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山區道路安全設計的若干問題論文
摘要：針對目前山區道路安全設計過程中存在的若干問題，文章分析了山區道路安全設計的一些特點，并提出了山區道路安全設計的方法實例，其目的是給相關從業人員在進行山區道路安全設計時提供一些方法與思路。
關鍵詞：山區道路安全；平面線形；縱斷面線形；橫斷面線形；雙車道工程
隨著我國社會發展進程的加快，山區道路工程的建設數量越來越大。在實際的設計過程中，山區道路的設計容易受復雜的地質地形條件、已有道路建設情況以及山區內河流等因素的影響�；诖�，設計人員應從山區道路設計過程中的安全影響因素入手，找出安全設計的控制要點。
1山區道路安全設計特點
山區道路的安全設計具有地質地形條件復雜的特點，其影響主要體現在：地勢落差大、橫坡較陡以及變化頻繁等。在此情況下，道路工程進行建設時，就要面臨工程量大、安全標準高等問題。此外，受山區地理條件的限制，原有道路路基情況較差時，就要求設計人員通過重新選線來進行工程改建。具體來說，就是要結合原有道路情況，來勘測工程所處的道路建設條件。此過程中，要求設計人員要熟悉當地的地形分布，并具備較高的勘測技術水平。而山區的河流對于道路安全設計來說，其具有沖刷力大、流速快以及水位落差大等特點。針對這一特點，設計人員在確定道路洪水位時，要充分考慮河流上、下游的斷面情況，進而采取具有適用性的山區道路安全設計標準。對于存在較大河流的區域，在進行道路安全設計過程中必須充分考慮河流變化可能帶來的影響。
2山區道路設計過程中的安全影響因素
山區道路的線形是保證車輛安全運行的直接載體，其主要包括平面線形、縱斷面線形等�；谏絽^道路的安全設計特點，道路線形設計過程中任何一個不安全指標、不良線形組合，均可給道路使用安全帶來一定隱患。因此，設計人員應在明確線形設計對道路使用安全性影響的基礎上，找出具體的設計控制方法。
2.1平面線形
例如，若山區道路工程設計時采用平曲線線形模式來保證道路使用的安全性，但設計人員卻忽略了連接曲線段的直線設置形式，這就在一定程度上增加了道路投入使用時的事故發生率。相關研究表明，影響山區道路工程平面線形設計應用效果的因素有：平曲線半徑以及平曲線偏角；山區道路的安全事故發生率與平曲線半徑成反比關系。即：當山區道路設計的曲線半徑增加，道路使用的安全性就呈現降低趨勢。而對于平曲面偏角來說，道路使用的安全性與曲線轉角呈拋物線關系。即當平曲面偏角≤24°時，山區道路交通極易發生行車安全事故。此外，哈爾濱工業大學對某兩條山區高速公路路面的偏角與安全事故發生率間的關系研究表明，平曲線的偏角最大為45°、最小為4°08。如圖1所示，為具體兩條高速公路的安全事故發生率與平曲線偏角的關系圖。
圖1山區道路行車安全事故發生率與曲線轉角關系
2.2縱斷面線形
山區道路的縱斷面線形設計要素包括：縱坡度和豎曲線半徑。其中道路的縱坡度設計直接決定載重汽車能否進行安全行駛。如果沒有進行有效的設計，后續動力性較差以及快速行駛的小型車輛就可能存在超車困難等情況。在此情況下，車輛一旦強行超車，視距以及安全通行等方面的安全設計就很難得到應有控制。豎曲線半徑的設計要點在于，實現變坡點處的坡度變化。這里指的過渡曲線是：凸曲線和凹曲線，其半徑大小會直接影響道路的縱斷面過渡效果。具體來說，凸曲線會對駕駛車輛的人員視距造成影響，即凸曲線半徑增大，其行車的視距就會變大。而凸曲線的半徑過小，也容易限制視距。這兩種情況均會引發山區道路駕駛人員的視距差錯，從而導致安全事故的發生。
3山區道路安全設計實例
以某山區雙車道道路工程進行路側安全設計過程為例，設計人員需首先明確路側建設使用的安全等級。其次，需對影響路側安全設計穩定性的因素進行分析篩選。最后，提出平面線形、縱斷面線形以及其他安全影響因素的設計控制措施。
3.1路側安全等級
路側安全程度控制，就是指對車輛駛出路外而造成生命財產損失進行控制。路側安全程度控制的越好，其道路使用的安全性就越高。據相關人員對大量路段路側進行實地調研結果顯示，工程路側發生安全事故的嚴重性被劃分為4個等級。本山區雙車道道路工程的路側安全設計等級為Ⅱ級。這就要求，設計人員要將路側凈區的寬度控制在3m以內。與此同時，路側建設過程中，可能存在少量、零星的危險障礙物，比如：石頭、樹木、示警樁以及標志標桿等，應對其進行適當清除。值得注意的是，在距離道路行車道外邊緣較近距離范圍內可能存在邊溝、巖壁以及擋墻等障礙物，因此設計人員應將工程邊坡坡度控制在1：3內。這樣一來，當車輛駛出路側外但不能自行返回公路時，其所在區域的安全穩定性就能得到一定保證。即：滯留的車輛與連續或零散障礙物發生碰撞的概率較小，這就降低了車輛發生翻車事故的概率。
