（道路与铁道工程专业论文）农村公路安全设计研究.pdf

摘要 本文通过调查农村公路特别是浙江省宁波市农村公路系统中人、车、路、环境以及 管理等方面的现状，系统分析了农村公路的道路特征、使用者特征、车辆特征及事故特 征。通过全面分析公路条件对农村公路交通安全的影响，借鉴和综合国内外道路安全设 计的基本要求，提出了我国农村公路安全设计的原则：运用人机工程学安全设计的原理， 提出了农村公路预防交通事故的安全设计技术和避免与减少事故损失的安全设计技术。 根据农村公路的界定范围和分类、分级要求，综合提出了农村公路设计速度为 4 0 k m h 、3 0 k m h 、2 0 k m h 、1 5 k m h 四个等级的主要线形设计指标；结合不同类别农村公 路的特征，提出了灵活运用设计速度、圆曲线半径、最大纵坡以及横断面宽度等主要技 术指标的范围。通过运用和完善公路安全保障工程实施技术指南中关于急弯与连续 急弯、陡坡与长大纵坡、急弯陡坡等安全隐患路段的判定标准，提出了农村公路线形安 全设计方法。分析了农村公路路侧安全现状，结合宁波市农村公路的经济条件，按照主 动预防和容错设计为主、被动防护为辅的原则，提出了农村公路的路侧安全设计方法。 分析了农村公路平面交叉口交通安全现状，提出了平面交叉口安全设计对策，包括几何 设计、交通控制方式、交通安全设施、视距保证、支路接入控制和公铁平交等方面。通 过对农村公路视距类型的分析，研究了导致驾驶员视距不足的道路线形因素，提出了视 距不足路段的判断标准和改善措施。根据农村公路过村镇路段存在的安全问题，从人车 隔离、警告标志和减速设施设置、视距改善等方面提出了经济有效的安全设计对策和要 求。针对公路条件变化路段的安全问题，提出了路基变窄、宽路窄桥、桥涵荷载限制、 净空不连续等公路条件变化路段的安全设计方法。 关键词：农村公路、安全设计、公路特征、设计原则、设计方法、安全设施 a b s t r a c t t h r o u g hi n v e s t i g a t i n gt h ei s s u e so fr u r a lh i g h w a y ，e s p e c i a l l yt h ep r e s e n ts i t u a t i o no f p e o p l e ，v e h i c l e s ，r o a d s ，e n v i r o n m e n ta n dm a n a g e m e n t e t ci n n i n g b oc i t y ，t h er o a d c h a r a c t e r i s t i c s ，u s e rc h a r a c t e r i s t i c s ，v e h i c l ec h a r a c t e r i s t i c sa n da c c i d e n tf e a t u r e so fr u r a l h i g h w a ya r ea n a l y z e d t h r o u g ha n a l y s i so f t h ei m p a c to fh i g h w a yc o n d i t i o n si nr u r a la r e a so n t r a f f i cs a f e t y ，w i t ht h eb a s i cr e q u i r e m e n t sf o rs a f e t yd e s i g na th o m ea n da b r o a d ，t h i sp a p e rp u t f o r w a r dt h ep r i n c i p l e sa n dt e c h n o l o g i e so fc h i n a sr u r a lh i g h w a ys a f e t yd e s i g n ，i n c l u d i n gt h e t e c h n o l o g i e so fp r e v e n t i n gt r a f f i ca c c i d e n t sa n da v o i d i n go rr e d u c i n gt r a f f i ca c c i d e n t ，w h i c h b a s e do nh u