【摘要】隨著我國公路里程迅速的增長,道路網(wǎng)不斷的完善,交通越來越便利的同時。道路安全問題也越來越突出并且增多的趨勢。為了合理分析交通問題的發(fā)生原因,本文將分別從影響交通安全的五大因素八個層面詳細敘述。綜合國內外對公路交通的研究成果,本文系統(tǒng)分析了道路條件中路線設計、路基路面、道路結構物、道路類型及道路交通工具、道路交叉口和駕駛員心理因素六大因素對交通安全的影響,并在此基礎上,分別從道路線性、路基、路面、橋涵、隧道、道路類型、道路交通工程和道路交叉口八個技術層面設計公路條件對交通安全影響進行分析評價。全面客觀的分析了道路條件對交通安全的影響。
關鍵詞:道路條件?交通?安全?影響
1.引言
道路交通系統(tǒng)是多因素相互作用的系統(tǒng),特別是公路交通系統(tǒng)更具有多變性、復雜性及關
聯(lián)性。在公路交通系統(tǒng)中的“人
——車——路——環(huán)境”四大要素中,道路條件作為交通運輸?shù)幕A和運行的基本條件,對交通安全具有重要的影響。為了促進公路安全水平的提高,預防交通事故、減少交通事故或降低交通事故的受害程度,本文從道路條件層面分析道路條件各個因素對于公路交通安全的影響。2.路線設計對交通安全的影響分析
2.1幾何線形對交通安全的影響
2.1.1直線長度交通安全的影響
直線簡單、節(jié)省路線長度、便于設計、方便施工,因此直線是道路設計中最常用的線形。一般來說,直線過長或過短都會使交通事故率偏高[1]。直線長度過短使得駕駛員轉彎操作頻繁,工作強度大,容易誘發(fā)交通事故。如在同向曲線間插入長度不夠的直線時,駕駛員容易產(chǎn)生把直線和兩端曲線看成反向彎曲的錯覺,導致駕駛失誤;反向曲線之間的直線過短,不利于超高、加寬的設置,不能實現(xiàn)反向變化的連續(xù)平穩(wěn)過渡,對行車也是不利的。過長的直線段易使駕駛員因景觀單調而產(chǎn)生疲勞,導致注意力分散、反應遲緩,一旦遇見緊急情況,常因措手不及而發(fā)生交通事故。
2.1.2曲線因素對交通安全的影響
(1)平曲線
平曲線是一種比較常用的線形,它可以調整路線前進方向,以適應地形和地物的變化,從而與直線形成一條連續(xù)暢通的道路。但是,大量的事故數(shù)據(jù)資料顯示,平曲線與道路安全關系重大。發(fā)生在平曲線上的事故率是直線的1.5一4倍,而且事故程度較直線更為嚴重,有25%~30%的致死事故是在平曲線上發(fā)生,一般在進入和駛出曲線時駕駛員最容易產(chǎn)生誘發(fā)事故的錯誤操作[2]。
(2)豎曲線
豎曲線主要是為了實現(xiàn)變坡點處坡度的變化的過渡曲線,包括凸曲線與凹曲線兩種。豎曲線半徑的大小,將直接影響過渡效果的好壞。因此,豎曲線對公路交通安全有著一定的影響。豎曲線對于公路交通安全行車的主要影響體現(xiàn)在以下幾個方面。
①對行車視距產(chǎn)生影響。半徑越大,所能提供的行車視距就越大。小半徑豎曲線往往不能滿足視距要求。小半徑豎曲線易造成平、縱組合不合理而使視線不連續(xù)。當為凸曲線時,會使駕駛員產(chǎn)生懸空的感覺失去行駛方向;在凹曲線上夜晚易造成視距不足,尤其是對重型車輛情況更為嚴重,因為其駕駛員視線高于客車駕駛員。
??? ②凹型豎曲線過小還會引起離心加速度過大及排水問題,如果排水設施不足,而且凹曲線是位于平曲線的超高過渡段,這種積水情況會更加嚴重;凸型豎曲線太小還會引起跳車,這些都是不安全因素。
③豎曲線半徑過小,由于離心力的影響,會造成車輛與路面間的摩擦系數(shù)減小,而影響交通安全。
④使駕駛員超重或失重感過大,而影響安全行駛。
⑤豎曲線既要保證有足夠大的半徑,還要保證有足夠的長度。因為當坡差很小時,計算得到的豎曲線長度往往很短,在這種曲線上行車時會給駕駛員一種急促的曲折感覺。???
