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1、.实用文档.道路几何线性对交通平安的影响李瑞河南城建学院 交通运输工程学院，河南省平顶山市467036摘要：本文分析了道路交通事故产生的主要原因和道路线形与道路交通事故的关系，提出了改良道路曲线的设计方法和道路线形设计的方法，以满足行车的力学性能，同时满足线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、平安舒适等要求，使道路曲线与地形和车辆的行驶轨迹到达完美的组合。从理论的角度出发，分析了道路线形对交通平安的影响以及路线设计中应注意的问题关键词：道路线形；交通平安；交通事故；视距；线形组合；The effects of Road geometrical linear on traffic safety
2、Li Rui,(He nan University of Urban Construction，School of transportation engineering，He nan467036，China)Abstract:Abstract:This paper analyzes the relationship between the main causes of road traffic accidents and roadalignment and road traffic accidents,put forward the design method of improving roa
3、d curve and road alignmentdesign method,in order to meet the mechanical performance of driving,at the same time satisfy the linearcontinuous and index of equilibrium,good vision,landscape coordination,safe and comfortable requirement,curve with the terrain and the movement track of vehicles on the r
4、oad to achieve perfect combination.From theperspective of theory,the paper analyzes the road alignment effect on traffic safety and attentions should be paid toin the route design.Keywords:Keywords:road alignment,traffic safety,traffic accident,range of visibility,linear combination0 引言我国是交通事故频发的国家，
5、交通事故率和事故的严重程度已居世界首位，随着人们生活水平的提高，交通平安问题已成为人们最关心的问题。研究说明，在诸多的交通事故中，除少数是由于驾驶员粗心大意造成的外，大局部驾驶员出事故的原因是由于困难的行驶条件所造成的，而困难的行驶条件那么与道路设计或道路养护有关，当车辆在这样的条件下行驶时，驾驶员稍稍放松注意力，就会导致交通事故。通过对多起交通事故的分析，我们发现：公路线形几何要素的不合理以及各种不良的线形组合，均可能导致交通事故的发生。1 道路交通事故原因分析道路交通是人、车、路、环境等要素构成的复杂的动态系统，它们之间互相依赖、互相作用，系统状态随着时间的推移和环境的改变而改变。人是交通
6、事故的核心，影响交通事故的主要因素是人的因素造成，同时交通事故产生还与车辆性能、道路条件和环境有关，如表1 所示：.实用文档.表 1 我国 2021 年道路交通事故主要原因分析工程事故数比例/%机械故障209252.70驾驶员67544987.37非机动车221142.87行人212382.74道路9370.12其它324744.20合计773137100研究说明，在诸多的交通事故中，除少数是由于驾驶员粗心大意造成的外，大局部驾驶员出事故的原因是由于困难的行驶条件所造成的，而困难的行驶条件那么与道路设计或道路养护有关，当车辆在这样的条件下行驶时，驾驶员稍稍放松注意力，就会导致交通事故。而导致驾