m a n - m a c h i n ee n g i n e e r i n gs a f e t yd e s i g n a c c o r d i n g t ot h ed e f i n i t i o n ，c l a s s i f i c a t i o no fr u r a lh i g h w a y ，t h i sp a p e rh a sp u tf o r w a r dt h e m a i na l i g n m e n td e s i g ns p e c i f i c a t i o n so ff o u rg r a d e sb a s e do nd e s i g ns p e e do f4 0k m h ， 3 0 k m h ，2 0 k m ，15 k m h ，a n dh a si n v e s t i g a t e dt h ef l e x i b l ea p p l i c a t i o nr a n g eo fm a i nd e s i g n s p e c i f i c a t i o n s ，i n c l u d i n gd e s i g ns p e e d ，c i r c u l a rc u r v er a d i u s ，m a x i m u ml o n g i t u d i n a ls l o p ea n d c r o s s s e c t i o nw i d t ha n ds oo n b yu s i n g a n dp e r f e c t i n gt h ej u d g e m e n ts t a n d a r d so fs a f e t y h i d d e nt r o u b l eh i g h w a ys e c t i o ni n ”g u i d e l i n ef o ri m p l e m e n t a t i o no fh i g h w a ys a f e t y e n h a n c e m e n t ”o ns h a r pt u mr o a d ，s t e e ps l o p ea n db i gl o n gl o n g i t u d i n a ls l o p er o a d ，s h a r pt u r n c o m b i n i n gs t e e ps l o p er o a da n d s oo n t h r o u g ha n a l y s i n gt h er o a d s i d es a f e t ys i t u a t i o no fr u r a l h i g h w a y ，c o m b i n i n gt h ee c o n o m i cc o n d i t i o n s o fr u r a lh i g h w a yi nn i n g b oc i t y ，t h i sp a p e r p r o v i d e dt h er o a d s i d es a f e t yd e s i g nm e t h o d s a d a p t i n gr u r a lh i g h w a y ，a c c o r d a n c ew i t ht h e p r i n c i p l eo f i n i t i a t i v es a f e t yw i t hp a s s i v i t ys a f e t y a c c o r d i n gt oa n a l y s i n gt h ep r e s e n ts i t u a t i o n o fg r a d ec r o s s i n gt r a f f i cs a f e t yf o rr u r a lh i g h w a y ，t h i sp a p e rp r o p o s e ds a f e t yd e s i g nc o u n t e r m e a s u r e sf o rg r a d ec r o s s i n g ，i n v o l v i n gg e o m e t r yd e s i g