大，極易導(dǎo)致交通安全事故。

（3）長直線平面與縱面凹形豎曲線組合。該組合形式通常以凹形豎曲線為基準，其前方為下坡路段，后方為上坡路段，由于車輛在長直線路段一直處于高速運行狀態(tài)，前方道路視野比較開闊，極易形成視覺偏差，對前方路況造成誤判，增大交通安全風(fēng)險。

（4）長直線陡坡與最小半徑曲線組合。長直線下陡坡路段通常車輛運行速度較快，駕駛?cè)藛T對前方路況不明確，主要依靠經(jīng)驗對前方路況實施判定，存在較大不確定性。若前方出現(xiàn)急彎，盡管能夠迅速作出制動反應(yīng)，但由于車速較快，達不到預(yù)期效果，造成車輛轉(zhuǎn)彎時發(fā)生側(cè)翻等事故，特別是在路面濕滑、超高橫坡不足的情形下，交通事故發(fā)生率更高[3]。

在工作實踐中，路線線形技術(shù)指標的連續(xù)、均衡和協(xié)調(diào)性，對運行速度的驗算結(jié)果直接影響，連續(xù)、均衡的技術(shù)指標，驗算結(jié)果越優(yōu)，反之則差。以此，優(yōu)化路線線形組合設(shè)計對交通安全具有重要意義。

1.4 行車視距對行車安全的影響

行車視距是公路線形設(shè)計重點考慮要素，對交通安全具有重要影響。行車視距包含停車視距、會車視距及超車視距等多種形式。若視距設(shè)計不合理，會形成視覺盲區(qū)，導(dǎo)致駕駛?cè)藛T不能及時了解前方路況，無法作出準確判斷，增加交通安全風(fēng)險。此種情況主要出現(xiàn)在平曲線暗彎及反向曲線拐點處。

山區(qū)公路路線設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮各方面因素，確保道路具有良好的行車視距，以有效提升行車安全性和舒適性。根據(jù)《公路工程路線設(shè)計規(guī)范》（JTGD20—2017）中關(guān)于行車視距的相關(guān)標準，線路設(shè)計應(yīng)最大限度地保證識別視距要求。對于行車視距不良部位，通常可采用改變道路平縱面指標進行適當調(diào)整。但實際設(shè)計時，山區(qū)公路因地形條件限制，其調(diào)整線形指標難度較大，通常采用擴寬路側(cè)凈區(qū)處理[4]。

2 山區(qū)公路路線設(shè)計策略

2.1 合理選取公路等級及運用技術(shù)指標

在《公路工程技術(shù)標準》（JTG B01—2014）和《公路工程路線設(shè)計規(guī)范》（JTGD20—2017）的相關(guān)規(guī)定中，公路的等級與公路的功能、服務(wù)水平、通行能力相關(guān)，公路等級的差異與公路交通安全無直接關(guān)系，而汽車在運行中，往往速度越快，發(fā)生交通安全事故越嚴重。在《公路項目安全性評價規(guī)范》（JTG B05—2015）中，把公路沿線地形條件、交通組成、路線的急彎、陡坡、連續(xù)上坡、長陡下坡、路側(cè)環(huán)境、構(gòu)造物、交叉口、橫向干擾等列為評價內(nèi)容，尤其是對路線線形的協(xié)調(diào)性作了重要指標規(guī)定。由此可見，合理運用技術(shù)指標，縮小相鄰路段指標差異，提高相鄰路段線形的協(xié)調(diào)性和運行速度的協(xié)調(diào)性，對公路運行的安全性、舒適性意義重大[5]。

某公路根據(jù)地形、地質(zhì)條件進行路線等級和技術(shù)指標的運用論證分析，如藍線采用部標二級公路的標準，紅線采用省標二級公路標準。

從圖1可以看出，黑線路線長度800 m，線形相對較好，由于路線切割地形突出，跨越?jīng)_溝處產(chǎn)生了4座中橋，局部對山脊切割后，挖方邊坡較高，工程規(guī)模大，投資高，風(fēng)險大；紅線路線長度920 m，較藍線長120 m，因路線平面技術(shù)指標略有降低，可順地形布線，沖溝處采用路基方式通過，設(shè)置一般的路肩墻即可，工程規(guī)模較藍線大幅度減小，節(jié)省投資，路線基本采用曲線連接，利于行車的勻速性，路線對山體切割相對較小，可減少地質(zhì)安全隱患的風(fēng)險。因此，在山區(qū)公路設(shè)計中，公路等級與技術(shù)指標的運用，對項目投資、施工期及后期運營的安全隱患具有重要意思。

2.2 平面線形設(shè)計

2.2.1 地質(zhì)選線與地形選線充分結(jié)合

道路路線設(shè)計時，首先是確定路線走廊帶。路線走廊帶通常根據(jù)沿線控制點確定的。為確保路線方案的合理性、經(jīng)濟性和安全性，決定控制點間的路線走向的主要因素是沿線地形和地質(zhì)條件，順應(yīng)地形的線形可以提高路線的經(jīng)濟性，良好的地質(zhì)條件可以為路線的安全性保駕護航。

山區(qū)公路由于地形復(fù)雜，可按以下流程開展選線工作，落實地形和地質(zhì)相結(jié)合的合選線理念。①根據(jù)路線起終點，在大比例地形圖上確定中間控制點，結(jié)合地形初擬路線廊道。②依據(jù)初擬的路線開展實地勘察，對可布設(shè)路線地形、地質(zhì)條件及環(huán)境狀況進行全面分析，了解線路沿線可能出現(xiàn)的各種地質(zhì)災(zāi)害，并識別存在的潛在風(fēng)險，制定切實可行的解決措施，從而確定合理的路線方案，保證路線設(shè)計得合理、經(jīng)濟、安全。

