重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074
摘要：山区高速公路一直是交通事故的多发区域，由于山区地形复杂多变，因此山区高速公路线形设计常采取极限设计，从而多出现小半径曲线和连续纵坡等危险因素。本文从视距及运行速度协调性预测的角度，研究山区高速公路线形设计的安全性，并讨论改进措施。
关键词：线形；设计；协调性；小半径曲线；措施
一、引言
由于我国川渝地区地型复杂多变，交通运输建设十分艰巨。因此在山区公路选线中，会较多的出现小半径曲线，长大纵坡路段以及线形组合不良路段。本文主要就山区高速公路的平纵线形组合，小半径曲线以及长大纵坡等因素，结合高速公路设计实例，讨论山区高速公路线形设计安全性问题，并结合国内外道路设计新型理念对这些问题进行讨论。
二、小半径平曲线对山区高速公路安全性影响及评价
使用平曲线对山区极端复杂地形进行规避，与隧道相比，其成本低，技术含量不高。经研究发现，山区高速公路的平曲线长度能达到设计路线比例的70%。因此平曲线设计是否得当，会在很大程度上影响车辆行驶的安全性。
（一）平曲线最小半径对行车安全的影响
为保证车辆在圆曲线上的行驶安全性。稳定性及行车舒适性，根据公路路线设计规范，圆曲线的最小半径不得小于以下规定：
从式中可以看出，若曲线半径过小，车辆容易侧翻，因此平曲线的半径设计较大才能满足车辆行驶的安全性[1]。当R较大时，线形平顺度较高，车辆能保持更好的稳定性，行车安全性较高。
（二）小半径平曲线下视距对行车安全的影响
视距是行车安全的一项重要指标。由于公路线形设计要尽可能的与地形相协调，山区高速公路的平曲线运用频繁，保持足够的视距，是驾驶员能够及时发现危险并规避的重要保障。
小型车停车视距采用路段运行速度计算值计算。当采用路段运行速度计算值的停车视距大于设计速度对应的停车视距时，应加大停车视距[2]。
小型车辆的停车视距计算如下：
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横净距的计算如下：
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通过对小半径曲线下横净距的计算，我们可以得出相应曲线值上，车辆满足安全行驶的所需要的公路横净距。如下表1所示，通过对某高速设计中的所需横净距进行计算后我们可以发现，几乎所有计算横净距都要远大于具有横净距，这说明山区高速公路在设计时没有充分考虑小半径曲线下，视距安全性的影响。
表1 某高速公路主线中央分隔带段落小型车视距
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（三）小结
通过视距检测可以发现，高速公路车辆行驶速度普遍在60km/h以上，当横净距不足时，产生交通事故的机率会增大。所以出于安全性考虑，结合国外宽容设计理念，可以对个别横净距过小的横断面超车道宽度进行适当加宽，必要时还可以外移超车道边缘线，使车辆行驶时能够尽量保持足够的视距。
三、线形组合对山区高速公路安全性影响及评价
我国《公路路线设计规范》中要求在道路线形设计中应该注重平纵曲线的合理组合，并保证线形的连续性，指标的均衡性以及提供良好的视觉性。在山区高速公路，平纵曲线的组合使用更加频繁，因此山区高速公路上车辆是否能保证安全行驶与公路平纵线形组合是否合理有很大的相关性[3]。
（一）运行速度协调性
为了评价山区高速公路平纵线形组合的合理性，引入运行速度协调性对路线进行模拟。通过对将整条路线划分为直线段、纵坡段、平曲线段和弯坡组合段等四种分析单元，然后以划分后的路段单元为研究对象，并将每个单元的起、终点作为运行速度预测的线形特征点，对设计路段进行运行速度V85测算。
（二）运行速度协调性评定指标
在检测线形组合是否协调时，我们常用△V85来进行对线形组合的质量进行评定。△V85是相邻路段的运行速度的差值，当△V85指标较小时，说明路线线形协调、顺适。若△V85较大，则说明路线线形设计不协调，容易引发安全事故。
△V85指标计算方式为：
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相关道路安全中规定，当
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时，其运行速度协调性良好，当
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时，其运行速度协调性较好，当
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时，其运行速度协调性不良。如图1，图2所示，我们对某高速设计进行运行速度协调性检测，结果发现，高速公路的整体运行速度协调性良好。
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（a）小型车正向运行速度预测图 （b）小型车反向运行速度预测图
图1 小型车运行速度预测图
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（a）大型车正向运行速度预测图 （b）大型车反向运行速度预测图
图2 大型车运行速度预测图
（三）小结
通过检测我们可以发现，小型车正反向运行速度协调性较好，公路线形协调，顺势。但是运行速度协调性预测也有其局限性。在实际行驶时，车辆速度不可能按照预测速度进行行驶，通常驾驶员的主观因素，路面状况等都能影响车辆行驶速度。
通过对大型车辆的检测可以发现，其正反向运行速度协调性基本较好，但我们可以发现在LK19-LK20大型车正反运行速度协调性差距较大。由于大型车与小型车相比，因其载重及车辆性能原因，其行驶速度较为缓慢，稳定，在平缓路段上速度变化较小。因此该路段很可能出现连续纵坡，对大型车辆行驶造成一定的安全隐患。对于长大纵坡，应在沿线设立多个紧急避险车道来尽可能降低安全风险。
四、结语
由于山区复杂的自然条件，山区高速公路的线形设计不仅仅只局限于符合现有的线形设计规范。经过研究发现，即使平曲线半径设计符合规范要求，依然会产生安全隐患。因此在线形设计时应引入新的设计理念，使道路在符合规范的基础上更加安全，而不仅仅限于采取限速等补救措施。同时在运行速度协调性评价中我们发现，即使路线运行速度协调性总体较好，但通过调查发现，大型车运行速度突变的路段，其长大坡设计依然符合要求。这也说明我国线形设计规范有不完善的地方急需改进。设计者在设计纵坡路线时，也应充分考虑车辆性能因素，适当对坡长、坡度等要素进行调整。若山区地形限制较大，也应布置适当的安全设施，减小事故发生。
参考文献(References)：
[1] 刘震.基于人—车—路综合影响的运行车速预测模型研究[D].华南理工大学.2010.
[2] 李厦 叶丹燕.浅谈高速公路路线设计[J] 中国高新技术企业, 2009,(11):140-141.
[3] 同鑫.山区高速公路平纵组合安全性评价研究[D].长安大学.2012.
作者简介：邱逍（1995.9-），男，汉族，四川南充人，在读硕士，重庆交通大学土木工程学院，研究方向：新型筑路材料