n ，t r a f f i cc o n t r o l ，t r a f f i cs a f e t y f a c i l i t i e s ，s i g h td i s t a n c ea s s u r a n c e ，r o a dj o i n i n gc o n t r o l ，h i g h w a ya n dr a i l w a yc r o s s i n ga n d s o o n b a s e do nt h ea n a l y s i so fs i g h td i s t a n c et y p e sf o rr u r a lh i g h w a y ，t h i sp a p e rh a ss t u d i e d h i g h w a ya l i g n m e n tf a c t o r sm a k i n gd r i v e r ss i g h td i s t a n c ed e f i c i e n ta n dh a sp r e s e n t e dt h e j u d g e m e n ts t a n d a r d so fs i g h td i s t a n c ed e f i c i e n c e o nt h eb a s i so f t h es a f e t yp r o b l e m sf o rr u r a l h i g h w a yt h a tp a s s i n gv i l l a g e s ，t h i sp a p e rh a sp r o p o s e ds o m ee c o n o m i ca n de f f e c t i v es a f e t y d e s i g nc o u n t e rm e a s u r e sa n dr e q u i r e m e n t s ，s u c ha sr o a da n dp e o p l ei s o l a t i o n ，w a r n i n gs i g n s ， s e t t i n gd e c e l e r a t i o nf a c i l i t i e s ，s i g h td i s t a n c ei m p r o v i n ga n ds o o n i na c c o r d a n c ew i t ht h e s e s a f e t yp r o b l e m s ，t h i sp a p e rh a sp r e s e n t e ds a f e t yd e s i g nm e t h o d so nh i g h w a ys e c t i o n so f c o n d i t i o nc h a n g i n g ，c o n t a i n i n gt h es e c t i o n so fr o a d b e db e c o m i n gn a r r o w ，b r o a dr o a dn a r r o w b r i d g e ，b r i d g e sa n dc u l v e r t sl o a d sr e s t r i c t i n g ，c l e a r a n c ed i s c o n t i n u o u s a n ds oo n k e yw o r d s ：r u r a lh i g h w a y ；s a f e t yd e s i g n ；h i g h w a yc h a r a c t e r i s t i c ；d e s i g nr i n c i p l e ；d e s i g n m e t h o d ；s a f e t yf a c i l i t i e s 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任 何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：；2 茏避 硎7 年j 月谚日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：亡2 龙也 m 7 年月如日 导师签名： 拯母 彳撕枷 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 农村公路的界定 农村公路是当前大家都比较熟悉的一个话题，但是对于其具体的定义，我国各个地 方并不完全一致。