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摘要：在经济高速发展的今天，随着社会进步，我国城市道路事业也得到了极大的发展空间。交通运输既是经济发展的大动脉又关系到每个人的实际生活利益，交通安全问题既制约着经济可持续发展又关乎每一个人的生命安全。因此必须重视道路线形设计的研究，学科设计规避风险，减少交通事故，保证道路安全。文章就道路线形设计与道路安全问题关系展开讨论。
关键词：城市道路；线形设计；道路安全问题
一、道路线形设计与道路安全问题关系
道路线形最终以平面线形与纵横面线形组合成的三维立体线形呈现在驾驶员的眼前，驾驶员根据看到的立体线形确定行驶路线和行驶速度。因此，道路的线形设计必须满足驾驶动力学和心理学要求，方便驾驶员道路判断，保证驾驶员驾驶连贯性，提高驾驶舒适度。道路线形设计不合理极易引起交通事故。
道路线形设计的不合理主要表现在几何要素运用的不合理和不良的线形组合。道路线形设计中，直线路段过长容易引起驾驶员视觉疲劳，分散其注意力，遇到突发情况反应迟钝而造成交通事故，同时直线路段驾驶速度较快，过长的直线道路设计使驾驶员长时间高速行驶易引发安全事故（图1）
平曲线设计，即实际道路中的水平弯道。道路交通事故研究报告显示，曲线半径越大事故率越低；曲率越高，汽车行驶过程中，驾驶员的视觉盲区越大，事故发生率越高，尤其是曲率达到10以上时，事故发生率将急剧增加。道路的凸形竖曲线半径越小，驾驶员的视野也随之越来越小，车辆前方状况也越难把握，发生碰撞的机会也越大。
坡道是交通事故高发区。调查显示，不同地形区发生于坡道的交通事故占交通事故比例有明显差别，平原比例为17%，丘陵地区为18%，山区则明显上升为25%。而究其原因，主要是纵坡度的差异，山区地势崎岖，地形复杂，纵坡度较大，对驾驶员技术要求更高。坡道行驶中，下坡时驾驶员采用熄火滑行的方式驾驶使得车辆下滑速度过快，制动距离加大，遇到突发情况不能及时停车引发交通事故，这种情况大约占坡道交通事故的24%。在坡道驾驶中，另外一种不良驾驶习惯——过于频繁使用制动器，致使热衰退的产生，影响制动器的刹车性能，不能及时停车造成的交通事故占坡道交通事故的40%。同时，上坡行驶也容易发生交通事故，发生在上坡途中的交通事故比例约占坡道交通事故的36%。上坡行驶中，坡度越大，车辆后退下滑的可能性越大，一旦失控极易发生碰撞，造成严重的交通事故。
道路设计的线形组合不合理也是引发交通事故的重要原因。线形骤变如长直线后接急转弯不利于驾驶员及时判断，尤其是大于1公里的长下坡后接小半径曲线的危险倾向设计会使行驶车辆以下坡产生的不自觉的高速度急速冲入急转弯道，导致车辆侧滑、侧翻或者与前方车辆相撞。连续的高填方路段，驾驶员在缺乏良好视线引导的情况下很容易驶出车道中心线，甚至冲出路面引发车祸。由短直线串联两个圆曲线构成的断背曲线往往误导驾驶员使之采取错误的操作，酿成车祸。直线路段上出现凹形纵断面，驾驶员在行车过程中，从下坡看上坡容易产生错觉，夸大上坡的坡度，造成错误的加速行驶；同时在下坡的途中看上坡路段会使驾驶员分心，不自觉忘记其行驶路段是下坡造成严重安全隐患。
二、道路线形设计目前存在问题
我国道路线形设计目前存在的问题主要是设计理论的落后和设计缺乏灵活性。
（一）道路线形设计理论落后。我国道路交通发展相对滞后，因此在线形设计理论和方法上落后于美国、加拿大等交通设计先进的国家。主要表现是，我国道路线形设计采用的指标体系以设计车速为基础；而美国等国家以运行车速理论为基础。两者看似差别不大，单实际代表的道路设计理念却存在着巨大的高低之别。设计车速不能有效约束车辆的实际行车速度；运行车速理论在对经过数学统计后得到的车辆实际运行速度进行研究后，设计出更加符合车辆实际运行情况的道路线形设计方案，具有更高的安全性和指导意义。