7、驶员产生疏忽大意或导致其采取了不正当的驾驶措施的主要原因之一是不良的道路几何设计。只有深入进行研究，揭示道路交通事故外表现象所掩盖的实质，才能有效的减少交通事故，切实提高道路平安水平。道路的几何要素或线形组合不合理，都有可能导致交通事故的发生。道路条件的因素主要有道路线形、道路的几何特征、交叉口形式、路面状况和交通设施等因素。以往人们总喜欢把道路设计成平直形，根据表2 我国 2002 年各种线形的交通事故统计结果可以看出，无论是事故的次数，还是死亡的人数或受伤的人数，9698%集中在这种具有“良好线形条件的道路上，即集中在平直路或一般弯、一般坡、一般弯坡的道路上，其原因是在“良好线形条件的道路
8、上，驾驶员容易麻痹大意，从而容易引发交通交通事故。在地形条件较好的平原地区，道路设计时往往设计成平直的道路线形，也是产生交通事故的一个重要原因，如表3 所示。表 2 我国 2021 年各种道路线形的事故分析一般一般工程平直路一般弯一般坡弯坡事故688942数比例89.11/%4.052.741.770.790.290.270.570.4110031312211841368561082242208744073170773137急弯陡坡陡坡急弯陡坡急弯坡弯合计一般.实用文档.表 3 我国 2021 年各种地形的事故分析工程事故数比例/%平原58364175.49丘陵11875415.36山区707
9、429.15合计7731371002 道路线形与交通平安的关系公路的线形最终是以平面线形、纵断面线形和横断面形式组合而成的立体线形映入驾驶员眼帘的。在诸多的交通事故中，大局部驾驶员出事故的原因是由于困难的行驶条件所造成的，道路的几何要素或线形组合不合理，都有可能导致交通事故的发生。本文基于交通平安研究道路曲线元素的根本组合关系，指出曲线组合关系不当是发生交通事故的主要原因之一，以满足行车的力学性能，同时满足线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、平安舒适等要求，使道路曲线与地形和车辆的行驶轨迹到达完美的组合。通过对多起交通事故的分析，我们发现：公路线形几何要素的不合理以及各种不良的线形组合，均
10、可能导致交通事故的发生。(1)直线：过长的直线段，易使驾驶员因景观单调而产生疲劳，注意力不集中，反响缓慢，一旦有突显信息出现，就会因措手不及而肇事，如表2 所示。另外，驾驶员在长直路段爱开快车，致使车辆进入直线路段末段后的曲线局部速度仍较高，假设遇到弯道超高缺乏，往往导致倾覆或其它类型的交通事故。(2)曲线：据美国公路部门统计，在弯道上发生的事故约占全部事故的10%以上，特别是与陡坡和路面滑溜等情形加在一起时，发生在弯道上的事故要比直线上多。(3)平曲线：平曲线即弯道，平曲线与交通事故的关系很大。在圆曲线上，由于横向力的存在，对汽车的平安行驶会产生不利影响。大半径曲线比小半径曲线的事故率低；连
11、续曲线当半径协调时事故率比不协调时低。调查说明曲率愈大，事故率愈高。(4)竖曲线：由于道路的凸形竖曲线半径过小时，会影响到驾驶员的视距，使其视野变小,此时驾驶员不易发现前方情况，容易发生碰撞。(5)纵坡坡度:纵坡过大，对于保持车辆的合理速度。维持连贯的驾驶状态有负面影响。坡段过陡时，车辆下坡会打滑，更有甚者可能造成车辆的翻覆；坡长过大，车辆上坡会爬坡吃力，严重的可产生倒滑现象。(6)线形组合：行车平安性的大小与不同线形之间的组合是否协调有密切的关系,以下不良的线形组合往往是导致交通事故发生的重要原因：线形的骤变，如长直线的末端设置急转弯曲线,尤其是长下坡(大于 1)接小半径曲线是有危险倾向的设
