探讨路线安全设计方法在公路交通设计中的应用

苏胜斌，崔丽元

（1.重庆市知朗咨询有限责任公司，重庆 401121；2.重庆两江新区水土高新技术产业园建设投资有限公司，重庆 400714）

0 引言

随着我国社会经济的不断发展，国民的出行方式呈现出多样化的特点。公路交通为国民的生活和工作提供了便利。我国公路交通纵横交错，七通八达，处于快速发展的阶段。但是，还存在一定的问题。比如在各城市私家车保有量不断激增的情况下，交通拥堵现象司空见惯，因为道路交通事故也是频频发生，因此，保证交通安全异常重要。公路交通安全与国民的交通安全意识和公路设计等因素有密切的关联，如国民出行是否遵守交规、公路设计是否科学。公路的建设不仅关系到国家命脉，也影响着各个城市的经济发展。因此，在对公路进行设计时，首要考虑的是影响交通安全的因素。如公路平纵组合的设计、弯曲的设计、路面结构等方面都会影响道路交通安全[1]。合理的公路设计能够有效减缓交通拥堵，如公路超高渐变段的设计、路线的设计、公路缓和曲线长度等的合理设计能够防止交通事故的发生，保证道路的顺畅和国民的出行安全。

1 公路路线设计中的影响因素

1.1 自然交通安全影响因素

自然因素，诸如公路所在的地理位置、气候情况以及水文等因素与道路交通安全息息相关。自然因素多在人力可控范围外，可能因其引发安全事故，拖延道路的施工进程。由此，原本的施工方案不得不进行调整，不仅影响工程质量，而且不能保证后期道路的安全性。

1.2 人为交通安全影响因素

人为因素主要有两个方面，分别为公路施工人员和驾车人员。在公路建设过程中，公路施工人员的专业水平、公路材料的使用、项目设备的使用等共同决定着公路工程的质量；驾车人员因素是完全可以规避的，人为因素可能会威胁到对公路的日常经营造成，导致交通事故的发生。

2 公路路线设计过程需考虑的因素

2.1 平纵组合因素

在公路路线设计时，首要考虑的是公路的平纵组线合方式，协调不一的线形组合，可能诱发交通事故。如平纵线形组合，应该尽量避免出现凹形竖曲线底部和凸形竖曲线顶部都较小的情况，如果凸形竖曲线刚好与方向曲线的拐点相重合，可能无法引导驾驶员的视线，致使驾驶员不当驾驶，引发交通事故。如果平纵组合不恰当，很容易出现如下情况：①竖曲线太小；②在长直线上形成陡坡；③长度短、半径小的凹形竖曲线出现在曲线上。以上情况都会对阻碍驾驶员的视线，不利于的交通安全。如图1 所示。

图1 平纵组合因素影响

2.2 视距因素

人眼能看到的范围为视觉距离，即视距。驾驶员在行驶过程中，可以清楚了解到在视距范围内的交通情况，如道路是否拥堵、其他车辆驾驶情况等。视觉距离与驾驶员的安全驾驶关系密切，在多数情况下，交通安全事故的发生往往是因为驾驶人员的视距受到阻碍，对路面情况的误判定，没有关注到其他行车或者路人。由此可知，安全的道路交通状况，一定是在保证驾驶人员的良好视距的前提下发生的。在公路路线设计时，多数情况下会设计直线式道路，这种设计方式下，可以最大化驾驶员的视距[2]。除此之外，也要对施工路段进行具体考量，受自然因素的影响，不同地区的地形和水文等情况差别较大，要结合实际情况对公路进行线路设计，例如弯曲道路设计的增加。对山区公路进行设计时，曲折爬坡的设计方式是非常普遍的。如果采用上下坡直线设计的方案，车辆爬坡需要更大的动力支持，这对车辆本身的性能要求较高。如果是曲线爬坡的方式，则可以减小爬坡的角度，行车安全性会更高。一般山区极易发生自燃灾害，比如山洪、滑坡和泥石流等情况都可能会阻断公路，在进行山区道路设计时，应该因地制宜提前规划，选择最优路线，避免在危险路段修建公路，如图2 所示。

图2 视距因素影响

2.3 路面平面线形因素

公路路面要求平行整齐，路面起落幅度不宜过大。平行整齐的路面可以极大提高公路的行车安全，公路路面的设计一定要参考路面实际情况，首先设计前进行仔细勘察，如精确的路面承载力、车辆通行量等数据，然后对相关路面数据进行分析，最终选定出最佳的公路设计方案。例如，尽可能避免在下坡路段采用曲线设计的方案，因为惯性的存在，持续下坡会使车速加快，驾驶人员对车辆的把控难度增加，如果同时存在弯曲路段，那么此路段极容易发生安全事故，因而，要尽可能规避下坡路段的曲线设计。此外，科学合理的路面设计需要采用高低、曲直结合的方式，这种方式可以有效调整道路交通，使公路交通网络更加完善。反之，公路路面设计如果凹凸不平，驾驶人员的视距会受到极大的阻碍，进而影响驾驶人员行车，应该减少或者尽量避免这类设计。