從統(tǒng)計數(shù)據(jù)上來看,大體上事故率隨半徑的減小而增加,凸形豎曲線上的事故率在相同的半徑下明顯高于凹形豎曲線,說明凸形豎曲線對交通安全的影響比較大,而且事故率明顯比較高的點往往是平曲線與豎曲線相結合的路段。
(3)縱坡度及坡長對交通安全的影響
??? ①縱坡度對交通事故的影響
國內外的研究一致認為道路縱坡對公路交通安全的影響非常大,尤其當坡度比較大時,事故率明顯增大,往往是造成事故的直接原因。根據(jù)前蘇聯(lián)調查資料,平原、丘陵與山地3類公路交通事故率分別為7%, 18%和25%。從中可以看出,山區(qū)和丘陵的交通事故率遠高于平地。造成上述情況的主要原因是下坡來不及制動或制動失靈。高速公路縱坡過陡,上坡時需克服坡阻力和其它行車阻力而牽引力消耗增加,導致車速會降低。而下坡時為克服下滑加速度又需頻繁剎車,制動器容易發(fā)熱失靈而引起交通事故,特別是雨天或有冰雪時,更有滑溜的危險。
??? ②坡長對交通安全的影響
??? 各種汽車構造、性能、功率不同,爬坡能力也不一樣,長大縱坡對載重汽車行駛更為不利,所以有必要考慮公路坡長對交通安全的影響。長陡坡對車輛的影響。若陡坡過長,爬坡時會使汽車水箱出現(xiàn)沸騰、汽阻,導致行車緩慢無力,甚至發(fā)動機熄火;長陡坡下行時,由于需長時間減速、制動,也會造成制動器發(fā)熱或燒壞,從而導致交通事故。②過長縱坡,易使駕駛員對坡度判斷失誤。比如長而陡的下坡路段連接一段較平緩的下坡時,駕駛員會誤認為下一路段坡度為上坡,從而采取加速行駛的錯誤操作。另外,長陡坡造成加速度或減速度的積累,使車速過高或過低而誘發(fā)事故。因此,為有效保證車輛在縱坡行駛的的交通安全,對于較大縱坡的坡度及坡長必須加以必要的限制和改造。
(4)線形組合因素分析
??? 平面線形組合有直線與平曲線,平曲線與平曲線的組合。直線與平曲線的組合要盡量避免長直線的盡頭搭配小半徑平曲線,特別是在長直線的下坡路段,在盡頭的小半徑平曲線處駕駛員往往不能及時判定路線情況,來不及采取措施,造成撞車或翻車事故[3]。兩個同向平曲線間插入短直線,容易讓駕駛員產(chǎn)生把直線和兩端曲線看成反向彎曲的錯覺,導致駕駛失誤。當兩個反向平曲線中插入短直線時,由于不能充分設置超高、加寬,不能實現(xiàn)反向變化的平穩(wěn)過渡,不能操作自如,對行車也是不利的。平面線形與縱斷面線形的組合,不僅應滿足汽車動力學的要求,而且應充分考慮駕駛員在視覺、心理上的要求,避免產(chǎn)生扭曲、錯覺和不良心理反應。平、縱曲線組合不當也是產(chǎn)生危險路段的重要原因之一,組合情況對安全的影響要遠遠大于單個平、縱曲線的影響。另外,平、縱線形的組合對視覺誘導起重要作用,在視覺上違背自然誘導的線形組合是導致事故多發(fā)的主要原因。對于高速公路而言,任何路段在設計時就所選用的每一種線形單獨來講,一般都符合設計規(guī)范,但將多種線形組合在一起,其整體效果是否滿足道路交通安全,則需針對具體路段進行分析評價。目前,我國高速公路在設計、修建過程中因受資金的限制不滿足道路交通安全的道路幾何線形組合的路段還比較多。
2.1.2視距對交通安全的影響
道路視距與交通事故的發(fā)生有密切的關系。由于公路地形(道路縱斷面彎折和平面彎曲)、地物(路邊建筑物、停放車輛等)所形成的視線障礙,不但使視線不能直接達到視距范圍,而且會出現(xiàn)看不到對方車輛、行人動態(tài)的視野盲區(qū),造成實際視距難以保證安全的現(xiàn)象。為了行車安全,駕駛人員應能隨時看到汽車前面相當遠的路程,一旦發(fā)現(xiàn)前方路面上有障礙物或迎面來車,能及時采取措施,避免相撞,這一必須的最短距離稱為行車視距。視距是影響行車安全的重要因素,影響視距的因素也比較多,如線形、季節(jié)性生長的農(nóng)作物、建筑物、廣告牌等。特別是我國的低等級公路。視距往往得不到保證。
3.路基及路面對公路交通安全的影響分析
3.1路基對交通安全的影響
(1)露肩因素
路肩對公路交通安全的主要作用可以通過路肩寬度、路肩表面質量來體現(xiàn)。路肩寬度是指行車道邊緣以外的路基寬度。在路肩寬度內如果存在標志桿、燈柱、樹、橋墩、護欄等障礙物,也會導致行車安全事故發(fā)生。路肩寬度內存有障礙物會致使路肩寬度不足,而路肩寬度不足會導致行車事故增加,其主要原因是當路肩的寬度較窄時,以較大速度行駛的汽車會偏離正常的行駛軌道。在大多數(shù)情況下,車輛??繒r不可能停在路基的范圍內,在較窄路肩上停留的汽車,占去一部分路面從而減小了路面的有效寬度,當汽車從停在路肩上的汽車旁邊駛過時,偏離了正常行駛的軌跡,進入了超車或迎面來車的行車道,這樣就經(jīng)常會發(fā)生相撞。?
