公路设计中需要考虑的交通安全因素

公路设计中需要考虑的交通安全因素

摘要：随着近年来我国公路工程尤其是高速公路工程建设的迅猛发展，怎样更合理地进行公路的纵坡设计以确保公路的交通安全，已成为设计师们面前的一道值得深思的课题。本文针对当前我国公路的纵坡设计中存在的几个交通安全问题，提出了自身的分析和见解。

关键词：公路；设计；交通安全因素

一、引言

纵坡设计是公路的一项重要设计内容，其对公路工程的路基稳定、填挖方数量、以及交通安全都有着非常重要的影响。在公路工程的设计中能否确定合理的纵坡，需要设计师具备较强的主观能动性和实践经验。因为即使能够符合规范要求的公路工程纵坡设计，其在工程经济方面也未必能够实现最优的效果。尤其是公路纵坡设计还直接关系到工程线形的长度、运输成本以及交通安全，而在许多高差大、地形复杂的地区的公路工程，其纵坡设计的难度就相对特别大，尽管规范及标准对公路的纵坡设计及其相关指标都给予了相关方面的规定和要求，但是由于规定相对而言较为严格和死板，如果一成不变地按照规范来进行公路的纵坡设计，不仅会增加工程的规模，而且会造成无谓的浪费。而随着近年来我国公路工程尤其是高速公路工程建设的迅猛发展，怎样更合理地进行公路的纵坡设计以确保公路的交通安全，已成为设计师们面前的一道值得深思的课题。

二、当前我国公路设计中存在的交通安全问题

1、平均纵坡设计

当前我国规范以汽车爬坡的性能方面为切入点，对二、三、四级公路的平均纵坡作了相关的规定，但是却没有对一级公路及高速公路给以相应的规定，因此在这方面就存在着盲点，这给设计带来了麻烦。

2、最大纵坡设计

当前我国规范关于最大纵坡的规定，主要是以汽车的油耗、爬坡性能和公路的通行能力为切入点来进行规定的，而缺乏对分离式路基与整体式路基进行区分考虑，其规定若单纯对整体式路基而言还是是较为合理的，然而其对分离式路基而言则显得不够合理。

3、互通式立交区主线的最大纵坡设计

当前我国规范对与互通式立交区主线的最大纵坡也进行了相应的规定，并且在条文说明中作了“作为宏观控制的指标，不应放松，在设计中若遇特殊情况或困难，少数指标可采用极限值，但应有保证行驶安全的弥补措施”的解释，然而该规定考虑地还不够完善，并未全面考虑到车辆驶入加速、驶离减速等行驶特性。

4、平、纵组合设计

当前我国规范规定“平、纵线形组合设计原则为宜相互对应；设计速度大于或等于60Km/h的公路，应注重路线平、纵线形组合设计”，如果将此规定应用到山区等地形复杂的地区的公路工程当中来指导纵坡设计，将大大增加工程的规模和造价，可见其还缺乏足够的灵活性。

三、公路设计中需要考虑的交通安全因素

1、平均纵坡设计

因为我国的交通组成较为复杂，车辆超限超载等问题也较为严重，所以规范对于公路的平均纵坡没有作出明确的规定，再加上不同地区和部门对于长陡纵坡的看法也各不相同，从而对公路的纵坡设计造成了严重的制约，通常可认为对长陡下坡路段按照以下原则来进行平均纵坡指标的掌握：连续3Km最大平均纵坡应小于4.0%，连续4Km最大平均纵坡宜小于3.0%，连续9.5Km最大平均纵坡应小于2.5%。在对复杂地形的地区进行公路的纵坡设计过程中，为了更好地利用地形和保障行车安全，可以将路线的纵坡设计成为台阶式的纵坡，并通过陡缓坡交错进行的方式来作公路纵坡设计，这样一方面对上坡路段来说，可以使行驶得到缓急结合，从而有利于恢复车辆的运行速度；而另一方面对下坡路段来说，则有利于控制车辆制动和车速，研究表明：2.5%以下的坡段属于缓坡，对于山区等复杂地形的公路，灵活地采用台阶式纵坡，能够在很大程度上降低工程规模，提高行车安全。

2、最大纵坡设计

根据路基的断面形式，其可分为分离式路基和整体式路基。对整体式路基来说，因为左右幅车道是整体的路基，所以一侧行车道汽车为减速上坡行驶，而另一侧则为加速下坡行驶，其纵坡设计主要是考虑汽车的油耗、爬坡性能等因素，因而从该角度来看，规范所规定的最大纵坡指标对于纵坡设计的指导是合理的；而对分离式路基来说，考虑公路上下行车辆已经分离的特性，因为左右幅均是独

立的个体，彼此不相互干扰，所以对于其最大纵坡的确定则应根据汽车的行驶特性来进行区别对待，对上坡坡段应按照汽车爬坡性能的因素来严格根据规范规定进行最大纵坡的取值，而对下坡坡段而言，就不存在着爬坡问题，其最大纵坡的确定则可适当放宽。

3、互通式立交区主线的最大纵坡设计

互通式立交是利用跨线结构物使高速公路与地方公路实现互通的一种交叉方式，按照汽车出入主线的关系，其主要包括了两种行驶的状态：驶入主线和驶离主线。一般而言，因为匝道半径相对比较小，当汽车驶离主线并进入匝道时要减速，而当汽车从匝道驶入到主线时则要加速。而规范对互通式立交区的主线纵坡规定主要是从保证匝道往主线进行平稳汇流的方面进行考虑的，并未全面考虑到车辆驶入加速、驶离减速的行驶特性。所以在对互通式立交区内主线纵断面设计时应当按照汽车的行驶特性来进行纵坡的设计，换就话说，就是当汽车驶入主线且主线纵坡对汽车加速有利时，或者当汽车驶离主线且主线纵坡对汽车减速有利时，此时进行纵坡增大就对汽车的驶入驶出更为有利，因而其纵坡值的确定就可适当放宽。

4、平、纵组合设计

理想的平、纵组合设计原则为“平竖曲线一一对应，平曲线比竖曲线稍长”，也就是我们常说的“平包竖”，对于复杂地形区域的公路，当一个平曲线的长度较大，如果还坚持“平包竖”的平纵组合设计原则，势必会增加工程的规模及造价，而且“设计速度越高，对平纵组合的要求越低，当平、纵指标较低、坡度反向且坡差较大时，应强调平、纵组合设计”。对于一个平曲线内包含多个竖曲线的问题，主要从美观和驾驶员心理两个方面进行考虑。一般来讲，平竖曲线一一对应最为美观，一个平曲线内包含多个凹凸相间的竖曲线尤为不美，对于同向竖曲线，只要不存在断背曲线，对路容及驾驶员的心理影响并不是很大；当采用凹凸相间的竖曲线时，如果公路通视长度较远，驾驶员同时可以看到多个竖曲线时，此时，线形的美观效果较差，且会加剧驾驶员驾驶的紧张程度。但是山区等复杂地形的公路工程的某些段落因为受到地形的限制，往往驾驶员的通视长度都不是很远，因而即使在一个平曲线内设置多个竖曲线（竖曲线的距离应满足行驶视野的要求）也不会影响到路容的美观及驾驶员的心理。故在对山区等复杂地形的公