【摘要】交通安全在高速公路路線設(shè)計中占據(jù)著重要地位。從設(shè)計階段開始，就必須將安全作為首要考慮因素，確保所有設(shè)計元素和決策均以最大限度地減少交通事故風(fēng)險，保護(hù)道路使用者的安全為目的。設(shè)計應(yīng)充分考慮路線選擇、曲線半徑、坡度、交叉口和匝道設(shè)計等因素，以減少交通沖突和提高行車安全性。同時，考慮自然環(huán)境如地形、氣候等因素，也是確保交通安全的重要環(huán)節(jié)。通過科學(xué)合理的設(shè)計，可以有效預(yù)防和減少交通事故的發(fā)生，保障人民生命和財產(chǎn)安全，實現(xiàn)高速公路的安全、暢通和高效運行。

【關(guān)鍵詞】公路路線設(shè)計；交通安全；影響因素

【中圖分類號】U412.3" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號】1673-6028（2024）03-0029-03

1 路線設(shè)計中的交通安全影響因素

1.1 地形與地貌

地形與地貌會對高速公路路線設(shè)計產(chǎn)生重要影響。不同的地形地貌條件如山地、平原和沿海區(qū)域，都會帶來獨特的設(shè)計挑戰(zhàn)。在山地區(qū)域，路線設(shè)計需要克服地勢險峻的困難[1]。例如，設(shè)計中常常會遇到坡度達(dá)到4%的陡坡，這要求道路布局必須采取措施減緩車輛下坡時的速度，防止交通事故的發(fā)生。同時，山區(qū)的曲線半徑相對較小，可能低于700 m，這就要求在設(shè)計時必須確保車輛在曲線行駛時的穩(wěn)定性和安全性。相較于山地，平原地區(qū)的路線設(shè)計則相對簡單，但也有其自身的挑戰(zhàn)。由于地勢相對平坦，路線的直線段可能較長，可達(dá)到1000 m或更長，這就可能導(dǎo)致駕駛員過于放松注意力，增加事故風(fēng)險。因此，設(shè)計中應(yīng)考慮通過設(shè)置交通標(biāo)志、路側(cè)設(shè)施等方式，提醒駕駛員保持注意力集中。

1.2 氣候與環(huán)境

氣候與環(huán)境是影響高速公路設(shè)計和使用的重要因素。惡劣的氣候條件如冰雪和雨霧會嚴(yán)重影響路面的安全性和車輛的行駛安全[2]。例如，在年降雪量達(dá)到500 mm，冰凍期超過三個月的地區(qū)，高速公路的設(shè)計必須充分考慮防滑和除雪措施。可通過設(shè)置加熱系統(tǒng)、使用防凍路面材料和合理設(shè)計路面排水系統(tǒng)等方式，減少因冰雪積壓造成的交通風(fēng)險。此外，在年降雨量超過1000 mm，常年有雨霧天氣的地區(qū)，應(yīng)設(shè)計充分的排水設(shè)施和采取防滑措施，如設(shè)置防水層和提高路面的縱坡，保證雨水快速排放，降低因滑坡造成事故的風(fēng)險。環(huán)境條件也對路面材料的選擇和使用產(chǎn)生重要影響。例如，在溫度變化范圍較大，如夏季最高溫度可達(dá)40℃ ，冬季最低溫度可達(dá)-20℃的地區(qū)，應(yīng)選擇耐溫差、抗裂性強的路面材料。同時，還應(yīng)考慮地區(qū)的濕度、紫外線強度和空氣污染等因素，選擇能夠適應(yīng)各種環(huán)境條件，具有長期穩(wěn)定性能的路面材料。