路肩表面質量也對公路交通安全具有重要的影響。若路肩表面沒有鋪裝路面,在下雨時特別是雨季容易積水或呈泥濘狀態(tài),在鋪裝路面行駛的載重車特別是拖掛車一旦進入路肩,容易打滑失去控制而引發(fā)交通事故。據(jù)前蘇聯(lián)資料介紹,在交通事故中,大約有6%~13.7%是由于路肩的表面狀態(tài)不良引起的。
(2)中間帶
中間帶由中央分隔帶和路緣帶組成。寬的中間帶(無護欄中央分隔帶)可為錯誤行駛的車輛提供一定的糾錯空間;窄的中間帶(如鋼安全護欄和混凝土護欄)可以迫使錯誤行駛的車輛返回到原來的車流。窄的中央分隔帶可清楚地把兩個方向的交通流分開,為橫穿道路的行人提供安全的等待地。???
據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,與無分隔帶相比,使用分隔帶可減少事故如表3-1所示。從表上可以看出,隨著分隔帶寬度的增加,行車相撞事故的數(shù)量顯著下降[4]。
表3-1分隔帶使用后的情況
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分隔帶類型 | 減少事故(%) | 分隔帶類型 | 減少事故(%) |
窄的標線分隔帶 | 30% | 寬的分隔帶 | 54% |
窄的突出路面分隔帶 | 48% | ? | ? |
?
事故調查發(fā)現(xiàn),中央分隔帶開口也是產(chǎn)生事故的重要因素。中間帶的開口位置不當會危及行車安全。由于兩個相鄰開口的距離過大,遇到緊急情況時無法快速處理,造成交通堵塞。若中央分隔帶開口位于曲線段,小半徑彎道路段,視線不良路段,大縱坡的下坡路段,容易積水路段等均易發(fā)生交通事故。
(3)路基質量
路基質量對公路交通安全的影響主要反映在路基的穩(wěn)定性上。、路基開裂、不均勻下沉、塌方等路基不穩(wěn)定狀況都會危機行車安全。因此,公路路線應當避免通過滑坡、斷層等不穩(wěn)定地帶;應注重對原地基的處理,對不同土質,不同厚度的軟土地基分別采用清淤換填、塑料板樁、砂樁、旋噴樁等對應的方法處理;應選用合乎要求的土質作為填料,汪意填土的均勻性,避免不均勻下沉;應重視填挖交界的搭接,用有效的臺階加鋪土工格柵有效壓實處理。注意調查地下水的走向,防止地下水橫向穿越路基。在通過水田、池塘等低洼及易受水浸泡的地段,充分考慮路基填料的水穩(wěn)性,應當對路基予以特別加固,防止水的反復作用造成路基坍塌。
(4)路基高度
路基越窄,高度越高,駕駛員越容易產(chǎn)生心理緊張及不適等感覺。因此在滿足排水、防洪要求和最小路基高度規(guī)定時,應盡量選擇矮路堤,公路在山區(qū)穿行時盡量走低線,以免發(fā)生車輛不慎沖出路基造成重大傷亡事故。在高路堤處和路線爬高后,在彎道、陡坡、交通量大的路段盡量采用加寬、錯車和防護措施以策安全。高路堤路段還要加強施工質量控制,搞好防護及排水,防止路基不均勻下沉、坍塌等危及行車安全。此外,汽車專用公路在通過人畜密集地區(qū)時宜適當抬高路堤高度,防止出現(xiàn)干擾正常交通現(xiàn)象。
(5)橫斷面形式與寬度
①路基的橫斷面形式
路基的橫斷面形式一般分為路堤、路塹和半填半挖三種。路堤是高于原地面的填方路基;路塹則是全部在原地面下開挖出來的路基。路堤的優(yōu)點是排水、通風和視線良好;路塹則相反。
