张泽
重庆交通大学 土木工程学院，重庆 400074
摘要：将道路的线形设计与其安全性紧密联系，基于线形设计对道路安全性进行合理评价，对线形进行完善优化。本文主要介绍了道路线形设计的概念和设计原则，总结了从道路线形设计方面影响行车安全性的因素，提出了合理有效的道路安全性评价方法。
关 键 词：线形设计；安全性；安全性评价
0 引言
随着现在交通量的迅速增长，重载汽车越来越多，再加上道路线形的复杂性，各类交通事故的发生率也急剧上升，因此如何基于道路线形降低交通安全隐患受到了极大地关注。道路线形的舒适性评价实际上是安全性评价的最高级别，也就是说当行车舒适性得到了保证，行车的安全性自然而然就得到了要求，道路线形的景观协调性评价也一样，追求景观协调性最客观的目的就是保证行车的安全性，因此本文通过对公路线形的安全性评价的浅述，以道路线形提出改善交通安全的方法或措施。
1 道路安全性影响因素
1.1 平面线形
1.1.1 直线对道路安全的影响
直线作为一种平面线形要素，是道路线形设计中最简单的线形，但是直线的运用又有很多规定。最常见的就是直线的长度必须进行恰当地设定。当直线太短时，会造成驾驶员进行连续转弯；直线太长时，线形的设计就会显得格外单调，驾驶员容易产生视觉疲劳，不知不觉会提高车速，发生事故，而且在长直线路段上长时间行车，驾驶员会对距离的估计出现偏差而引发交通事故。
1.1.2 圆曲线对道路安全的影响
当车辆在平坦的弯道上行驶时，它将产生离心力。当离心力太大时，会发生诸如侧滑和倾覆之类的事故，对驾驶安全非常不利。圆曲线的曲率影响着离心力的大小。同时，如果圆曲线的半径太大而使圆曲线和直线的差别非常小，这很容易对驾驶员产生误导并引起交通事故。
1.1.3 缓和曲线对道路安全的影响
缓和曲线起连接作用，通过对离心加速度变化率、驾驶员操作、反应时间、超高渐变率以及视觉条件的分析，计算得知。一般取值较大，但有一定的限制，当转角和曲线半径确定时，若缓和曲线过长，会造成圆曲线长度过小，整个平面线形不协调，存在安全隐患。
1.2 纵断面线形
1.2.1 坡度对道路安全的影响
根据调查发现，在上坡或下坡路段的交通事故发生率会比较高。在上坡路段，坡度阻力增加，车辆会因为牵引力不足发生后溜，刹车不及时或者过快会发生交通事故，同时当坡度过大，上坡车辆在到达坡顶时，无法判断对向是否来车，从而增大交通事故发生的几率；车辆在下坡路段行驶，车辆的速度增加过快，遇到紧急情况时不能及时做出应对，使车辆失去控制，因此下坡路段的交通事故一般发生于最下凹部分。同时，为了保证雨水的顺利排出，在开挖段和侧向排水差的路段，道路的纵向坡度应不小于0.3％。表2表示纵坡度与交通事故率的关系。
表2 纵坡度与交通事故率的关系
Table 2 Relationship between longitudinal slope and traffic accident rate
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1.2.2 坡长对道路安全的影响
纵断面设计时对坡长的控制实际上就是在调节坡度对整个道路的影响，坡长对安全的影响主要表现在两个方面：(1)纵坡太长。车辆在爬坡时，会由于牵引力不足有可能会出现熄火问题，产生后溜引发事故；车辆在下坡时速度变得不宜控制，驾驶员会产生连续制动的操作，此时由于制动频繁，存在引发制动效能降低(甚至是失效)的可能，由此导致交通事故的发生。(2)纵坡太短。纵坡过短则意味着变坡点增多，这也会导致车辆在行驶时出现颠簸感，舒适性与安全性均受到影响。
1.3 景观对道路安全的影响
公路景观对驾驶员的影响主要是在两个方面，视觉作用和心理作用。公路景观能够影响驾驶员的视觉，给驾驶员的判断产生很大的影响，并且一个舒适、良好的景观设计可以给驾驶员创造一个愉悦的驾驶环境，有助于减轻疲劳，防止交通事故的发生，也可以发挥保护环境的功效。
在道路线形设计过程中，应该考虑路线周边的景观特征，来选择路线的走势，道路线形设计与周围景观是否协调，决定了道路与周围环境是否协调。
2 公路线形的安全性评价
2.1 交通安全度评价方法
道路的交通安全度评价方法，可以采用综合影响系数K作为交通安全度的综合评价指标：
Kr=K1K2K3……K8
式中：Kr为综合影响系数；K1K2K3……K8分别为交通量、平曲线半径、纵坡、路面宽度、路肩宽度、路面摩擦系数、路旁建筑及平面交叉口对交通事故的影响系数；可以通过各自的公式计算所得，如交通量与交通事故的关系：K1 =1.263S-0.263S2（S为负荷系数）
评定标准：当K值越大，表示该路段可能发生交通事故的危险性也愈大。
2.2 人机工程学在道路线形安全评价中的应用
传统一般采用行车动力学理论和方法对道路线形安全性评价，伴随着学科之间的交错，“以人为本”理念深入人心，从驾驶员的心理生理反应角度评价道路线形的安全性研究逐渐开展并成熟。
2.2.1 心率变动在线形安全评价中的应用
通常情况下，心率的增加与工作强度和压力程度成正比。心率或血压的急剧变化经常引起人们的焦虑，神经质紧张，他们无法集中精神，导致他们的判断力下降，因此，心率和血压是衡量人们心理和生理负荷的重要指标。对于驾驶车辆也是如此，过高的心理生理负担会使驾驶员承受过大的压力，从而导致错误的驾驶行为并极大地影响交通安全，常用的线性设计或评估指标包括心率增加，心率增加率和最大高血压增加。
2.2.2 驾驶员视觉反应在线形安全评价中的应用
经研究发现，驾驶员在驾驶汽车行驶过程中，眼睛可以获得差不多80%~90%的信息，这其中有95%的视觉信息是动态的，而且与交通事故最为密切相关的是驾驶员的动态视觉特征。因此国内外广泛采用眼动仪获取驾驶者的眼球活动信息，这就是通过测量驾驶员的动态视觉反应来评估道路线形的安全性。
基于人机工程学的道路线形设计与评价，是投入大、牵扯面广、复杂而又周期长的研究、也是很有意义的研究，随着实验研究的进一步开展和相关理论的逐渐完善，人机工程学必将更加广泛地应用到道路的建设与管理中。
3 结语
从道路线性设计方面保证道路的安全性一直以来备受关注，而基于线形设计影响道路安全性的因素有很多，因此，需要从线性设计的角度对道路的安全性做出有效评价，才能找出影响因素和不足并克服，从而控制路线的合理性，降低交通事故发生的可能性，并最终达到舒适性和安全性合二为一的效果。
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作者简介：张 泽（1995- ），男，河北张家口人，学生，硕士，主要从事沥青路面研究方面的工作。