郭瑩春

(河北省無極縣公路站)

公路線形的優(yōu)劣決定了公路運(yùn)營質(zhì)量的好壞，且公路線形具有不易更改性。影響公路線形優(yōu)劣的因素是多方面的，在路廊設(shè)計完成后進(jìn)行要素設(shè)計時，就交通安全、行車心理、線形美學(xué)等幾方面，進(jìn)行了初步的分析。

公路線形;影響因素;交通安全;線形美學(xué)

1 公路路線設(shè)計系統(tǒng)分析

路線設(shè)計流程可分為宏觀設(shè)計與微觀設(shè)計兩個階段。前期的對路網(wǎng)交通評價、需求分析到路廊設(shè)計，屬于路線宏觀設(shè)計階段。而之后的平縱橫線形要素設(shè)計則屬于路線微觀設(shè)計階段。這兩個階段都是綜合考慮多方面因素來進(jìn)行的。路線設(shè)計流程圖詳見圖1。

影響公路最終使用質(zhì)量的是公路路線線形的優(yōu)劣，線形設(shè)計時考慮因素很多詳見圖1，其中工程地質(zhì)條件為非可抗因素，一般針對此因素設(shè)計人員可回旋的余地不大，所以對其應(yīng)嚴(yán)格按相應(yīng)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計;技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性應(yīng)針對工程復(fù)雜程度、施工工藝水平等進(jìn)行綜合評定，這也是具有客觀評價標(biāo)準(zhǔn)的，而其它的因素則人為主觀性比較大，這也是所要討論的重點。

圖1 路線系統(tǒng)設(shè)計流程圖

2 線形設(shè)計影響因素分析

2.1 交通安全、行車心理研究

(1)線形與交通安全。

近年來，隨著機(jī)動車輛保有量的增加，交通事故發(fā)生量有不斷增加的趨勢。公路交通安全是整個人—車—路系統(tǒng)信息運(yùn)行處理的綜合表現(xiàn)，系統(tǒng)中公路因素處于基礎(chǔ)性地位，其對安全的影響形式多樣但客觀存在。結(jié)合調(diào)查結(jié)果，通過定量和定性的研究分析，公路因素中的公路種類和規(guī)格、公路線形、視距、公路路面狀況、公路交通工程設(shè)施等都會不同程度的影響交通安全。其中路線線形設(shè)計方面因素屬于先天性因素，所以對線形要素與交通安全的關(guān)系進(jìn)行研究以指導(dǎo)線形的設(shè)計，對于減少交通隱患具有重要意義。此外，人在這個系統(tǒng)中為主觀因素，公路的線形設(shè)計、公路交通條件的好壞，對駕駛司機(jī)有很直接的影響，這也是行車交通安全與否的關(guān)鍵。所以，將公路線形設(shè)計與司機(jī)行車心理一并考慮，具有其科學(xué)性，而且也體現(xiàn)了以人為本的設(shè)計原則。

(2)線形設(shè)計各要素與交通安全關(guān)系。

長期以來，評價道路設(shè)計的優(yōu)劣一般僅論其工程質(zhì)量和造價，很少論其使用安全性。近年來，國內(nèi)研究、設(shè)計人員對線形設(shè)計各要素與交通安全的關(guān)系做了研究，其中包括曲線半徑、曲線頻率、轉(zhuǎn)角、坡度與坡長、線性組合與安全的關(guān)系。

①平面曲率變化。隨著平曲線曲率半徑的增大，事故發(fā)生的頻率隨著增加;在公路上頻繁的設(shè)置曲線會相應(yīng)地減少公路交通事故;對于曲率較小的彎道，曲線頻率的影響相對較小。

②曲線頻率。隨著曲線半徑的減小，事故率上升;隨著曲線頻率增加，相同曲線半徑的事故率降低;平曲線路段上轉(zhuǎn)角對事故率產(chǎn)生較大影響。

③平曲線轉(zhuǎn)角。隨著轉(zhuǎn)角的增加，交通事故率逐漸增加。

④坡度、坡長與交通安全。圖2為四川省交通事故統(tǒng)計資料，由此可以看出坡度與事故率的關(guān)系。

圖2 坡度與事故率的關(guān)系趨勢圖

⑤平縱線形組合。平縱線形協(xié)調(diào)的好壞對人心理影響很大。好線形會給人連貫流暢之感，通過視覺刺激人體，給人以新鮮感，減少司機(jī)和乘客之疲勞，集中駕駛員的注意力，讓人感到是種藝術(shù)與美的享受;平縱組合不當(dāng)會使駕駛員總是處于精神高度緊張的應(yīng)急狀態(tài)，這不利于安全、舒適行車。公路中可能出現(xiàn)的與安全關(guān)系密切的線形組合為平曲線上有多個變坡點;豎曲線內(nèi)有多個平曲線;小曲線與短直線組合成的斷背曲線;凸曲線、凹曲線設(shè)置小半徑平曲線起點;凸曲線頂部、凹曲線底部設(shè)置反向平曲線拐點。

⑥行車視距。視距直接影響對駕駛員的交通信息的輸入，因此，視距對交通安全的影響較大。視距不良會引起交通事故的明顯增加。小半徑彎道、小半徑凸形豎曲線、交叉口與鐵路平交、其他超車視距不良等條件下可以充分的驗證視距對交通安全的影響。