12、计，易造成车辆在不自觉的高速情况下驶入平曲线，事故隐患大为增加。在连续的高填方路段，如果没有良好的视线引导，驾驶员容易使车辆偏离车道中心线，可能冲出路面，酿成车祸。.实用文档.短直线介于两个弯曲的圆曲线之间，形成断背曲线，这样容易使驾驶员产生错觉，把线形看成反向曲线，从而发生操作错误，甚至酿成车祸。在直线路段的凹形纵断面上，驾驶员位于下坡时看到对面的上坡段，容易产生错觉，把上坡的坡度看得比实际的坡度大。这样驾驶员就有可能加速以便冲上对面的上坡路段；同时，在下坡路段看上坡路段，驾驶员觉察不出自己是在下坡，因而有可能发生事故。在凸形竖曲线与凹形竖曲线的顶部或底部插入急转弯的平曲线，前者因为没有视线
13、引导而必须急打方向盘；后者在超出汽车设计速度的地方仍然要急打方向盘，这些都是极易引起交通肇事的。在平面曲线内，如果纵断面反复凹凸，每当产生这样的问题，即形成只能看见脚下和前头，而看不见中间凹陷的线形，这样的线形容易发生事故。转弯半径较小的平曲线与陡坡组合在一起时，那么会使事故急剧增加。是否设置缓和曲线对于圆曲线上平安特性有着较为显著的影响，未设缓和曲线的圆曲线，事故数显著地高于设置了缓和曲线的圆曲线段。纵坡长度过短，出现锯齿形纵断面，这种地形使行车频繁颠簸，甚至可能产生颠簸的叠加与共震，危及平安。视觉上，这种地形使驾车者有路线不连续，坡长越来越小，线形破碎的感觉。坡长过大，下坡时使得车辆速度渐
14、增，也不利于平安。3 路线设计与交通平安交通平安的影响因素体系包含了主观因素和客观因素。驾驶员因素是主观因素；客观因素包含：一：道路因素，二：交通量，三：车辆因素，四：环境因素。以往，对于交通事故的生成原因的分析，多为驾驶者的违章或过失，即认为是主观的因素起主导作用，而潜在与间接的因素谈及不多。因此，改善道路线形条件对减少交通事故有重要意义。交通平安可区分为平安程度和平安感两个概念。交通平安程度是发生交通事故的多少来度量，是一个实际的数据。目前经常使用的指标有：年交通事故次数，年交通事故死亡人数 万车事故率，万车事故死亡率，亿车公里事故死亡率。交通平安感是以人的感觉器官所产生的心理状态来描述。
15、一般而言，平安感与舒适性有正比关系；但平安程度与舒适性未必有正比关系。平安感高的道路，使用起来舒适性也高，而平安程度高的道路，使用起来未必舒适。某些危险路段，没有平安感，却引起了用路者的注意结果事故少，平安程度高，然而，驾驶员在这种路段上驱车前进，会觉得提心吊胆，舒适度差。因此，道路线形平安设计所追求的目标，应当是设计出对用路者平安程度高、平安感也强的道路。4 道路线形组合为什么平纵线形组合不当易发生交通事故呢?除了驾驶员在这种线形上行车时视觉和心理易产生错觉等障碍外，同时线形也不易满足车辆行驶的受力要求。从理论上讲，平瞳线包.实用文档.含纵坡(或纵坡包含平曲线)时，行驶车辆的受力状态很复杂，
16、不稳定性增加。因此，要增加车辆行驶稳定性，应对平曲线或纵坡度按一定关系折减予以满足。平、纵线形设计中应防止的组合：1计算行车速度40kmh 的公路，凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部，不得插入小半径平曲线，凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部，不得与反向平曲线的拐点，即 S形拐点重合。2直线上的纵面线形应防止出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶者视觉中断的线形；防止采用由很多短坡段连在一起的线形。3直线段内不得插入短的竖曲线；防止在长直线路段上采用凹形竖曲线，防止在长直线上设置陡坡及曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。4防止在一个平曲线内有几个变坡点(竖曲线)或一个竖曲线内有几个平曲线，小半径竖曲线不宜与缓和曲
17、线相互重叠。5 道路条件的改良和核查公路的线形最终是以平面线形、纵断面线形和横断面形式组合而成的立体线形映入驾驶员眼帘的。驾驶员在驾驶车辆过程中所选定的实际行驶速度，是由他对三维立体线形的判断做出的。公路的立体线形除必须满足驾驶动力学要求的最小值外，还应满足驾驶员视觉心理方面连续、舒适的要求，反映公路线形好坏的关键是速度的连续性，它直接影响道路交通的平安。麦克康纳尔在经过大量的实验后认为：虽然当车辆在弯道上行驶时，它的 6 个自由度都处在变化之中，但人体的感觉器官并不是对所有的运动自由度的变化都能感知，而是只有当这些自由度的变化大到一定的程度后，驾驶员和乘客才会感觉得到，并逐渐大到影响人体舒适