（二）道路线形设计缺乏灵活性。我国的道路设计部门在道路设计中往往存在教条主义，不从实际出发，考虑道路修建地的实际地形，硬套道路设计规范，缺乏设计的灵活性，造成按照规范合格的线形设计修建的道路却存在设计上的缺陷引发频繁的交通事故的怪现象。同时，道路线形设计缺乏灵活性不能满足当地需求而引起的整改，交通事故造成的维修等费用造成严重的浪费，使整个道路线形设计的经济效益不高。
三、道路线形设计对交通安全的影响
（一）平面线形
道路平面线形是由直线、圆曲线及缓和曲线三要素组成。道路的平面线形设计，是根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求，合理确定平面线形三要素的几何参数，保持线形的连续性和均衡性。（1）直线在道路平面线形设计中使用频率最高，具有距离最短、方向明确、视觉效果好、驾驶员易于操作以及易于施工的优点。一般情况下，直线过长和过短极易造成交通事故的发生。直线过长会使驾驶员放松警惕，给驾驶员造成一种视觉条件好，便于超车及加速行驶。高速行驶的情况下，驾驶员的动视力会随着车速升高而下降，视野范围也会变窄。（2）平曲线是由圆曲线和缓和曲线组成的，通过对大量的交通事故数据分析，结果显示平曲线设计是否合理对道路安全系数影响较大。且发现发生在平曲线上的交通事故率是直线的1.5～4倍，事故程度也比较严重。（3）缓和曲线是指连接直线和曲线、不同半径曲线之间的渐变线段，是一种曲率不断变化的曲线。缓和曲线的曲率半径和长度决定了驾驶员转动方向盘的快慢程度，对行车的舒适性和安全性有至关重要的作用。按照我国《标准》规定一般采用回旋线作为缓和曲线。
（二）纵断面
纵断面是由道路沿中心线切剖后展开所得到的断面，道路纵断面是由坡度、坡长以及竖曲线半径三要素组成的。纵断面的线形三要素对交通安全有较大的影响，由于道路原因造成的交通事故当中相当一部分是与道路的纵断面设计有关。
（1）坡度通过对交通事故案例分析，发现在平原、丘陵及山区道路上，因坡度原因造成的交通事故分别占7%、18%和25%。因此，国内外研究学者一致认为，道路的纵坡是影响道路交通安全的重要因素，而且随着坡度的增加，交通事故率也会逐渐增加，如图2示。
（2）坡长对交通安全的影响是通过坡度间接的表现出来的，坡长的长短会对坡度对交通安全的影响作用进行放大或者缩小。坡度越大，坡长越长，交通事故发生率就会增加。
（3）竖曲线半径，竖曲线是为满足行车平顺、舒适及视距的需要，在道路纵坡的变坡处设置的竖向曲线。由于变坡点相邻两直线纵坡不同，竖曲线可以分为凹形竖曲线和凸形竖曲线。在凸形竖曲线的顶点和凹形竖曲线的坡底也是交通事故极易发生的地点。竖曲线对交通安全的影响主要通过两个方面来体现：对视距的影响和缓和冲击。凸形竖曲线半径过小时就会形成盲区，导致交通事故的发生；凹形竖曲线在白天情况下影响不大，但是夜晚由于视线受阻会造成交通事故的发生。竖曲线对缓和冲击方面的影响主要体现于，汽车在小半径的竖曲线上行驶时，由于受到竖向离心力的作用，会使驾驶员产生超重或者失重的感觉，极易造成驾驶员失控。
（三）横断面
道路横断面线形要素主要由横坡度、路面宽度、路肩宽度和结构等组成。虽然道路横断面设计对交通安全的影响不如纵断面设计影响较大，但是也是诱发交通事故的直接原因。（1）横坡按设置位置的不同分为路拱横坡和超高横坡两种，设在直线段的称为路拱横坡，设在曲线段的称为超高横坡。横坡度对交通安全的影响主要体现在加强路面排水，有助于路面干燥，提高路面的抗滑能力，防止车辆发生侧移。（2）路面宽度通常来说，路面宽度越宽，车辆行驶越安全。双车道道路，6.5m宽路面比5.5m宽路面的交通事故最多可减少46.6%。（3）中间带路面较宽的车道应设置中间带，中间带一般由中央分隔带和两条左侧路缘带组成。中间带的设置可对双向车流实行强制隔离，可有效减少交通事故的发生（图3）。
