高越 張琪 李克平 王雪松
摘 要:本文重點介紹了德國道路交通設計規(guī)范體系,首先對德國道路交通安全發(fā)展歷程進行簡單回顧,隨后從道路交通相關組織機構的發(fā)展、不同道路等級的設計規(guī)范等方面對技術現(xiàn)狀進行介紹,并以普通公路為例對設計規(guī)范的確定進行詳細說明,為我國道路交通安全管理提供建議和借鑒。
關鍵詞:德國道路設計;技術規(guī)范;交通安全;普通公路
Introduction of roadway design in Germany
GAO Yue, ZHANG Qi, LI Keping, WAGN Xuesong
(Tongji University, Shanghai 201804, China)
Abstract: This study focuses on the German road traffic design specification system, first of all, a brief review of the development of road traffic safety in Germany, followed by the development of road traffic-related organizations, design specifications for different road classes and other aspects of the current state of the technology, and the general highway as an example of the design specifications to determine a detailed description, to provide suggestions and reference for road traffic safety management in China.
Keywords:Roadway design;technical specifications;traffic safety;general highway
作為歐洲發(fā)達國家,德國的交通安全處于世界領先水平,在道路交通安全的管理方面有著豐富的經(jīng)驗。盡管不同國家的道路交通管理體制不盡相同,但從道路規(guī)劃、設計和運營目標來看,德國和中國在交通領域存在一些共同特征。道路設計首先要保證交通安全;要為所有的交通參與者提供較好的服務水平;要考慮交通對環(huán)境的影響,盡量減少交通對環(huán)境的負面影響;道路建設費用和管理維護費用也是重要考慮因素之一。近年來,隨著對交通安全的認識越來越強,很多國家和地區(qū)把安全放在首位,德國也不例外。
道路交通安全的前提包括安全的交通參與者的交通行為、安全的運載工具(車輛)、安全的道路設計和合適的速度。只有上述四個因素均達到一定交通安全水平,共同發(fā)揮作用,才能實現(xiàn)交通安全。
本文介紹了德國道路交通設計規(guī)范體系,分析了德國的道路交通安全管理經(jīng)驗,可以為我國道路交通管理提供參考和借鑒。
1德國道路交通安全發(fā)展歷程
德國道路交通安全發(fā)展歷程如圖1所示,上世紀70年代,德國道路交通事故死亡人數(shù)達到頂峰,年死亡人數(shù)接近2萬人;90年代以后,兩德統(tǒng)一,由于統(tǒng)計數(shù)據(jù)增加了原東德道路交通事故死亡人數(shù)和車輛數(shù)據(jù),道路交通事故數(shù)據(jù)出現(xiàn)跳升;此后,盡管德國車輛保有量和行駛里程數(shù)在不斷增長,2020年德國道路交通事故年死亡人數(shù)反而下降至3千多人。
為實現(xiàn)減少交通事故死傷人數(shù)的目標,德國在交通安全領域進行了大量研究,從20世紀70年代開始重視酒精對交通事故的影響,并重視保險帶(安全帶)和摩托車駕駛人頭盔佩戴義務;其次,是對公路進行速度控制,1972年引入公路最高限速100km/h,1974年引入聯(lián)邦高速公路建議速度130km/h,即德國聯(lián)邦高速公路不設統(tǒng)一的限速,而是采用建議最高速度,意味著超過這一速度,駕駛人如果涉及交通事故,就須承擔共同責任;另外,車輛的制動防抱死系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)等安全系統(tǒng)也會影響交通死亡事故;最后是道路設計方面,自2000年起,德國道路設計規(guī)范已進行了相應的改進和調(diào)整,對交通安全起到很大作用。