一般来说，农村公路包括了除国、省道干线公路以外的所有公路。严 格的讲，农村公路是指列入县级人民政府批准的公路建设规划，按照国家、省公路工程 技术标准修建，经交通主管部门验收合格的县道、乡道和村道公路【3 8 1 。也有部门认为农 村公路就是指县乡公路和通村公路。还有一些省市根据本地的农村公路现状给农村公路 下了不同的定义。 本论文依托于宁波市交通科技项目农村公路安全设计研究。根据浙江省宁波市 农村公路发展的实际情况，本论文所界定的农村公路主要是指浙江省宁波市实施的“乡 村康庄工程 ( 通乡通村) 和联乡联村的联网公路，涵盖的公路等级主要包括交通量小、 设计速度小于等于4 0 k m h 的三级、四级以及准四级公路。 1 2 研究的背景与必要性 党的十六届五中全会提出了要按照生产发展、生活宽裕、乡村文明、村容整洁、管 理民主的要求，扎实稳步地推进社会主义新农村建设的重大历史任务。新农村建设离不 开基础设施，而农村公路建设是基础设施建设非常重要的内容之一，它是解决“三农 问题首要考虑的课题。同时，作为公路网重要组成部分的农村公路的建设也直接关系到 公路交通的整体发展水平。因此，交通部和国家发改委将加快发展农村公路作为一项长 期的战略任务【2 7 】。 为加强农村公路建设管理，促进农村公路健康、持续发展，适应建设社会主义新农 村需要，交通部颁布了全国农村公路建设规划，提出了本世纪前2 0 年农村公路建设 总体目标是：具备条件的乡( 镇) 和建制村通沥青( 水泥) 路，基本形成较高服务水平 的农村公路网络，使农民群众出行更便捷、更安全、更舒适，适应全面建设小康社会的 总体要求。确定的具体发展目标为：到2 0 1 0 年末，全国农村公路总里程达到1 8 5 万公 里，东中部地区实现所有具备条件的建制村通沥青( 水泥) 路；到2 0 2 0 年，全国农村 公路里程达2 5 0 万公里，全国所有具备条件的乡( 镇) 和建制村通沥青( 水泥) 路。浙 江省作为东部经济发达地区，农村公路建设走在全国前列，自“十五”期间实施“乡村 康庄工程”以来，农村公路建设飞速发展，到2 0 0 5 年末，全省农村公路总里程达到7 8 第一章绪论 万公里，占公路总里程的比重接近9 0 ，等级公路通村率为8 3 ，通村公路硬化率为 7 6 。根据浙江省新农村公路交通专项规划，到2 0 1 5 年，全省公路总里程将达到1 1 3 万公里，农村公路总里程达到1 0 万公里，等级公路通村率和通村公路硬化率指标均达 到“双百”，并基本形成以县( 市、区) 级客运站为中心、中心镇客运站为骨干、一般 乡镇客运站为普及、村级简易回头站为依托、沿线停靠站为支撑的多层次农村客运站点 体系【3 引。因而，在今后的1 0 - 2 0 年，农村公路建设仍将是全国和浙江省公路交通建设 的重点。 与农村公路里程快速增加相比，目前农村公路普遍存在着技术等级低、路况差、设 计不符合规范、交通安全设施不完善、管理措施缺乏等不足，随着近几年农村社会经济 的发展，机动车、农用机动车和农村驾驶员数量迅猛增加，一定程度上造成了农村公路 人、车、路矛盾的加剧，农村公路交通安全状况令人堪忧【2 7 1 。据浙江省公安部门统计， 浙江省农村县乡公路交通事故呈快速上升趋势，经济快速发展地区农村公路事故突出， 新开通、新拓宽的农村公路事故发生率高，农用车、拖拉机、摩托车事故多发，全省因 农村公路交通安全事故死亡的人数，占到全省道路交通安全事故死亡人数的3 5 ，农村 地区及农村公路的交通安全形势十分严峻。 国内外的研究表明，约1 4 的交通事故是因“人”与“道路环境”不协调引发的。 这个数字在发展中国家还要高一些，其原因之一是与采用较低的“安全设计标准有关。 为提高交通安全，道路建设者需做两方面的工作：一是降低交通事故，主要方法是识别并 消除事故“黑点”；其次是事故预防，重点是为全体使用者设计“安全的道路。我国道 路安全设计研究才刚刚起步，相关研究也主要集中于高速公路与国、省道干线公路，而 且农村公路建设主要处于“通达 阶段，资金投入较少，采用技术标准低，安全设施少， 对交通安全的关注也较少，农村公路安全设计研究基本处于空白。