2.4 路面结构因素

路面结构对道路其他工程的施工后和后期道路的实际使用有直接关联，路面结构的设计极为重要，不仅可促使公路施工工程按期高质量竣工，而且路面结构也会更加科学合理，在公路后期运营过程中，能够有效削减车辆对公路路面造成的压力，有效延长公路寿命。因此，路面结构设计必定要进行合理规划，在设计时也应结合各种因素综合考量。

2.5 路标设计因素

路标可以有效提供为相关公路信息，是人们在陌生路段寻找正确方向的指示，能够降低安全事故的发生概率，确保行人和车辆各行其道，相互安全。路标包括路况、建筑方向，以及道路施工等，路标是为车辆驾驶人员提供方向等信息的重要方式，路标信息的使用能够保证良好的路况、车辆有序通行，有效防止发生道路交通堵塞。值得关注的是：天气情况也会对公路运行产生影响，不同天气条件下道路运行存在差异，行驶过程中遇到特殊天气情况，比如：暴雨天气，驾驶人员需自觉降低车速缓慢通行，公路设置相关警示标志，以此来提高车辆驾驶人员的警惕性[3]，如图3 所示。

图3 公路路线设计过程路标设计影响

3 公路路线设计的改善策略

3.1 公路超高渐变段设计的完善方法

公路路线超高渐变段一般设置在缓和曲线的范围，因而公路路线的设计、公路施工的难度比较大，如果在桥梁中部设置超高渐变段，会对桥面各个坡面造成影响，通常体现在造成多次扭曲方面。在路线设计可以辅助使用电脑软件，比如海地或者纬地等软件可对超高渐变段进行精准测算，会存在困难但不至于造成极大威胁。针对这种情况，设计人员需要针对具体的情况拿出方案作为路线超高渐变段设计，比如将超高渐变段设置在桥头或者引道位置，可以很好掌控路线扭曲变化程度，这样公路桥梁横坡才能保证是处于平缓的状态。

3.2 路线设计完善方法

为了确定最优路线设计方案，在公路路线设计过程时，首先，道路设计单位必须依据实际情况编制设计方案，其次多次作论证和对比。整个过程都必定要依据实际勘查情况、测量结果来进行设计，最后对路线设计方案进行完善和调整，采用高低、曲直结合的方式，避免公路线路设计中直线设计考虑不周全的问题。故而，尽可能让邻近弯道间的平曲线半径相近，从而使得平面线形保持均衡、连贯的状态。

3.3 公路缓和曲线长度控制完善方法

在对公路路线设计的平面图进行研究分析发现，路线设计主要由直线和曲线组成，直线和弯道圆曲线间曲线存在过渡特点，故而缓和曲线可以避免在直线、弯道间转换过大的问题[4]。与此同时，一些公路施工单位公路放样品进行测算时，要兼顾考虑到公路路线、超高渐变率、缓和曲线长度设计是否科学等因素，因此，公路路线设计人员在对缓和曲线长度进行设计时，必须根据实际作加宽渐变率、超高、路线线型等设计，从而满足公路安全行车的设计诉求。公路缓和曲线如图4所示。

图4 公路缓和曲线

3.4 地形选择设计完善方法

路线设计需要考虑到路段的自然环境，比如对路段的地形地质进行仔细的勘测，全方位掌握地质状况后依据标准流程，避免将路线设计在软基或者经常发生自然灾害的区域，选择最合理的路线，施工本身存在的风险也会降低。

3.5 连续纵坡设计完善方法

一些公路施工单位路线纵坡设计时，忽视了具体路段的连续纵坡设计，而是更注重公路部分路段坡长、缓和坡路段，因此交通事故发生非频率较高。所以，设计人员必须重视纵坡的设计，具体路段具体分析设计，紧急避险车道的合理设置同样也是需要的[5]。

3.6 变坡点设计完善方法

公路路线设计时，如果没有将构造物位置纳入考虑范围，这时候纵曲线位置无法确定，路基最高点如果没设置在构筑物位置，会致使路堤升高、填方项目的工程量大大增加。所以，相关设计人员必须考虑变坡点位置作合理设计，通常情况下，凹曲线变坡点在填方段最低处，其目的为把握好填方的工程量，避免不必要的工程资金投入[6]。另外，在对凸型纵曲线设计时，需将变坡点设置在公路铁路分离立交、通道的最高点。

3.7 对公路的路标设计进行完善，发挥出路标指示影响

公路的安全需要有着公路路标当做安全保证，并且应当发挥其关键意义，只有将路标设计完善，才可以使得路标安全指示的功能获得有效发挥。对于特殊路段的路标进行设计处理的时候，应当做到更为仔细且精密。由于在这类路段中合理布设公路路标，能够引起行驶过程中驾驶人员以及随行人员的重视与注意，进而发挥到有效合理的警示影响。路标设计如图5 所示

图5 路标设计

4 结语

公路设计受到诸多因素的影响，因此设计时对各个影响因素都要进行综合考量，比如平纵组合、视距、路面平面线形、公路结构、路标等因素。另外，应以不同的路径出发优化公路路线设计，以便促使超高渐变段、路线、公路缓和曲线长度等公路路线设计更加合理，为促进交通事业的整体发展打下坚实基础。