3.2路側穩定性因素篩選
山區道路安全設計的路側穩定性因素篩選，主要包括兩方面內容，分別是：路側指標篩選和路側指標確定。其中路側安全的指標篩選需要考慮諸多因素，即人-車-路-環境組成的多層次系統。在實際篩選過程中，設計問題不是由某一獨立因素引起的，而是由于兩個或兩個以上多個因素共同作用的結果。這是因為山區道路路側安全設計的各個因素之間是相互作用且邏輯關系緊密的。這就會對路側安全的指標體系選擇造成一定影響，這里指的影響有：主要指標影響和次要指標影響。為了突出主要影響因素，抓住影響交通安全的主要矛盾，工程采用了基于Spearman相關性指標篩選技術，對路側指標體系進行篩選。結果表明，應用該指標篩選技術后，成功剔除了路側安全設計過程中存在的非獨立變量問題，同時還適當簡化了選擇過程繁雜的數據信息。此外，設計人員考慮到指標因素量綱的不一致問題，需對其進行歸一化處理，以得到無量綱的統一數據。由此可見，應用Spearman相關性技術的分析法，能夠實現對各個指標與路側安全相關性信息的有效分析。這是從多層次系統中篩選出與路側安全密切相關指標的關鍵技術內容，設計人員應將其重視起來。而路側指標確定，需要在系統全面的路側安全影響因素分析基礎上，構建出路側安全等級評估指標體系。該體系是由山區道路交通量、道路線形、路側歷史事故以及路側特征組成，設計人員應按相關因素對其子系統進行分類，以提高路側穩定性因素的篩選效率。
3.3道路安全設計方法
3.3.1平面線形安全設計
線形選擇是山區道路進行路線設計的重要組成部分。在設計過程中，設計人員應采用圓曲線半徑作為線形設計形式，這是在地形復雜且地質條件苛刻的環境下，一種具有安全穩定性的設計方法。但實際設計時，設計人員為提高道路工程的安全性，通常采用大半徑圓曲線或是直線作為公路的線形形式。這兩種設計方法如果沒有得到很好的控制，山區道路就非常容易出現塌方、滑坡等災害。針對這一問題，設計人員應嚴格遵循安全設計的原則目標來控制平面線形的設計安全效果。具體來說，設計人員首先要對山區道路的建設地點進行相關的地形地質考察。其次，再根據汽車的行駛軌跡來提高道路線形設計的安全合理性。最后，將這兩方面影響因素進行綜合考慮，從而設計出科學有效的平面線形設計。
3.3.2縱斷面線形安全設計
在進行山區道路縱斷面設計的過程中，先要考慮的是最大縱坡的影響問題。一般情況下，設計人員大多采用過緩坡度設計方式來保證縱斷面設計的安全性。經調查顯示，在實際的設計應用中，過緩坡度設計方式會延長克服高差所需的展線距離，這就在很大程度上增加了工程的造價。當山區道路的縱坡較大時，行駛車輛就必須通過降低運行速度來提高行車安全。在此過程中，就容易出現超車困難的問題，小汽車和其他快速行駛車輛的自由度就會受到影響。這種情況，就會增加山區道路安全事故的發生率。因而，設計人員在進行斷面設計的過程中，要慎重使用最大縱坡。
此外，設計時還要充分考慮縱坡的長度設置。因為，車輛在實際運行中，尤其是大型載重貨車需要道路提供一個穩定的坡長來支撐其安全行駛。山區道路的設計人員，要想提高縱坡長度的設計效果，必須對前后縱坡情況、交通構成以及其他影響因素進行綜合考慮，只有這樣才能使其發揮出靈活性作用。值得注意的是，相關標準規定的最大值可作為設計人員進行縱斷面設計的指導依據。
3.3.3設置緊急避險車道
經調查，山區道路在使用的過程中，大型貨車超載、客車超載是常見的問題現象。這些問題的存在，是人們沒有將山區道路的使用安全性重視起來的原因。如果這些問題始終得不到控制，當超載的車輛行駛至下坡段時，就要通過長時間的剎車來保證安全運行。在此過程中，車輛的剎車轂溫度會升高，且輪胎也會與地面產生激烈的摩擦，進而造成溫度升高。長此以往，會導致車輛的制動性能逐漸衰減，從而影響行車安全性。在這種情況下，設計人員在進行道路設計時，可通過設置緊急避險通道來降低安全事故的發生概率。具體來說，就是當車輛的駕駛人員發現車輛存在制動問題時，就可將失控的車輛駛入避險車道來避免人員和財產出現傷亡和損失。
4結語
綜上所述，隨著對山區道路建設力度的加大，其建設的安全設計標準也在不斷提高。因此，需要設計人員在明確山區道路設計過程中存在的安全影響因素基礎上，來提高山區道路的設計質量以保證其后期安全使用性。具體來說，就是通過準確劃分路側安全等級、準確篩選路側穩定性因素以及合理采用安全設計指標來提高道路使用的安全性。
參考文獻
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