2德國道路交通設計規(guī)范體系
2.1道路與交通研究協(xié)會(FGSV)
德國有專門的組織機構,即道路與交通研究協(xié)會(FGSV),來制定與道路和運輸有關的技術標準和規(guī)范。它是一個以技術/科學為中心的非營利性組織,成立于1924年,其主要目標是推進道路和運輸所有領域的技術知識。它匯集了來自學術界以及公共和私營部門的專業(yè)人士,包括工程師、專家、大型交通設施建筑公司、高校教授,還有道路交通管理部門和管理人員,其中超過2500人參與了FGSV的工作,分為不同分委員會對交通管理、道路交通建設等各個方面開展研究工作,針對管理和建設領域中出現(xiàn)的問題進行討論研究。
2.2技術規(guī)范的分級
技術發(fā)展的最新成果最終都體現(xiàn)在技術規(guī)范文件中。德國的技術規(guī)范按重要性分為R1、R2、W1、W2四個等級。最高等級為R1,R1表示規(guī)范內(nèi)的內(nèi)容必須要執(zhí)行或應該要執(zhí)行,如《高速公路設計規(guī)范》《普通公路設計規(guī)范》《城市道路設計規(guī)范》;R2表示規(guī)范中規(guī)定的內(nèi)容建議要執(zhí)行,如《自行車設施設計推薦》和《行人(路線)標志說明》,R1和R2的技術規(guī)范都是在某個專業(yè)委員會進行研究、分析、編制,并在整個協(xié)會進行共同討論最終確定發(fā)布;W1為如何去落實更高等級規(guī)范中所提出的要求提供相關手冊性資料,如《P+R和B+R設施指南》《公共交通樞紐設計指南》;最低等級W2是各個分委員會關于某一類問題的認識的文本,不一定要在整個協(xié)會進行共同討論最終發(fā)布,而是作為分委員會獨立的意見和觀點,如《渦輪式環(huán)島設計工作文件》《關于道路工程在(國際)合作中再教育問題的工作文件》。
2.3不同階段的技術規(guī)范
技術規(guī)范貫穿道路交通路網(wǎng)規(guī)劃、規(guī)劃與設計、施工、運營四個階段,其中規(guī)劃與設計包括初步規(guī)劃、初步設計和施工設計,不同階段均有相應的規(guī)范進行指導。首先是路網(wǎng)規(guī)劃規(guī)范,規(guī)定了連接道路網(wǎng)中兩個區(qū)域或點時如何規(guī)劃道路設施;其次是設計,設計規(guī)范可以按不同類型道路分為《高速公路設計規(guī)范》《普通公路設計規(guī)范》《城市道路設計規(guī)范》這些相應的具體規(guī)范;道路設計和建設完成后,道路交通安全護欄、標志標線等相關設施以及運行管理工作也有相應的規(guī)范。
前面提到的道路交通技術規(guī)范,需要經(jīng)過聯(lián)邦交通部和州交通部協(xié)商協(xié)調(diào),最終由聯(lián)邦交通部發(fā)布,指導各個層面交通規(guī)劃和建設。技術規(guī)范發(fā)布時,會由聯(lián)邦交通部部長發(fā)布公函,提請州交通部參照聯(lián)邦交通部根據(jù)道路與交通研究協(xié)會提議的技術規(guī)范來執(zhí)行,這樣的機制使得德國從聯(lián)邦到州實行相對統(tǒng)一的技術規(guī)范。
2.4道路交通安全基本原則
據(jù)統(tǒng)計,德國2020年有人員傷亡公路交通事故的原因分析中,81%的事故與駕駛人錯誤的駕駛行為相關;道路設施、天氣因素及其他事故原因造成的事故,占相對較小的比例。因此,需要從駕駛人的駕駛行為方面考慮道路設施建設維護,避免其造成錯誤的駕駛行為。
德國遵循四個國際公認的交通安全原則和要求,來改善駕駛人的安全感受,一是不要對駕駛人產(chǎn)生過度的負擔或要求;二是不要給駕駛人造成突然性的印象;三是不要給駕駛人造成錯覺;四是避免給駕駛人相互矛盾的指示,即交通設施和指示標志應保持一致。
從四個基本原則出發(fā),道路在橫斷面、線形、交叉口和設施方面的設計應滿足以下三點,使得行駛速度控制在一個安全的范圍內(nèi):一是駕駛人可以(通過道路的特征)選擇與道路功能相符合的行駛速度(即道路的自解釋功能);二是道路設計應保持前后連貫統(tǒng)一;三是不同功能的道路,標識和各種設計要素應具有可識別性。
因此,在道路設計過程中,應盡量減少道路類型,各種道路類型之間相互協(xié)調(diào),使駕駛人易于感受到不同類型道路間的區(qū)別。
3普通公路設計規(guī)范
