道路条件对行车安全的影响分析

高建伟

（兰州市城市建设设计院，甘肃 兰州 730050）

道路条件对行车安全的影响分析

高建伟

（兰州市城市建设设计院，甘肃 兰州 730050）

道路几何线形、路面质量、交通辅助设施是影响道路行车安全的主要因素，其中道路几何线形尤为重要。详细总结了这些因素对行车安全的影响机理，并提出了相关设计改善方法，以提高道路设计质量，保障行车安全。

道路条件；几何线形；路基；路面；行车安全；影响分析

0 引言

我国交通运输产业在近年来得到了快速广泛发展，道路路网体系在不断完善，但随着而来的交通安全问题也愈加显著，并呈现逐年增高的态势。交通事故不仅形成了显著的人员伤亡，也产生了恶劣的社会影响，使得道路的设计质量广受质疑。交通安全除了驾驶员主观因素外，道路条件也是形成引发交通事故的重要内在因素。道路的设计不仅需要保证其应有的交通流量集散效率，还需要在设计中充分考虑交通安全因素，降低交通事故的发生概率，提到道路设计质量。

实际运营的公路工程因各种各样的原因出现不同频次和程度的交通事故，这些交通事故的形成原因是多方面的，不仅有驾驶员的随机性主观因素如疲劳驾驶、危险驾驶、不遵守交通规则等，也有道路环境等客观因素如大雾天气、雨雪天气、路面抗滑性差、公路设计不合理等[1]。这其中，道路条件是影响交通安全的关键客观因素，也是评判道路设计质量的重要指标，交通事故发生概率较高的道路区域，其设计质量显然应该受到质疑[1][2]。道路条件包括道路的几何线形、路面性能、交通辅助设施等多方面，这些都会对道路的行车安全产生影响，特别是几何线形。论文将详细分析这些道路条件对行车安全的影响，从而为道路设计提供参考，提到道路行车的安全。

1 道路几何线形的影响分析

道路的几何线形决定了车辆的行驶轨迹，好的道路线形，能够考虑实际驾驶的车辆性能和驾驶员习惯，很方便地提供车辆在道路上的平稳安全行驶，而线形设计不合理所造成的后果就是驾驶员极度紧张，很容易发生交通事故。纵面线形、平面线形、线形组合、线形交叉等几何线形因素，都会对行车安全产生影响[3]。

1.1 纵面线形

纵面线形是道路线形在竖向平面内的变化，体现在坡长、坡度、变坡点曲率（竖曲线半径）3个方面。

（1）坡长对行车安全影响。坡度过长将使得车辆需要进行长时间的加速或减速，则会使得车速过高或者过低而发生交通事故。在上坡过程中，车辆需要不断加速，过高的车速是诱发交通安全的直接因素，且容易使驾驶员疲劳；下坡过程中为了避免撞车往往需要减速，但不同车型的减速机动性差别很大，特别是重载车辆减速很容易导致交通事故，也很容易对道路路面产生损伤，降低行车的平稳性。

（2）坡度对行车安全影响。坡度对车辆的机动性能要求很高，当坡度很大时很容易造成车辆熄火或者刹车不灵敏，这非常容易诱发交通事故；且坡度大的下坡路段，由于车辆自身重力因素使得车辆不断加速，进而提高撞车可能性。通过调研显示：坡度在-2%～2%范围内发生交通事故的概率很低，这种坡度组合基本能够满足车辆行车视距要求，车辆在上述坡度组合范围内也能够很好地进行车速调控。然而，当坡度很大后，见图1，坡度超过4%其交通事故发生率就会增长，而达到7%后交通事故发生率直接发散，表明行车极度不安全，这说明道路坡度对行车安全影响很大，在设计中需要谨慎设计坡度6%以上的路段。

图1 坡度对道路交通事故率的影响

（3）竖曲线半径对行车安全影响。竖曲线半径主要影响行车视距，且存在路线转折，因此对行车安全产生影响。竖曲线半径越大，其形状越接近直线，因此能够提供的行车视距也越大，这样驾驶员能够清楚则掌握前方路段状况，不易发生交通事故；反之，小半径竖曲线使得驾驶员在通过圆曲线极点前行车视距短，不能掌握驾驶路段情况，而在过极点后产生失重“悬空”和超重感觉而失去方向感，极容易产生交通事故。另外一方面，竖曲线半径小使得车辆的离心力大，车辆与路面的摩擦性能降低，影响行车安全。因此设计中需要根据行车速度控制竖曲线半径，见表1。

表1 竖曲线最小半径和长度与设计车速关系

1.2 平面线形

平面线形的直线段长度和平曲线半径是影响行车安全的两个重要设计因素。

（1）直线段长度。直线虽然方向明确、设计简单，但从交通安全心理角度而言，过长的直线设计又存在以下问题：a.线形过于单调，容易引起驾驶员疲劳造成反应迟钝，对突发事件应激性差；b.驾驶员容易提速行驶，造成超速和车距不足；c.夜间行驶容易受对向车辆影响，特别是开闪光灯情况，很容易发生交通事故。实际调研也发现事故死亡率与直线段长度直接相关，超过4 km直线其百万车公里事故率超过1.5%。因此需要在规范中对直线段长度进行限定，见表2。

表2 直线段长度的限定

（2）平曲线半径。严格而言平曲线由混合曲线和圆曲线共同构成，但由于缓和曲线的设计基本是遵从车辆行车驾驶轨迹的，因此缓和曲线对交通事故的影响较小，主要体现在平曲线半径上。车辆在平曲线半径上的行驶是离心运动，因此需要提供足够的横向摩擦力保证行车的安全，如果摩擦力不足将使得车辆产生侧倾，引发驾驶员精神紧张而产生失误操作，出现交通事故。为保障交通安全，平曲线应该满足如下最小半径，其中R是最小平曲线半径，V是计算车速，μ是横向力系数，ih是最大超高横坡。