沿海地區(qū)的路線設(shè)計也需要考慮到特殊的氣候和環(huán)境因素。由于受到海洋的影響，這些區(qū)域可能會經(jīng)常遭受強風(fēng)、雨雪等惡劣天氣的侵襲。例如，設(shè)計時需要考慮到偶發(fā)風(fēng)速可能達(dá)到30 m/s，這就要求路線和結(jié)構(gòu)設(shè)計必須能夠承受這樣的風(fēng)荷載。同時，沿海地區(qū)的鹽霧腐蝕也是一個不容忽視的問題，這就要求在設(shè)計時需要選擇能夠抵御腐蝕的材料，并設(shè)計相應(yīng)的保護(hù)措施。

綜合考慮氣候和環(huán)境因素，合理選擇和使用路面材料，以及設(shè)計符合地區(qū)氣候特點的道路結(jié)構(gòu)和安全設(shè)施，是確保高速公路長期、安全、有效運行的關(guān)鍵。通過科學(xué)合理的設(shè)計，可以使高速公路在各種氣候和環(huán)境條件下都能保持良好的行駛性能，減少因氣候和環(huán)境因素造成的交通事故和路面損害，提高公路的服務(wù)質(zhì)量和使用壽命。

1.3 路線曲線與坡度

路線曲線與坡度是高速公路設(shè)計中必須考慮的兩個方面，它們會直接影響道路的行車安全和駕駛員的駕駛舒適性。在規(guī)劃設(shè)計過程中，曲線的半徑和長度應(yīng)根據(jù)設(shè)計速度和地形條件精心選擇和計算。例如，當(dāng)設(shè)計速度為120 km/h，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，水平曲線的最小半徑應(yīng)不小于1000米，以保證車輛在曲線行駛時的穩(wěn)定性和安全性，超限的曲率和坡度會對駕駛安全造成威脅，如圖1所示。

超限曲率意味著曲線半徑過小，可能使車輛在行駛過程中由于離心力過大而發(fā)生側(cè)滑或翻車。超限坡度則可能導(dǎo)致車輛在上坡時加速困難，下坡時制動困難，增加了行車的風(fēng)險。例如，一個上坡的坡度如果超過了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的5%，可能就會影響到車輛的正常行駛。曲線過渡段在確保行車安全和舒適性方面起著重要作用。過渡段的設(shè)計需要考慮到車輛速度、載重和離心力等因素，合理設(shè)置過渡曲線的長度和位置，能夠確保車輛可以平穩(wěn)、安全地通過曲線，避免車輛在進(jìn)入和離開曲線時的突然變速或變向，減少事故的發(fā)生。

1.4 路面材料與摩擦系數(shù)

路面材料與摩擦系數(shù)在交通安全中扮演著不可忽視的角色。適當(dāng)?shù)哪Σ料禂?shù)不僅可以保證車輛順利行駛，還能在緊急情況下確保車輛安全剎車。路面與車輪間的摩擦關(guān)系是衡量路面性能的重要指標(biāo)，影響著車輛的操控性和駕駛安全。在設(shè)計中，路面材料的選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、交通流量和載重情況進(jìn)行，確保在各種環(huán)境和負(fù)載條件下都能保持良好的摩擦性能。例如，某高速公路采用了改良型瀝青混合料作為路面材料，實測其摩擦系數(shù)在0.6至0.8之間，能夠滿足高速行駛的安全要求。摩擦系數(shù)直接關(guān)系到交通安全，一個較高的摩擦系數(shù)可以確保車輛在緊急剎車時能夠在較短的距離內(nèi)停車；如果摩擦系數(shù)過低，車輛在緊急制動時可能會出現(xiàn)滑行，增加交通事故發(fā)生的風(fēng)險。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，當(dāng)路面摩擦系數(shù)低于0.4時，交通事故的風(fēng)險將顯著增加。此外，摩擦系數(shù)還與路面的濕滑性有關(guān)。在雨天或路面濕滑的情況下，路面的摩擦系數(shù)通常會降低，這也是高速公路事故常發(fā)生的一個重要因素。因此，路面材料的選擇和設(shè)計也應(yīng)考慮其在濕滑條件下的性能，如采用具有良好排水性能的表面層材料，以減少因路面濕滑導(dǎo)致的事故風(fēng)險。