18、性；使各个运动自由度的特性值控制在感觉极限值以内，那么车辆的行驶舒适性好，乘员将难以凭感觉器官感觉到弯道的存在，从而到达车辆在水平直路段上行驶时的舒适程度。通过对大量线形实例及事故多发地段的分析比照，确定组合曲线多发交通事故的症结之一是：组合曲线中线形元素的起点和终点衔接不畅，其曲率变化不连续，出现陡变点。为了弥补这一缺乏，我们引入布劳斯关于汽车行驶规律的研究成果，考虑我国道路现状和国情，基于交通平安的角度对布劳斯曲线的研究成果进行改良和完善。(1)在平曲线上应该保持期望车速的连续性，如果由于经济和环境的原因在某一地点标准降低，就应通过清晰的标志、标线和其它警告设施提前告之驾驶员前方潜在的危险
19、，并引导他们平安通过危险位置。(2)曲线的偏角不能太小。曲线偏角过小时，曲线长度将会看起来比实际的要短，使驾驶员对公路产生急转弯的错觉，这种错觉偏角越小越显著。因此，当偏角小时应设置较长的曲线，使之形成公路是在顺适转变的感觉，以防止驾驶员枉作减速的准备。(3为了确保行车平安，要求曲线的长度不能太短，以免使汽车在曲线上悠忽而过，增加驾驶员的操作困难。对于曲线间的直线长度也应加以控制，在同向或反向曲线之间如果直.实用文档.线太短，同样会引起平安问题，因此应加以控制。(4)尽可能使用缓和曲线，使用道路曲线能自由流畅。缓和曲线是从平安角度出发设计的一条驾驶员易于遵循的路线，能使车辆在进入或离开圆曲线时
20、不致侵入邻近的车道。(5慎用直线，直线长度的长短直接影响车辆的行车平安。直线过长时，在长直线上行车过于单调乏味，容易造成驾驶人员的疲乏和放松警惕。(6)与地形相适应的路线不仅能诱导驾驶员的视线，而且能使司乘人员心情舒畅，提高驾驶的平安性。(7)在纵断面设计中，影响交通平安的因素有纵坡、坡长和竖曲线半径，采用较小的纵坡和大半径的竖曲线，能同时为驾驶员提供良好的视距及超车时机，有利于行车平安。(8)横断面设计要素包括路面、路肩、路拱、路缘带、边沟、中间分隔带等对行车平安都有影响，其中尤以行车道宽度和路面状况对道路平安的影响最大。因此，规划设计人员在规划设计中始终要贯彻以人为本的理念，为用户提供平安
21、、快速、便捷、舒适的公路交通根底设施。6、结论在路线设计中应对公路的平、纵、横三个面应进行综合设计，保证路线的整体协调，做到平面顺适、纵坡均衡、横面合理；应考虑车辆行驶的平安舒适性以及驾驶人员的视觉和心理反响，引导驾驶人员的视线，保持线形的连续性，防止采用长直线，并注意与当地环境和景观相协调，让路线到达经济、美观、舒适、平安的效果。道路曲线实际上不是一条简单的平曲线或竖曲线，而应该是一条自由舒展的空间曲线，它既能够满足行车的力学性能，又能满足线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、平安舒适等要求。车辆在行驶过程中，存在一条曲率连续变化的轨迹，无论车速上下，这一轨迹线都是客观存在的，它的形式和长
22、度那么随行驶速度、曲率半径和司机转动方向盘的快慢而定。在诸多的交通事故中，大局部驾驶员出事故的原因是由于困难的行驶条件所造成的，道路的几何要素或线形组合不合理，都有可能导致交通事故的发生。本文基于交通平安研究道路曲线元素的根本组合关系，指出曲线组合关系不当是发生交通事故的主要原因之一，然后从汽车出发，提出用布劳斯曲线改良道路曲线的设计方法和道路线形设计的核查方法，以满足行车的力学性能，同时满足线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、平安舒适等要求，使道路曲线与地形和车辆的行驶轨迹到达完美的组合。.实用文档.参考文献(References)1任福田 交通工程学M 北京 人民交通出版社，2003R
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