因此，根据农村公路 ( 主要是浙江省宁波市的农村公路) 的特点和使用者的特征与需求，在对农村公路交通 事故产生机理分析和事故发生规律总结的基础上，深入研究农村公路人一车一路系统协 调的设计方法，结合国内外成功经验，探究农村公路安全设计技术，对于降低农村公路 交通事故率，提高运营期间各种车辆行驶的安全性，提升我国农村公路的交通安全水平， 具有重要意义。 2 长安大学硕上学位论文 1 3 国内外研究现状 1 3 1 国外研究现状 ( 1 ) 公路安全手册 1 9 9 9 年由a a s h t o 、联邦公路局、交通工程师学会等发起，成立了专门的工作小 组指导制定道路安全手册( h s m ) 。研究内容包括撰写乡村双车道公路研究报告，建立 城郊干道安全性预测模型，建立乡村多车道公路安全预测模型等。 ( 2 ) 关于路侧安全评估与防护方法 1 9 9 7 年，为了阐明路侧安全问题，美国公路合作研究计划( n c h i 冲) 路侧安全专 家组研究提高公路路侧安全的方法。专家认为路侧安全研究的目标是：一旦车辆驶离公 路，车辆和路侧应该能保护乘客和行人不受严重伤害。为了达到这个目标，他们列举出 运输部门5 大基本任务：( a ) 提高路侧安全的认知度。( b ) 建立、维护信息资源和分析 方法以保证路侧安全能得到不断改进。( c ) 防止车辆驶离道路。一般驾驶员人为失误、 车辆故障、公路条件、交通状况或环境因素都可能导致车辆驶离道路，可以从以上几个 方面分别改进来防止车辆驶离道路。( d ) 防止车辆驶离道路后发生侧翻或碰撞路侧物体。 当车辆侧翻或撞到路侧固定物体时，事故的严重程度和死亡概率会大增。( e ) 当侧翻和 撞击固定物体事故发生后，尽量减少伤亡程度。另外路侧设置合理的防撞设施可以吸收 撞击的能量，降低事故严重程度。 ( 3 ) 关于连续长大下坡路段安全保障技术 ，1 山区公路连续长坡的情况在国外也比较普遍，各个国家也根据各自国家的情况开展 了相关研究。为了改善长大下坡的安全状况，国外采取的措施主要是交通工程设施、服 务设施和被动安全设施。这些措施已经取得了积极的成果，被认为是切实有效的。 ( 4 ) 关于公路平交路口安全改善技术 1 9 9 6 年底和1 9 9 7 年初，由a a s h t o 道路交通安全常务委员会发起，并主要由美国 联邦公路管理局( f h w a ) 、国家公路交通安全管理局( n h t s a ) 和交通安全管理委员 会( t i m ) 等共2 0 多个机构参与，启动了著名的”道路安全战略规划”，以求显著减少与 车辆相关的道路交通伤亡事故。该规划中与交叉口安全设计相关的主要有道路、行人及 非机动车驾驶员两部分的共3 个重点研究课题。其中，道路部分的重点研究课题之一“改 善道路交叉口的设计和管理是专门就交叉口安全问题进行研究的课题。这一课题主要 有四个研究子项：通过各种技术手段制止闯红灯行为；平衡相邻交叉口的交通流以 3 第一章绪论 减少车辆直角和追尾碰撞；考查高新技术在交叉口控制上的特性、应用及效果；考 查主干道的发展对邻近道路的安全影响，并提出对策以减少其对安全的负面影响。 1 9 9 7 年a a s h t o 颁布了指南的最新版，在交叉口部分指南从设计特性和 管理特性两方面对如何提高交叉口的安全性给出了指导意见。a a s h t o 标准公路与城 市道路几何设计从道路几何设计角度，也对交叉口的设计作了原则性规定，其中包含 了很多交通安全设计的内容。 美国f h w a 与另外三个研发机构合作，开发了一套评估道路几何设计对交通安全 与运行影响的分析评价软件交互式道路安全设计模型( i s h d m ) 。交叉口评价模型是该 软件六大评价模型之一，可对双向两车道的乡村公路平面交叉口的几何设计和安全改善 措施进行安全评价。随着软件的技术升级和扩展，i s h d m 有望对城市道路平面交叉口 的几何设计和安全改善措施做出科学地评价。 澳大利亚学者k w o g d e n 在更安全的道路：道路安全工程导论一书中，对道路 交叉v i 的安全也给予了特别的关注。k w o g d e n 根据交叉口控制方式的不同，对无控制 交叉口、优先控制交叉口、环形交叉口、信号控制交叉口在安全方面的优劣性质以及如 何提高这些交叉口的安全性进行了总结与分析，并特别强调了交叉口的视距和渠化在促 进安全方面的突出作用。 ( 5 ) 低交通量道路线形设计 美国、加拿大等国家根据本国乡村地区低交通量道路的交通特征和区域类型，对低 交通量道路进行了功能分类，并提出了低交通量地方道路的设计指南，具体包括横断面 ( 车行道宽度和路肩宽度) 、平面线形、停车视距、交叉1 ：3 的视距、路边设施、双向单车 道道路等的设计，并对一些指标的灵活性和安全性设计进行了重点阐述。 1 3 2 国内研究现状 ( 1 ) 公路安全评价 公路安全评价的核心是审查公路与交通工程项目或其它与公路安全有关的项目在 其规划、设计、施工、运营及养护过程中，是否保证了以最小的项目经费得到最大的交 通安全度。 近几年，道路交通安全评价的研究在我国获得广泛关注，在发展已建立方法基础上， 还结合我国交通特点，提出了道路交通安全多层次灰关联综合评价方法、道路交通安全 等级评价方法、基于量化理论的高速公路交通安全评价模型、交通安全系统的模糊综合 4 长安大学硕士学位论文 评价方法等新的方法和理论。某些高等院校和科研院所也应用灰色预测理论和模糊预测 算法，建立了各种针对具体省份或地区的道路交通事故预测模型。 到目前为止，国内路段安全性研究主要包括三个方面：数据、模型和道路设计，其 中，道路设计是主要热点，其主要集中在标志标线、道路线形、道路绿化等对路段安全 性影响和公路交通安全现状和对策研究两个方面。全国各交通勘测设计院、科研院所的 众多研究人员从上述方面进行了众多尝试，提出了很多新颖、实用的提高道路安全性的 道路设计方法。 ( 2 ) 关于路侧安全评估与防护方法 我国的研究人员也对路侧与交通安全问题进行一些研究，但不如西方全面和深入。 交通部公路所赵文光( 1 9 9 4 ) 通过我国各种水泥混凝土安全护栏在道路交通中的实际应 用，对其结构形式和主要参数以及具体的施工方法进行了较为详实的叙述，并对比介绍 了水泥混凝土安全护栏的使用效果。马卫民对高速公路路缘石和护栏在交通安全方面的 作用进行了研究，他提出取消路缘石，将中央护栏之间的距离缩短，有利于护栏远离行 车道边缘，增加中央分隔带两侧超车车道的通行能力。交通部公路所唐诤诤对我国高速 公路上使用的三种路侧护栏的碰撞性能进行分析，从护栏的设置依据、形式选择、设置 细节等三个阶段分别阐述了路侧护栏设计中应考虑的因素。 ( 3 ) 连续长大下坡路段安全保障技术 由于我国连续下坡路段频繁发生重大交通事故，引起了各级主管部门和社会各界的 极大关注，国内交通部门开始了相关的研究。 长安大学等单位对山区高速公路长大下坡路段事故特征进行了分析，研究了长大下 坡路段交通事故成因，通过理论模型和实车实验相结合的方法，建立长大下坡路段坡长、 坡度、汽车质量与刹车片温度之间的关系模型，为山区高速公路长大下坡路段平均纵坡 的设计、安全评价以及安全措施的实施提供了技术支持。在工程实践中，我国已逐渐认 识到避险车道是连续长大下坡有效的工程措施。近年，避险车道数量大幅度增长，多条 山区高速公路和二级公路均在长陡下坡处设置了避险车道。但国内避险车道起步较晚， 相关的研究很少，相应的规范或指南还没有出台。目前，我国避险车道的设置在线形、 材料、减振等附属设施方面还存在着问题，给使用避险车道的司机和车辆带来了事故隐 患。 ( 4 ) 关于平交路口安全改善技术 关于平面交叉口的最新研究是西部科技项目子课题公路平交路口交通安全技术研 第一章绪论 究的成果，该报告研究了公路平交路口选位、几何设计、交通控制、交通标志与标线、 交通安全评价、安全诊断和改善、安全服务水平和交通安全养护评价的有关内容，对公 路平面交叉口的安全设计提供了有利依据。 国内道路安全设计在安全评价、事故微观预测模型等方面开展了一些基础性研究， 也取得了一定成果，但这些成果主要集中于高等级公路的安全设计研究，而且与国外相 比在基础理论和工程技术上都存在一定差距，特别是研究成果缺乏系统性。由于国外的 研究成果均是在特定交通环境和一定的技术、设备及社会基础上所获得的，对我国的实 际情况不一定适应，尤其对中国农村地区的环境差异性就更大，但研究思路与方法以及 一些成功的安全保障措施还是可以借鉴的。因此，根据农村公路( 主要是浙江省宁波市 的农村公路) 的特点和使用者的特征与需求，研究农村公路安全设计方法与技术，具有 突出的现实意义。 