1.5 交通標(biāo)志與標(biāo)線

交通標(biāo)志與標(biāo)線作為道路交通引導(dǎo)和管理的重要工具，在保障高速公路交通安全、順暢等方面發(fā)揮著重要作用。在高速公路設(shè)計中，合理布置和設(shè)計交通標(biāo)志與標(biāo)線，能夠有效引導(dǎo)車輛安全、準(zhǔn)確地行駛，減少交通事故的發(fā)生。導(dǎo)向標(biāo)志和警告標(biāo)志是交通標(biāo)志中的兩種主要類型[4]。導(dǎo)向標(biāo)志主要用于提供路線指引，如目的地方向、距離等信息，幫助駕駛員提前做好行車準(zhǔn)備。據(jù)統(tǒng)計，合理的導(dǎo)向標(biāo)志設(shè)置能夠有效減少因駕駛員臨時變道、急剎車等不確定因素導(dǎo)致的交通事故。警告標(biāo)志則用于提醒駕駛員注意前方存在的各種潛在危險，如前方交叉路口、急彎路、陡坡等，以便駕駛員提前做好應(yīng)對準(zhǔn)備。路面標(biāo)線在高速公路的交通引導(dǎo)中也起著舉足輕重的作用。合適的路面標(biāo)線可以清晰地劃分車道，指示行車方向，提高行車的秩序性和安全性。特別是在夜間或能見度低的情況下，明顯的路面標(biāo)線能夠有效指導(dǎo)駕駛員安全行駛。研究顯示，高質(zhì)量的反光路面標(biāo)線能夠在夜間提高駕駛員的識別距離至少30%。對于高速公路而言，應(yīng)優(yōu)先考慮采用具有高反光性能和耐磨損性的材料制作路面標(biāo)線，并且定期進(jìn)行維護(hù)和更新，以保持其持久的顯示性能。同時，交通標(biāo)志的設(shè)計和設(shè)置也應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保其大小、顏色和位置等都能滿足高速行駛的視覺要求。

1.6 交叉口與匝道設(shè)計

交叉口與匝道也是高速公路設(shè)計中的關(guān)鍵元素，其設(shè)計質(zhì)量直接影響著交通流動性和道路的安全性。合理的交叉口與匝道設(shè)計可以確保車輛順暢、安全地進(jìn)出高速公路，降低交通事故的風(fēng)險。交通流動性與安全性是交叉口與匝道設(shè)計中必須兼顧的兩個核心因素。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，不合理的交叉口設(shè)計是導(dǎo)致交通擁堵和事故的主要原因之一。因此，設(shè)計時應(yīng)充分考慮車流量、交通流特性、車輛類型等因素，確保交叉口能夠有效地處理不同方向和類型的交通流，同時也要考慮行車的安全性，避免設(shè)計過于復(fù)雜或混亂的交通組織形式。

匝道設(shè)計也是影響高速公路交通安全的重要因素。合理的匝道設(shè)計應(yīng)保證車輛能夠平穩(wěn)、安全地進(jìn)入或離開高速公路。在設(shè)計匝道時，應(yīng)考慮匝道的長度、寬度、曲線半徑等參數(shù)，以及匝道與主線的交會角度和交會方式，確保車輛能夠在合適的速度和視線條件下完成合流和分流的操作，如圖2所示。例如，某高速公路的某交叉口匝道設(shè)計了較長的加速車道和減速車道，使得車輛有足夠的空間調(diào)整速度進(jìn)行合流和分流。據(jù)統(tǒng)計，該交叉口的交通事故率相較于其他類似交叉口降低了約20%，充分顯示出合理設(shè)計的效果。