这其中，横向力系数与驾驶员情绪高度关联，如果系数很大则驾驶员往往通过大回转驾驶来降低离心力，但这却增加了交通安全风险。实际数据的调研分析也显示：圆曲线半径只有超过2 000 m其交通事故发生率就会很低，越小事故发生率越大，呈现指数衰减模式。

1.3 线形组合

道路线形总要满足路线规划要求，因此需要不同程度的绕行，需要将不同竖曲线和平曲线进行有效组合。线形组合的适宜性也与交通安全直接相关，对于线形过渡不平缓的区域，应该设置相关的警告标志或者增加车辆间距等方法，提高道路的抗滑能力，并设置防撞栏杆，将可能的交通事故影响降低至最小。

为了降低交通安全事故的发生，设计方法就是综合运用直线、圆曲线和缓和曲线。例如，在地形条件很好的地区，则尽量选用直线减少工程量，但为了避免长直线带来的疲劳驾驶问题，则需要引入部分圆曲线和缓和曲线。总体而言，在进行平纵曲线的线形组合设计中，应该避免使用长度较大的平曲线包含众多较短的曲线，也应该使得长度很小的平曲线不和长度很小的竖曲线进行组合，总体上保持行车视觉的连续性和平缓过渡性。

1.4 线路交叉

线路交叉包括平面交叉和立体交叉，立体交叉交通冲突较少，交通事故的发生率较低；平面交叉则直接存在交通冲突，如果设计当一方车辆采取非正常交通行为时，例如改变速度、突然停车、转换方向等，如果另一路线车辆不进行紧急避险，则很容易发生车辆碰撞，引发交通事故[4]。平面交叉路线为了避免交叉口的交通冲突，需要划分好不同交通行驶区域，增加行车视距，通过设置交通警示牌或者道路路线，增加视频拍照等手段，控制交叉口的车辆交通行为。

首先交叉口道路的坡度、视距、行车速度等都应该按照公路工程的技术标准进行设计，如果路线交叉范围内的路线设计不能满足要求，应该调整主线或者交叉路线的几何线形。

其次，路线交叉需要选择适宜的交叉型式，考虑主线和辅线的特点，一般情况下需要以提高主线交通通行效率为原则，尽量降低支线交通对主线的影响。

2 路面性能的影响分析

路面性能是影响行车平稳性的重要因素，因此对交通安全产生影响。出现退化或者病害的道路路面，对行车安全隐患是多方面的。如果路面的平整性不好，出现坑蚀、局部沉陷、路面鼓屈等问题，则会导致跳车现象，这对行车速度快的车辆具有极大的安全威胁，特别是雨雾天驾驶环境。如果道路的抗滑性能不足，则使得雨雪天气下车辆的机动性能和制动性能受到影响，对于繁忙交通、长大纵坡、小曲率半径等路段，形成很大的安全威胁，甚至导致连环撞车事故。

因而，道路的设计需要充分考虑行车安全因素。一方面，道路的路面性能需要满足规范的设计要求；另一方面，道路的路面抗滑性、强度和平稳性等设计指标，需要根据道路运营地点的特殊情况，进行针对性调整设计。例如长大纵坡道路，需要对道路抗滑性进行特别考虑；重载交通路段，路面的疲劳问题需要进行必要的特定地点交通疲劳设计验算。

3 交通辅助设施的影响分析

道路交通辅助设施是交通安全设计的重要环节，对于车辆驾驶的引导，提高通行效率和行车安全具有重要作用。交通辅助设施包含标志标线、视线诱导、安全防护等。

交通辅助设施完善的区域往往交通事故发生率很低，而没有交通指示的区域发生交通事故的概率大大增加。常用的交通标志标线如速度限制、避险车道、连续转弯、禁止变道、禁止超车等，都是根据实际路况特点及路线特点制定的交通诱导方案，如果驾驶员都能够按照这些执行，发生交通事故的概率将大大降低。视线诱导装置则很好地提供了夜间行车参照，确保视线均匀过渡，为行车安全提供保障。安全防护措施如防撞栏杆和防撞墩柱等，则提供了交通安全的最后一道安全屏障，对于沿江、河路段具有重要意义。

4 结语

随着我国道路基础设施网络的完善，道路交通安全问题也备受关注。世界交通事故中虽然85%是人为因素产生，5%是车辆自身性能影响，还有10%受到道路条件的影响，因此如果道路出现多发交通事故问题，其道路设计质量也会广受质疑。论文详细探讨了道路条件对行车安全的影响，其中道路线形是主要影响因素，路面性能和交通辅助设施则也产生影响。对这些影响机理进行了系统分析，并提出了相关设计改善方法，提高道路设计质量，保障行车安全。

[1]屈海军.高速公路行车安全的道路设计因素探讨[J].城市道桥与防洪,2016(8):8-10.

[2]李自华.高速公路几何线形设计对交通安全的影响[J].公路交通科技 (应用技术版),2011(11):32.

[3]熊静,金志良,王红.道路条件对交通安全的影响分析[J].道路交通与安全,2006,6(12):26-29.

[4]孙宝芸,陆键,戈权民,等.公路平面交叉口交通安全改善措施[J].交通运输工程与信息学报,2005,3(4):50-54.

U412.3

B

1009-7716（2017）10-0034-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.10.010

2017-06-12

高建伟（1976-），男，甘肃靖远人，高级工程师，从事市政道路设计工作。