2.2.2 靈活運用平面要素

路線平面由直線、緩和曲線和圓曲線三個基本要素組成。在滿足相關(guān)規(guī)范要求前提下，山區(qū)公路平面線形應(yīng)與周邊地形相協(xié)調(diào)，盡可能地將其設(shè)計為與自然地形相適應(yīng)的曲線線形，盡量不用長直線切割山體和溝谷，避免產(chǎn)生高填深挖路基，減小工程規(guī)模和對生態(tài)環(huán)境造成嚴重破壞，降低工程建設(shè)成本。

2.2.3 橋梁、隧道等與平面線形相協(xié)調(diào)

受地形條件的影響，山區(qū)公路將產(chǎn)生不同規(guī)模的橋梁和隧道，平面線形設(shè)計時，應(yīng)全面考慮橋梁、隧道等各種設(shè)施布置情況，盡可能地將橋梁和隧道設(shè)置于直線路段上，若因特殊狀況設(shè)置于曲線路段時，應(yīng)充分考慮曲線加寬、超高對結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響，降低結(jié)構(gòu)設(shè)計難度和風(fēng)險，確保橋梁、隧道與路線相協(xié)調(diào)、連續(xù)、流暢，確保實現(xiàn)誘導(dǎo)良好，提高行車安全。

2.3 縱面線形設(shè)計

為防止因縱面線形設(shè)計缺陷影響山區(qū)公路線形設(shè)計整體質(zhì)量，應(yīng)科學(xué)控制以下幾個方面：

（1）縱斷面設(shè)計應(yīng)靈活，減少高填深挖路基，避免高邊坡安全隱患。

（2）嚴格控制山區(qū)公路連續(xù)下坡長度，防止長下坡車輛運行時剎車失靈，威脅車輛行駛安全。

（3）對于重載交通路段，盡量減少極限坡比及坡長，避免重載汽車爬坡動力不足產(chǎn)生交通安全事故。

（4）當縱坡坡度較小時，在降雨等不良天氣條件下，極易形成路面積水，影響交通安全，因此對于雨水豐富路段，縱面設(shè)計應(yīng)避免小縱坡的采用。

（5）凸形豎曲線半徑過小，車輛運行時駕駛員視野受限，無法準確判斷前方路況，當縱面產(chǎn)生斷背曲線時，嚴重威脅交通安全。因此，縱斷面設(shè)計時應(yīng)加強視距檢驗，保證駕駛?cè)藛T及時、準確地對前方路況進行預(yù)判，提高車輛行駛的安全性和高效性。

2.4 橫斷面設(shè)計

2.4.1 靈活選用斷面形式

路基設(shè)計應(yīng)合理控制挖填方數(shù)量，實現(xiàn)挖填平衡，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，節(jié)約土地資源。山區(qū)公路建設(shè)普遍存在挖方量大的情況，對生態(tài)環(huán)境影響較大，極易引發(fā)自然災(zāi)害。線路設(shè)計時應(yīng)嚴格按照公路設(shè)計新型理念及基本原則，結(jié)合沿線的地形、地質(zhì)、環(huán)境等條件，合理設(shè)計道路橫斷面，對于地形較為平坦的地段可采用填方邊坡路基，減少路基防護工程和消化廢方；對于橫坡陡峻地段，宜采用擋土墻和樁板墻等支擋方式，確保路基穩(wěn)定和減少占地。

基于地形條件限制，山區(qū)公路通常出現(xiàn)急彎、陡坡、視線不良等多種不利交通安全因素于一體的路段，路線設(shè)計應(yīng)加強視距檢驗，對不滿足要求的路段，橫斷面設(shè)計時可通過切除視距臺、放緩邊坡坡比、拆除曲線內(nèi)側(cè)障礙物等措施，以滿足行車視距要求。

從圖2可以看出，切除視距臺前后的視距范圍差異較大，因此，在地形條件和路線平面受限時，可通過切除急彎路段的內(nèi)側(cè)邊坡設(shè)置視距臺的措施，以達到改善行車視距目的。

2.4.2 控制填挖高度

部分山區(qū)公路途經(jīng)區(qū)域地形較為復(fù)雜，安全隱患較大。線路設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮填挖施工對周邊環(huán)境造成的不良影響，盡量減小挖填方量，保證設(shè)計合理性。對于地形較為復(fù)雜的地段，應(yīng)通過詳細勘察、科學(xué)分析和嚴謹計算，采用合理的工程措施，防止邊坡滑坡、崩塌、路基變形、沉降等病害發(fā)生。

3 結(jié)語

綜上所述，山區(qū)公路路線設(shè)計質(zhì)量直接決定道路交通安全，對保證人們的出行安全具有重要作用。山區(qū)公路設(shè)計時應(yīng)綜合考慮各方面因素影響，根據(jù)公路新型設(shè)計理念，深入了解道路線形設(shè)計與交通安全之間的關(guān)系，全面分析影響交通安全的相關(guān)因素，合理選用技術(shù)指標，優(yōu)化公路平、縱線形和橫斷面設(shè)計，保證山區(qū)公路線形設(shè)計的合理性，確保交通安全。

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