2 提升公路路線設(shè)計確保交通安全的策略

2.1 采用先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)和方法

采用先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)和方法是確保高速公路路線設(shè)計交通安全的關(guān)鍵策略之一。這樣的設(shè)計方法強調(diào)了技術(shù)創(chuàng)新和科技應(yīng)用的重要性，以適應(yīng)不斷變化的交通環(huán)境和滿足日益增長的交通需求[5]。在規(guī)劃階段，先進(jìn)的地理信息系統(tǒng)（GIS）可以用于收集和分析地形、地貌、氣候等多元環(huán)境信息，為路線選擇提供更為精準(zhǔn)和全面的依據(jù)。通過GIS，可以更直觀、更詳細(xì)地了解不同路線方案的具體特點和潛在問題，從而有助于作出更為合理的決策。在設(shè)計階段，引入建筑信息模型（BIM）技術(shù)，可以實現(xiàn)設(shè)計過程的三維可視化，有助于設(shè)計者、決策者和相關(guān)利益方更清晰地理解和評估設(shè)計方案。

BIM還可以實現(xiàn)各專業(yè)數(shù)據(jù)的集成，有利于進(jìn)行交叉檢查和優(yōu)化設(shè)計，提高設(shè)計的準(zhǔn)確性和完整性。同時，現(xiàn)代化的交通模擬技術(shù)也是不可忽視的工具。通過模擬，可以預(yù)測不同設(shè)計方案在實際運行中的表現(xiàn)，如交通流量、速度、延誤等，為設(shè)計優(yōu)化提供定量依據(jù)。特別是在考慮交通安全時，交通模擬可以幫助識別可能存在的安全隱患和風(fēng)險點，指導(dǎo)設(shè)計者及時調(diào)整設(shè)計策略。

2.2 加強安全評估和風(fēng)險管理

加強安全評估和風(fēng)險管理也是高速公路路線設(shè)計中確保交通安全的關(guān)鍵策略。安全評估應(yīng)作為設(shè)計過程的重要組成部分，全面系統(tǒng)地識別、評估和管理各種可能的安全風(fēng)險。在進(jìn)行安全評估時，應(yīng)基于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)分析和科學(xué)的評估方法，如事故預(yù)測模型和交通產(chǎn)生沖突，應(yīng)深入了解和評估各種設(shè)計元素和交通操作對交通安全的影響。這樣可以識別出設(shè)計中可能存在的安全隱患，通過在設(shè)計階段進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，避免或降低這些隱患帶來的風(fēng)險。

風(fēng)險管理則涉及對識別出的風(fēng)險進(jìn)行有效管理和控制的策略和措施，包括制定風(fēng)險響應(yīng)計劃，為可能出現(xiàn)的各種風(fēng)險情況準(zhǔn)備相應(yīng)的應(yīng)對策略和措施。同時，為了實現(xiàn)有效的風(fēng)險管理，應(yīng)建立完整的風(fēng)險管理體系和機制，明確各種風(fēng)險管理活動的責(zé)任和任務(wù)，保證風(fēng)險管理工作的有序進(jìn)行。除了在設(shè)計階段進(jìn)行安全評估和風(fēng)險管理外，在施工和運營維護(hù)階段也應(yīng)持續(xù)進(jìn)行安全的監(jiān)控和評估，及時發(fā)現(xiàn)和處理新的安全問題和風(fēng)險。這樣可以確保設(shè)計的安全性能得到有效實施和持續(xù)改進(jìn)，提高高速公路的整體安全水平。

3 結(jié)語

綜上所述，高速公路將不僅作為連接各地的物理通道，更將成為推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要支柱。在這樣的趨勢下，高速公路的設(shè)計將更加注重安全性，強調(diào)與自然環(huán)境的和諧共生，追求在保障交通流暢性的同時，兼顧人的舒適和便利，以及環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。設(shè)計者也將持續(xù)探索和研究，以期在新的時代背景下，為社會創(chuàng)造更加安全、高效和便利的高速公路交通體系。

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［作者簡介］袁澤重（1997—），男，河南南陽人，碩士研究生，助理工程師，研究方向：道路工程路線互通。