(3)運(yùn)行速度。

汽車行駛速度是公路線形設(shè)計中最關(guān)鍵的起決定性作用的參數(shù)。長期以來我國一直用計算行車速度作為基礎(chǔ)參數(shù)，來規(guī)定線形設(shè)計要素的最小指標(biāo)值。經(jīng)過多年的設(shè)計實踐，設(shè)計計算行車速度的概念不能保證線形標(biāo)準(zhǔn)的一致性。計算行車速度只對限制安全行車速度的具體路段有意義。由于地形地質(zhì)等條件的原因，原本希望用等值的計算行車速度來設(shè)計公路線形，而實際結(jié)果則是車速標(biāo)準(zhǔn)變化很大。

車輛在公路上行駛時，駕駛員是根據(jù)公路條件特別是線形幾何條件來不斷調(diào)整車速的，實際車速經(jīng)常會超過計算行車速度。這樣，滿足計算行車速度要求的公路設(shè)計值，如視距、超高等不一定能夠滿足駕駛員選用的實際車速。因此，以考慮到公路車輛實際運(yùn)營狀態(tài)的行車速度來指導(dǎo)公路路線設(shè)計的相關(guān)研究被開展開來。

現(xiàn)階段，在我國完全采用運(yùn)行車速設(shè)計方法客觀上還存在許多困難。為此，現(xiàn)在可行的方法是在計算車速法設(shè)計步驟中增加一個設(shè)計檢驗階段?；驹O(shè)計思路是在初始平面線形和縱坡設(shè)計的基礎(chǔ)上，通過“運(yùn)行車速測算模型”推算各路段運(yùn)行車速，并以“設(shè)計控制原則”為標(biāo)準(zhǔn)檢驗和修正線形的平縱設(shè)計，然后根據(jù)路段線形和運(yùn)行車速最終確定曲線超高、加寬、視距等設(shè)計指標(biāo)。這種設(shè)計方法具有兩點明顯的相對優(yōu)勢，一是該方法根據(jù)實際車速確定設(shè)計指標(biāo)，使設(shè)計要素值能夠滿足車輛實際速度的要求，同時解決了設(shè)計要素之間的相容性問題;二是通過采用“設(shè)計控制原則”，保證了在一個設(shè)計區(qū)段內(nèi)行車速度的連續(xù)性和一致性。

2.2 線形美學(xué)

一條真正安全的公路，不僅要有高標(biāo)準(zhǔn)的幾何組成和完備的安全設(shè)施，而且要有優(yōu)美的景觀和良好的視覺連續(xù)性，使駕駛員有良好的安全感。如果沒有安全感，就不能認(rèn)為在美學(xué)上是滿意的，因為美學(xué)涉及了人類的全部感覺和感情。

目前我國在公路設(shè)計和施工中熟練地運(yùn)用美學(xué)原則還不夠，許多公路顯得僵直、呆板，與自然地形、環(huán)境不協(xié)調(diào)，不僅看起來別扭，而且降低了行車的安全性、舒適性。要改變這種狀況，僅依據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)政策是不夠的，還必須要注意在公路線形設(shè)計中掌握合理的美學(xué)原則，并用正確的技術(shù)和方法，這樣就可在不影響安全和運(yùn)行效率的情況下，改善公路的外觀及環(huán)境。因此，深入研究公路線形設(shè)計的美學(xué)問題，對改進(jìn)公路設(shè)計和施工是非常有益的。

對于線形設(shè)計的美學(xué)問題，歐美國家在早期就進(jìn)行了深入的研究分析，我國今年也開始對這個問題給與足夠的重視。線形要素美學(xué)的研究涉及對直線、平曲線、緩和曲線、縱坡與豎曲線進(jìn)行美學(xué)效果分析。一般來說，線形設(shè)計中應(yīng)注意公路線形要適應(yīng)地形與環(huán)境;線形要均勻、連續(xù)、不能驟變;要克服線形的單調(diào)感;線形要素的組合要均衡、勻順等美學(xué)問題。

2.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性

在綜合考慮交通安全、線形美學(xué)、行車心理等多方面因素后，對公路線形進(jìn)行設(shè)計時需要考慮的另一個很重要的方面就是技術(shù)經(jīng)濟(jì)的可行性。在對運(yùn)行車速、行車視距等進(jìn)行近似路實測后，以實測數(shù)據(jù)作為指導(dǎo)，以相關(guān)設(shè)計規(guī)范值為依據(jù)，在經(jīng)濟(jì)性能接受的情況下，盡可能提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，使其設(shè)計、施工水平不受到制約。

3 結(jié)論

(1)從宏觀上定性分析了公路路線線形設(shè)計影響因素，下一階段應(yīng)開展對各影響因素進(jìn)行定量化的研究以指導(dǎo)實際工作。

(2)公路路線設(shè)計的發(fā)展趨勢，將從基于車輛動力分析的舊有模式，向考慮人、車、公路系統(tǒng)因素，尤其是向注重人的特性(生理、心理)與駕駛行為的方向發(fā)展，以體現(xiàn)以人為本的設(shè)計原則。

［1］ 交通部.公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2003)［S］.2004.

［2］ 陳斌，袁偉.交通安全的公路因素分析［J］.廣西交通科技，2002.

［3］ 溫學(xué)鈞等.高速公路運(yùn)行速度研究［J］.公路交通科技，2002，(2).

［4］ 范振宇等.運(yùn)行車速概念及在我國線形設(shè)計中的應(yīng)用研究［J］.山西交通科技，2001，(2).

［5］ 趙炳強(qiáng).公路線形美學(xué)設(shè)計分析［J］.東北公路.