基于主動安全理念的道路規(guī)劃設(shè)計研究

李韋奕

（廣東省交通規(guī)劃設(shè)計研究院集團股份有限公司，廣州 510507）

1 引言

目前，高速公路的建設(shè)應(yīng)遵循“以人為本”的原則，時刻注重安全理念，需要積極主動地抵御交通安全事故的發(fā)生，以主動交通安全為原則來進行道路規(guī)劃設(shè)計[1-2]。導(dǎo)致道路交通安全事故的因素較多，如環(huán)境、行車量、人等，但通過對交通事故的綜合分析可知，影響道路安全性的根本因素為道路的線形規(guī)劃設(shè)計，不合理的道路線形組合均會引發(fā)交通事故。本文為研究基于主動安全理念的道路規(guī)劃設(shè)計，圍繞高速公路項目的線形規(guī)劃設(shè)計進行展開，重點突出主動安全理念的原則，并在具體項目中進行應(yīng)用研究。

2 主動安全理念

主動安全是指事故前的“安全”，即實現(xiàn)事故預(yù)防和事故回避，防止事故發(fā)生。主動安全性是指通過事先預(yù)防，避免或減少事故發(fā)生[3]。這個概念起源于汽車制造領(lǐng)域，在當(dāng)今世界交通運輸量急劇增長的形勢下，汽車駕駛者承受了巨大壓力，與此同時交通事故不斷增加，造成巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，因此，要求世界各國采取相應(yīng)的措施，制訂短期與中長期的計劃，以改善交通安全措施。由于傳統(tǒng)的方法難以適應(yīng)，因此，要求汽車制造商以新的思路，新的方法降低交通事故發(fā)生率或者降低車禍嚴(yán)重程度。其中，重要研發(fā)成果就是采用能夠與相應(yīng)的環(huán)境傳感器系統(tǒng)連接的車輛電子控制系統(tǒng)[4]。這種交互連接方式可以全面監(jiān)控人的操作，提前預(yù)測行為后果，并對駕駛員進行提示，對駕駛員的危險行為加以糾正，同時監(jiān)控車輛的運行狀態(tài)。通過能夠共享信息的“傳感器融合”技術(shù)預(yù)防事故的發(fā)生，即便一旦發(fā)生交通事故也會減少人員傷亡。20 世紀(jì)70 年代，在瑞典、加拿大、美國等發(fā)達國家，主動安全的理念被引入交通設(shè)計領(lǐng)域，取得了重要的成果。21 世紀(jì)初，主動安全的理念被引入規(guī)劃領(lǐng)域后，預(yù)防、減少交通事故有了更宏觀的平臺。

3 項目概況

某高速公路建設(shè)項目全線長達164.37 km，雙向4 車道設(shè)計，行車速度為100 km/h，路基寬度為24.50 m，路面為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式，高速公路全線橋隧比設(shè)計為61.0%，道路沿線地區(qū)的景點分布較多。該高速公路項目進行初步設(shè)計評審時，應(yīng)當(dāng)?shù)卣?，道路中包含的一條連接線終點從工可推薦位置調(diào)整至與景區(qū)停車場等配套設(shè)施對接，設(shè)置平交與景區(qū)道路相接，連接線路線全長5.25 km。目前，本項目已完成施工圖評審并交付文件，現(xiàn)已開始施工，因景區(qū)停車場等調(diào)整，政府要求將現(xiàn)有連接線的終點施工圖設(shè)計位置向下游移動約100 m，據(jù)此補充研究方案?，F(xiàn)針對該高速公路連接線的道路規(guī)劃設(shè)計進行重點分析，并結(jié)合直線、曲線、陡坡度等進行綜合考慮，以提高該連接線的道路交通安全和運營安全。

4 道路線形安全規(guī)劃設(shè)計內(nèi)容

4.1 直線

在高速公路的道路規(guī)劃設(shè)計中，通常會應(yīng)用到直線線形，其路線結(jié)構(gòu)簡單、長度較短，且設(shè)計方便，便于施工[5]。針對高速公路交通安全考慮，其影響因素主要來自駕駛?cè)藛T的心理承受壓力和視覺效果，當(dāng)駕駛員長時間在直線道路上行駛則會感到單調(diào)，因此，直線線形的長度應(yīng)進行嚴(yán)格控制，不得存在過長的直線線形，不然會帶給駕駛員疲勞、單調(diào)感，容易產(chǎn)生急躁情緒，進而引發(fā)交通事故。因此，應(yīng)嚴(yán)格遵循道路設(shè)計規(guī)范和實際情況來設(shè)計道路直線線形，同時應(yīng)保持良好的通視，以提高駕駛?cè)藛T的交通安全性。

4.2 曲線

4.2.1 平曲線

在道路的規(guī)劃設(shè)計中常用的線形之一為平曲線，平曲線可對道路前進方向進行調(diào)整，以適應(yīng)當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛沧兓?，進而和直線相通。車輛在平曲線上行駛時會產(chǎn)生一定的離心力，從而導(dǎo)致車輛側(cè)滑或傾覆，引發(fā)交通行車安全[6]。據(jù)研究表明，當(dāng)平曲線的曲率越大時引發(fā)交通事故的概率則越高，其原因為曲率越大，車輛轉(zhuǎn)彎半徑越小，產(chǎn)生的橫向離心力逐漸變大將使車輛發(fā)生滑移，同時伴隨著視覺盲區(qū)變大。