1 4 主要研究内容与技术路线 1 4 1 研究主要内容 本课题在广泛调查浙江省宁波市农村公路特点的基础上，通过系统分析宁波市农村 公路动态系统中人、车、路及环境的特征，应用道路与交通工程的原理，采用理论分析 和现场调查、数理统计与工程对比的研究方法，并结合驾驶行为心理学的分析，借鉴国 内外成功经验，研究农村公路安全设计方法与技术。主要研究内容如下： ( 1 ) 农村公路特征分析 通过调查农村公路特别是宁波市农村交通系统中人、车、路、环境以及管理等方面 的现状，系统分析农村公路特征，为农村公路线形指标确定和农村公路安全设计提供依 据。 ( 2 ) 农村公路安全设计原则与技术研究 通过系统分析公路条件对农村公路交通安全的影响，运用人机工程学原理，以预防 交通事故发生及防止或减轻事故损失为视角，研究我国农村公路安全设计的原则和技 术。 ( 3 ) 农村公路交通安全设计研究 结合农村公路的特点以及农村公路交通事故特征，系统研究农村公路包括线形、路 侧、交叉口、视距保证、过村镇路段及公路条件变化路段等的安全设计方法。 6 长安大学硕士学位论文 1 4 2 技术路线 根据课题立项背景，结合宁波市农村公路的实际情况，主要以实地调研资料为基本 依据，数理统计和理论分析方法相结合，借鉴国内外的成功经验，对农村公路安全设计 方法与技术进行了系统、深入的研究。具体的技术路线如下： ( 1 ) 通过文献检索和资料查阅，分析国内外同类技术研究状况，形成课题研究大 纲和调查大纲。 ( 2 ) 通过与宁波市农村公路主管部门、交警部门以及设计单位座谈的方式了解宁 波市农村公路设计、管理、养护、安全等方面的总体情况和主要安全问题所在；收集浙 江省和宁波市农村公路管理文件、技术要求、多条宁波市农村公路设计文件和交通事故 资料等技术资料，实地调查山区和平原区多条农村公路的道路条件、交通条件；调查宁 波市农用车的类型与分布。 ( 3 ) 通过分析调研收集的资料，研究宁波市农村公路的特点和道路使用者的特征。 ( 4 ) 通过分析公路条件对农村公路交通安全的影响，提出农村公路安全设计的原 则和技术。 ( 5 ) 研究农村公路几何线形、路侧、平面交叉口、过村镇路段等的安全设计方法 与技术。 具体技术路线见图1 1 。 7 第一章绪论 文献检索一 制定计艽计划一 形成研究大纲一 ， t 人员组成方案一确定研究计划一制定调查大纲一 上 实地调研、数据采集一主体研究一 上 农村公路特征分析一 t 一k ，i ， ， ji 1 只i 强兀p 农村公路安全设计原则与技术一 路侧j l 平面交叉口一 农村公路安全设计研究一l 视距保证j 过村镇路段j - 公路条件变化踣段j 上 l l 绐论 结论一 i 图1 1 课题技术路线 8 第二章农村公路特征分析 第二章农村公路特征分析 2 1 农村公路的道路特征 农村公路作为公路网中的地方道路，虽然承担的运输强度不大，但它为广大的农村 地区服务，数量众多，占我国公路总里程的绝大部分，在连接主线、沟通城乡往来、促 进农村经济、解决“三农问题和推进全面建设小康社会等方面具有重要的作用。当前， 我国大规模建设的农村公路以县级以下的三级、四级以及准四级居多，首先要解决的是 乡镇、行政村的通达和出行难问题，在此基础上，解决通畅和联网建设的问题，因而， 农村公路分布广、总量大、交通量小、等级低、车速低、道路环境复杂、投资少，具有 与高等级公路不同的道路与道路环境特征，具体表现为： ( 1 ) 农村公路分布广、总量大、等级低 作为通乡通村和联乡联村的农村公路，属于支线和地方道路，为公路网骨架的毛细 血管，分布广、总量大，在浙江省占公路总里程的比重接近9 0 ，在宁波市占公路总里 程的比重接近8 8 ，是公路网结构金字塔的塔基。但农村公路技术等级总体偏低，截止 2 0 0 5 年末，浙江省7 8 1 万公里农村公路中，三级以上公路里程为1 2 2 3 2 公里，仅占 1 5 6 6 ；四级、准四级及等外级公路里程有6 5 8 6 9 公里，占8 4 3 4 。 ( 2 ) 农村公路交通量小、车速低 农村公路的基本职能是为乡( 镇) 人民政府所在地、建制村、农场、乡村旅游景点、 农副产品生产和集散地、乡村企业等提供出入的连通性服务，不提供直达和过境运输服 务，交通出行距离短，因而，农村公路上的交通量较小，车速低。 根据对宁波市多条农村公路的实地调查发现，农村公路的交通量普遍较小，除部分 平原区农村公路高峰小时交通量超5 0 辆外，其他大部分农村公路高峰小时交通量均在 2 5 辆以下，而且在农村公路上行驶的车辆以摩托车、农用车、小客车、小型货车和轻型 载重汽车为主，中、重型载重车比例较小。