3.1設計等級的定義
設計等級是在新的規(guī)范體系,即《普通公路設計規(guī)范》中引入的重要設計指標。道路設計主要是根據(jù)設計等級來確定而不是道路等級,這是因為盡管有些道路連接功能是省際的,但是當車流量較大,希望獲得更高的安全性時,就需要用更高的設計等級來設計低等級的道路
針對不同道路等級,形成不同道路等級的技術規(guī)范。本文以普通公路(即LS)為例,對設計規(guī)范的確定進行詳細說明,最終確定每個道路設計等級的特征設計元素,包括空間線形、橫斷面形式、交叉口形式和運行形式(指不同交通參與者是否在同一個平面上)。
3.2空間線形
在道路設計中的一個重要因素是相關圓曲線半徑間的組合關系,當兩個圓曲線相連接時,若后一段圓曲線半徑R2遠小于前一段圓曲線半徑R1,會產(chǎn)生很大的速度差。由于較大的速度差會造成急剎車,導致較多的事故集中在該處。
因此,在道路空間線形應該注意的是,一方面,兩個連續(xù)圓曲線半徑的組合應在圖3中白色區(qū)域,即若前一段圓曲線半徑為300m,后二段圓曲線半徑應在200至500m左右。另一方面,在一段直線后使用圓曲線,也有相應的使用范圍。從駕駛行為角度考慮,直線段越長,所能達到的速度越高,因此所需要的圓曲線半徑越大。在一段200m長的直線段后,車速一般可以達到100 km/h以上,這時圓曲線半徑至少要300m左右。
根據(jù)各道路設計等級對應的規(guī)劃速度,表2規(guī)定了各道路設計等級對應的線形標準值。
3.3橫斷面形式
不同橫斷面的平均事故率和平均事故(經(jīng)濟)損失率有較大差異,隨著橫斷面的拓寬,平均事故(經(jīng)濟)損失率呈下降的趨勢。
根據(jù)不同橫斷面及事故率情況,確定不同道路設計等級所需的道路橫斷面類型如表3所示。最高等級的普通公路服務于長距離、大運量的交通運輸,因此采用中間綠線標識帶表示其道路等級,整個路段中始終有超車道;二級公路用雙實線來分隔對向車輛,僅有部分路段具有超車道;三級公路的橫斷面更窄,用虛線來分隔對向車輛,超車需使用對向車道;四級公路中不同方向的車輛間沒有隔離的標線,車輛在行駛過程中需要根據(jù)實際會車情況自行調(diào)整速度。如果二級及以上普通公路交通流量很大,也可以采用中間綠線標識帶來分離對向車輛;如果四級公路的日車流量較大,也可以采用高一等級的標準來進行設計。
3.4交叉口形式
在所有交叉口形式中,T型交叉口比十字型交叉口更安全,最安全的交叉口形式是環(huán)形交叉口,在T型交叉口和十字型交叉口中,有左轉(zhuǎn)保護相位的交叉口平均事故率和平均事故(經(jīng)濟)損失率均較低,交通安全得到明顯改善。
表4規(guī)定了不同設計等級道路的交叉口形式。一級公路的交通流量大,車速快,相交道路只允許采用匝道形式連接;二級公路首先采用T型信控交叉口形式,同時應設置左轉(zhuǎn)保護相位;三級公路可以采用環(huán)形交叉口或有信號控制的十字型交叉口形式,由于環(huán)形交叉口需要用地面積較大,還需要考慮用地情況;四級公路一般采用優(yōu)先權控制的十字型交叉口。
不同設計等級道路交叉時,采用的交叉口形式如表5所示。
3.5自行車交通引導形式
自行車交通在道路設計中也不容忽視。不同年份間公路和城市道路自行車死亡人數(shù)波動較大,其中原因包括:一是2018至2019年日照時間較長,自行車騎行人數(shù)較多,造成事故自行車死亡人數(shù)也隨之上升;二是2014年起德國電助力自行車普遍使用,尤其在老年人群體中,使自行車死亡人數(shù)也越來越多。
如何設計自行車交通引導形式在道路設計中至關重要。在一級公路中,由于機動車交通需求很大,自行車道與主車道完全分離;在二級公路中,有沿著公路的專用自行車道;三級公路可以允許自行車在主車道上行駛或采用專用的自行車道,其中考慮因素包括行駛車速、車流量以及附近是否有學校;四級公路因為速度相對較低,車流量也較小,一般允許自行車與機動車在車道上混合行駛。
以三級公路為例,自行車道設計標準和要求如表6所示。當行人流量和自行車流量超過一定閾值,需要設置專門的自行車道。由于德國在政策上更傾向于推廣自行車交通,如果在聯(lián)邦道路上不設置自行車道,反而需要給出相應理由。
4總結
德國通過對不同設計等級道路制定相應的技術規(guī)范,使道路的空間線形、橫斷面形式、交叉口形式、自行車交通引導形式等基礎設施設計要素與道路功能相匹配,實現(xiàn)安全、高效的運輸目標。本文通過總結德國道路交通設計規(guī)范體系,可以為我國交通安全管理難題的解決提供相應的思路。