高速公路、一級公路的路基橫斷面組成包括行車道、路緣帶、中間帶、路肩、應急停車帶、爬坡車道、變速車道;二級與二級以下公路的路基橫斷面組成則包括行車道、路肩和錯車道。路基橫斷面的形式對交通安全的影響主要反映在路基斷面的組成部分是否滿足安全行車的需要。
②路基寬度
一般情況下,合乎規(guī)范要求的路基寬度和斷面形式即可滿足安全行車要求。但在一些特殊路段,往往要改變路基寬度和斷面形式來確保行車安全。高速公路和一級公路除了有專用行車道外,還必須考慮設置緊急停車帶,加、減速車道及爬坡車道;在山嶺重丘區(qū),當?shù)缆仿肪€幾何標準較低時,應當考慮將上行線和下行線分開;在互通立體交叉、服務區(qū)、公共汽車??空镜茹暯犹?,應當設置變速車道(寬度一般3.5m)當路基橫斷面寬度及形式發(fā)生變化時,應寬度和適宜的斷面形式。單車道公路必須考慮留有錯車道、人行道;在城郊接合部或過村鎮(zhèn)路段,還應考慮快、慢車分流及機動車和非機動車、行人分道行駛。
3.2路面對交通安全的影響
???路面是公路的行車部分,公路路面的好壞直接影響行車安全。良好的路面應當是寬度滿足行車要求、堅實、平整、沒有凹坑、耐磨、具有一定的抗滑性能的剛性或柔性體。它能給車輛提供安全、快捷、舒適的行車條件。路面的抗滑性,平整度,路面質量和排水性對行車安全影響最為明顯。
(1)抗滑性能對行車安全的影響
抗滑性能是路面面層重要的安全因素。路面抗滑性能是指車輛輪胎受到制動時沿路表面滑移所產(chǎn)生的力學性能,通常路面抗滑性能可視為輪胎與路面間的摩擦阻力。路面的抗滑性用輪胎與路面之間的附著系數(shù)進行評價。附著系數(shù)進一步又分為縱向附著系數(shù)和橫向附著系數(shù),前者主要影響車輛緊急制動時的安全性;后者主要影響車輛作曲線行駛時的安全性。對于公路道路安全性來講,由于行車速度較高,保持輪胎與路面之間高的縱向、橫向附著系數(shù),都很重要。
(2)平整度對公路交通安全的影響
平整度是衡量高等級路面質量好壞的重要指標,優(yōu)良的平整度是車輛高速、舒適、安全通行的重要保證。車輛在路面行駛時,行駛舒適的狀況與路面的平整度特性、車輛懸掛系統(tǒng)的振動特性和人對振動的反映或接受能力等各方面因素有關,但從路面性能評價的角度,影響路面行駛質量的最主要因素是路面平整度。
平整度是路面表面相對于真正平面的豎向偏差。它是道路路基質量和路面質量的直接反映。差的道路平整度會加劇車輛磨損、增大燃油消耗,影響行車舒適性、降低行車速度、危及行車安全。
(3)路面質量對公路交通安全的影響
??? 路面的形式主要有水泥硅路面和瀝青路面兩種。這兩種內在的質量對交通安全有很大影響。
水泥鹼路面是一種剛性路面,其內在質量對交通安全有很大影響,主要表現(xiàn)在:其對土基的不均勻沉降適應能力差,地基不均勻沉降及水泥硅質量不好會產(chǎn)生斷板、錯臺,且不易修補;接縫多,一旦填縫材料失效,地表水從接縫滲入基層乃至路基,使鹼板在車輛行駛的作用下,產(chǎn)生卿泥將基層細料掏走,導致板端(底)脫空、斷板;如處理不及時,地表水滲入積聚在破損后的基層內并透過基層滲入路基,使基層和土基吸水軟化、失穩(wěn),支承力下降,引起路面損壞加劇,直接影響行車舒適、危及行車安全[5]。
瀝青路面有行車舒適,對路基沉降適應性好等優(yōu)點。但是瀝青路面如果損壞了會危及行車安全,瀝青路面大致會產(chǎn)生如下?lián)p壞:
??? ①裂縫