4.2.2 豎曲線

高速公路線形設(shè)計中采用豎曲線可適應(yīng)變坡點處的坡度過渡變化，其會直接影響駕駛?cè)藛T的視覺感受，進而影響交通行車安全[7-8]。在豎曲線上駕駛?cè)藛T較難感受到前方路況，稍有不慎容易發(fā)生車輛碰撞。高速公路豎曲線應(yīng)按3 三種因素來進行控制，分別為緩和超重沖擊、滿足視距要求以及行程時間。其中，豎曲線上不同視距的事故發(fā)生率如表1 所示。

表1 豎曲線上不同視距下事故率

4.3 縱坡度

在高速公路的坡道處發(fā)生交通事故的概率較大，最高時能達到25%，主要是因為受縱坡度設(shè)計所影響，上下坡直接誘發(fā)交通事故的概率較高。因此，在高速公路縱坡設(shè)計時，應(yīng)嚴(yán)格遵循安全合理性，同時提前全面勘察地質(zhì)信息，綜合設(shè)計出安全的道路縱斷面[9]。高速公路縱坡設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格滿足規(guī)范設(shè)計要求，同時應(yīng)保持一定的平順性，起伏不得頻繁或過大，綜合考慮區(qū)域范圍內(nèi)的水文、地質(zhì)、地形、氣候等因素，并對地下管線、地下水等高程進行充分考慮。

4.4 平縱線形組合安全要求

導(dǎo)致交通事故產(chǎn)生的重要因素之一為平縱曲線組合不適當(dāng)，其組合設(shè)計類型對交通影響的程度更高，因此，需要對具體路段進行綜合分析評價，務(wù)必滿足設(shè)計規(guī)范要求。不同的道路線形規(guī)劃組合之間應(yīng)具備必要的協(xié)調(diào)性[10]。由于高速公路的設(shè)計行車速度往往較高，需合理設(shè)計平縱線形組合，以滿足行車過程的力學(xué)和運動學(xué)要求。平縱線形組合應(yīng)避免如下情況：

1）嚴(yán)禁在直線路段上應(yīng)用凹形豎曲線，駕駛?cè)藛T面向上坡段時容易產(chǎn)生錯覺，實際視覺中的坡度會偏低，反正面向下坡段時同樣會產(chǎn)生視覺錯誤，因此，會引發(fā)交通事故。

2）嚴(yán)禁在凹形、凸形豎曲線的頂部之間加設(shè)具備急轉(zhuǎn)彎的平曲線，否則會使得駕駛?cè)藛T在無視覺引導(dǎo)下進行方向盤急打，進而導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。

3）嚴(yán)禁在凹形、凸形豎曲線的頂部之間加設(shè)斷背曲線，否則行駛車輛在無視線誘導(dǎo)下產(chǎn)生失重感，行駛至頂端后則才意識到彎曲相反方向，容易導(dǎo)致駕駛?cè)藛T操作失誤。

4）當(dāng)平面曲線上存在凹凸反復(fù)的縱斷面情況時，駕駛?cè)藛T會產(chǎn)生視覺障礙，看不見中部的線形區(qū)域。

5）當(dāng)陡坡與轉(zhuǎn)彎半徑較小平曲線之間進行組合設(shè)計時，其幾何組成部分尺寸變化較大，若駕駛?cè)藛T無提前準(zhǔn)備則容易產(chǎn)生交通事故。

5 基于主動安全理念的道路規(guī)劃設(shè)計研究

5.1 線形安全設(shè)計優(yōu)化

為了提高連接線運營安全，增大下坡路段末端圓曲線半徑，連接線平面線位自第二處回頭曲線處開始調(diào)整，將路線布設(shè)于坡體之上，并設(shè)置一處半徑為60 m 的右偏圓曲線，將路線引至岸坡上，終點位于地方政府所要求的位置，設(shè)置一處圓曲線半徑為22 m 的左偏曲線，與景區(qū)道路相接[11]。

5.2 線形設(shè)計安全評價

優(yōu)化前后縱面指標(biāo)相當(dāng)，但優(yōu)化后其平面指標(biāo)更好[12]，且優(yōu)化后擋墻防護量減少，同時防排水量降低較多，其余路線長度增加，路面工程量減少，路線不存在繞行，工程規(guī)模較小。優(yōu)化后取消了長大下坡末端存在的一處小半徑右偏圓曲線，避免距離平交口較近，改善了視距不良的問題，降低在下坡方向通行的安全風(fēng)險。該高速公路連接線線形安全設(shè)計優(yōu)化后其安全評價指標(biāo)和結(jié)果如表2 所示。

表2 連接線線形安全設(shè)計優(yōu)化后其安全評價指標(biāo)和結(jié)果

根據(jù)上述分析可知，對該高速公路連接線線形規(guī)劃方案進行優(yōu)化，可有效確保該高速公路連接線運營安全，降低事故風(fēng)險，使交通管理方式簡單，并且有較大的空間在平交口處設(shè)置停車收費站點等配套設(shè)施，滿足主動安全理論的原則和要求。

6 結(jié)語

道路交通安全影響人們的生活出行。在趨于嚴(yán)峻的交通安全形勢下，交通安全成為道路規(guī)劃設(shè)計的重點內(nèi)容。對既符合日益增長的交通需要，又能使安全水平得到提高的道路規(guī)劃設(shè)計進行探索，可為道路安全打下基礎(chǔ)。本文基于主動安全的理念，從某高速公路的線形規(guī)劃出發(fā)對交通安全工作進行探討，充分體現(xiàn)了“以人為本”的設(shè)計理念，為后續(xù)類似項目設(shè)計提供參考。