（四）平纵横组合设计
在进行复杂的线形组合设计时，要考虑在视觉上遵循自然诱导的线形组合，又要减少驾驶员的工作负荷，避免交通事故的发生。平纵线形组合设计时，应尽量避免小半径平曲线与竖曲线的结合；避免小半径的平曲线起讫点设在或接近竖曲线的顶部或底部；避免使竖曲线顶或底部与反向平曲线的拐点重合；避免将陡坡或曲线长度短，半径小的凹形竖曲线设置在长直线上；应尽量避免或少采用反向曲线、断背曲线和复曲线。线形要与地形、地物及景观相协调；应使平竖曲线大小均衡、线形连续统一，要充分分析驾驶员驾驶特性，设计时要考虑其心理需求。
（五）平面交叉口设计
平面交叉口是道路线形设计中的重要环节，在设计时要考虑进出口道车道数、进出口道车道宽度和人行道宽度；车道功能划分、交通流导行轨迹线、公交停靠站、停车线位置和行人过街横道宽度和位置、交通岛等交通渠化设计；视距三角形；竖向设计；各类标志布置以及信号配时基本方案设计等各种因素。而且由于交叉口存在较多的冲突点，驾驶员在通过交叉口时不仅要考虑相交道路车辆的行驶轨迹、行驶速度，同时也要考虑自身道路上对向车辆甚至本车道前方车辆的行车状态，在交叉口发生交通事故的比例也因此比较多。在进行平面交叉口设计时应充分考虑机动车辆的流向问题，从交通安全的角度出发，做好交叉口渠化，应合理设置交叉口的位置和数量，对于平面交叉的形式要选择得当。
四、相关建议
针对上述问题，试对我国道路线形设计提出几点建议。
（一）树立以人为本的设计观念。提高我国道路线形设计水平必须首选转变道路线形设计观念，树立以人为本、安全至上的道路线形设计理念。坚持实事求是，一切从实际出发的原则，落实道路的实地勘察工作，根据实际地形设计道路线形，不生搬硬套，降低道路建设对环境的破坏，最大程度保护生态环境，实现道路交通建设的可持续发展。
（二）加强道路设计理论研究。如前文所述，我国道路线形设计理论要积极开展运行车速理论研究，摒弃陈旧的设计车速理论体系。
（三）做好道路设计的总体规划。道路设计的首要问题是车辆行驶的安全性，其次是工程的经济性和生态性。要从整体把握整个道路设计的要求和规范，不必刻意追求道路线形设计指标的百分百规范。还要从宏观上把握道路设计的安全性和合理性，不能因片面追求局部的完美而降低了道路整体的性能。
（四）深入调查研究。道路线形设计理论研究要以大量的真实材料为参考。因此，必须积极开展对已建成交通道路安全性的调查研究工作，积累丰富的案例材料，进一步认识道路线形设计与道路安全问题之间的深刻关系，为道路线形设计理论研究做充分的准备（图4）。
总之，无论从实际驾驶经验出发还是调查数据表明，道路线形设计与道路安全问题之间存在紧密的联系，提高道路线形设计水平对提高道路安全有着极为重要的作用，道路交通设计部门要加强道路线形设计理论的研究，采用科学合理的道路线形设计减少交通事故的发生，促进道路交通事业和国民经济的可持续发展。
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论文作者:黄铮1,苏宇2,毛若翔3
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/1/16
标签：线形论文; 道路论文; 曲线论文; 交通事故论文; 驾驶员论文; 坡度论文; 半径论文; 《基层建设》2016年30期论文;