??? 橫向裂縫多由基層或路基裂縫的反射或由低溫收縮造成;縱向裂縫通常由路基、基層下沉,結構承載力不足引起,其中半填半挖地段和過軟地基地段較容易產(chǎn)生大的、長的縱向裂縫;塊狀裂縫由瀝青老化引起;龜裂則是由于行車荷載反復作用引起路面疲勞開裂,特別在重車行駛的車道上,龜裂是主要的路面結構破壞形式;滑移裂縫則是由于車輛剎車或是轉彎,使路面出現(xiàn)滑動開裂。
②車轍和搓板(波浪)
??? 多是由于瀝青混合料熱穩(wěn)定性不足引起,在行車作用下永久變形累積或材料側向位移形成。
③沉陷和脹起
??? 沉陷由路基或基層的凹陷引起,脹起主要由于路基土的凍脹或膨脹引起,在南方由膨脹土引起的路面脹起應得到高度重視。
④松散與坑槽
瀝青混合料被壓碎、散失,形成集料或瀝青粘結料損失,路表出現(xiàn)大小不同的坑。
⑤泛油
??? 由于混合料中瀝青含量過多或空隙率太小使路表面形成一層有光澤、玻璃狀的瀝青粘膜。
⑥磨光
由于集料硬度和磨光值不夠或路面使用時間長,路表集料棱角被磨成圓滑或平滑狀。
(4)路面排水
路面排水是一個影響安全行駛的重要因素。澳大利亞的LAY(1986)研究認為, 6mm厚的水膜就能使路表橫向摩擦系數(shù)減少到零,汽車會發(fā)生橫向漂移;而在大半徑的曲線段上,在相同橫坡的情況下,水膜厚度比在直線段嚴重兩倍,橫向排水的距離是一個遠比車道寬度更重要的因素[5]。
路面排水與路拱橫坡有關,路拱橫坡度越大將會增加事故率。我國在道路設計規(guī)范中對路拱橫坡度作了明確規(guī)定,但在安全評價時,南方多雨地區(qū)應注意路拱橫坡不宜太緩,而在北方冬季寒冷積雪地區(qū)則要注意路供橫坡不宜太陡。
4.道路結構物對公路交通安全的影響分析
4.1橋涵對交通安全的影響
?? ?橋涵是公路的重要組成部分,大中橋梁往往是公路的控制工程。通??刂浦仿肪€形設計,施工和維護。橋型及橋面寬度、橋梁防護和跳車等對交通安全有較大的影響。
?? (1)橋型及橋面寬度
公路橋的形式多樣,為了其美觀、方便施工和節(jié)省開支,會選擇不同的橋型。有些橋型中,下承式拱橋、斜拉橋、懸索橋的寬度、布置和窄橋對交通安全影響明顯。???
公路橋的行車道寬度不足時,設置在臨近行車道兩邊人工構造物的欄桿和人行道就會限制道路暢通,高速行車時,就會引起駕駛員害怕觸及障礙物的反應,從而保持靠近道路中心行駛,車速也會顯著降低,有時還會導致汽車相互碰撞等交通事故。統(tǒng)計研究表明,橋面寬度比橋頭寬度寬時,事故率明顯減少[6]。
(2)橋梁防護
??? 公路橋梁多位于山區(qū)溝谷、橫跨河流上方及海上,因此,公路橋梁防護設施對于交通安全的影響至關重要。在二級及以下公路上,公路橋涵防撞護欄長度應與橋長一致。此外,高速、一級公路橋梁上應設置剛度較大的中間分隔帶,有效隔離兩向交通。具體設置可按照《公路橋梁設計規(guī)范》進行。
??? 公路橋梁護欄及防護桿還要有堅固的結構,給人以美感,能減輕給被撞車輛及其乘客所帶來的傷害。事故研究表明當車輛沖向或穿破與公路橋梁端部相連的護欄時,其死亡率是平常的8倍之多。許多橋梁的護欄,結構上盡管很堅固,卻不能很好地降低事故的嚴重程度。在橋梁修復的過程中應將這些欄桿換成防撞護欄。
?? (3)跳車
??? 公路橋梁的跳車對駕駛員安全行車有很大的影響。公路橋頭以及涵背的跳車主要是由橋
(涵)臺和橋(涵)頭路基的沉降造成的[[48]。橋梁跳車通常發(fā)生在橋頭、涵背、橋面損壞和橋梁伸縮縫處。這類跳車比較突然,嚴重影響行車舒適性和交通安全,極易發(fā)生追尾、側翻、斷軸,甚至引發(fā)車輛沖出路基等事件。