农村公路车辆轴载轻，非机动车交通量所占 比重较大，车辆混合行驶较严重，且车辆的动力性能较差，行驶的速度慢，除小客车和 部分载重汽车在路况较好地段的车速达到4 0 k m h 外，其他农村公路车辆的车速基本上 在2 0 k m h 左右。 ( 3 ) 农村公路线形指标低，排水、防护等设施不配套 受资金、技术、环境等多种因素的制约，农村公路采用的等级一般较低，线形指标 9 第二章农村公路特征分析 差，排水、防护等设施不配套。 由旧路改造而来的大部分农村公路，受资金的制约，主要进行路基拓宽和路面改善， 平纵线形基本沿用旧路线形，使农村公路出现了许多平曲线半径小、急弯陡坡组合、平 面线形不连续、纵面线形起伏多、行车视距不足的路段。新建农村公路大多位于地形复 杂、工程艰巨的山区，在有限的资金条件下，为保证通达，许多路段路线往往采用极限 指标或更低的指标，形成坡陡弯急、视距不足、路侧危险的路段。 农村公路普遍防护、排水工程不足，如缺少边坡防护、排水沟涵等，防洪抗灾能力 较弱；许多桥涵设计荷载偏低，路基与桥涵宽度不配套。特别是对于地形、气候条件恶 劣的贫困、边远山区，路基无配套防护设施以及缺桥少涵现象尤为严重。 ( 4 ) 农村公路交通安全设施配置低 交通安全设施为道路使用者提供各种指示、指路、警告、禁令信息以及路侧保护和 视线诱导，并且对排除各种纵、横向干扰，减轻潜在事故的严重程度，增强道路景观， 提高道路服务水平等都起着十分重要的作用。 农村公路往往只重视道路建设，缺乏对交通安全设施建设的投入，在很多急弯陡坡 或视距不足路段没有设置相应的交通标志或视线诱导设施，或者使用一些根本达不到使 用效果的物体代替，丧失预警和诱导视线功能，使机动车驾驶员尤其是外地车辆驾驶员 无法事先掌握道路情况而造成交通事故。同时，农村公路交通安全设施的选用和设置没 有统一的标准，有些交通标志非但不能给驾驶员提供明确的信息，诱发交通事故。如一 些交通安全设施的设置位置不醒目，不易被驾驶员发现，或者设置位置距离危险点过近， 不能满足使用要求，驾驶员发现交通标志时已经来不及作出反应。再有，农村公路上经 常出现一些交通安全设施不配套的问题，甚至有时还会出现交通标志之间或其它安全设 施之间互相矛盾的情况。 交通安全设施缺乏、不规范和不配套等现象在农村公路随处可见，一定程度上给农 村公路埋下了事故隐患。 ( 5 ) 农村公路路侧环境复杂 农村公路主要为乡( 镇) 、村等提供出入服务，公路沿线经常穿越集镇、村庄及学 校路段。这些路段交通流量较大，交通组织混乱，街道化发展很快，道路开口多，路面 污染严重，路侧净区内存在住宅，横向干扰严重，过往人群较多，很多人交通安全意识 较差，不遵守交通规则，随意穿越公路，是农村公路的事故多发路段。同时，农村公路 往往管理不善，公路沿线摆摊设点、堆物堆料、随意停车、集市贸易、晒粮食等占道行 1 0 长安大学硕：l 学位论文 为时有发生，严重影响了农村公路的正常运营。 ( 6 ) 农村公路养护不足 在农村公路发展中，由于养护资金投入不足及受重建轻养思想的影响，长期、有效 的农村公路养护机制尚未建立，总体上养护不到位。由于农村公路整体养护水平不高， 养护管理薄弱，并且部分地区农村公路管养主体不明确造成一定程度上的失养状况，使 得农村公路整体状况较差，给农村公路造成了一定的事故隐患。 2 2 农村公路使用者特征 农村公路的使用者，包括驾驶员、骑乘者和行人。了解农村公路使用者的特征对于 农村公路的正确设计和使用是必不可少的。设计的适用性要以农村公路使用者使用公路 的安全性和有效性为依据，当使用者所用的公路同他们的能力相吻合时，就会帮助他们 提高驾驶或使用效能；当公路与使用者的能力不相适应时，使用者出错的几率就会增加， 并常常诱发事故。 农村公路的地方性特征意味着使用该类公路的多数使用者以前走过此路，并且熟悉 这些公路各方面的特征。但农村公路的使用者交通安全意识普遍比较薄弱，交通行为习 惯较差，驾驶员安全意识和驾驶技能较低，使得农村公路使用者特征与高等级公路的使 用者特征有明显的差别。 2 2 1 机动车驾驶员特征 驾驶员驾车的过程是驾驶员和道路环境各种信息相互交换的过程，驾驶员根据不同 的道路情况作出合乎驾驶员自身内在衡量标准的判断，而判断的结果直接影响到驾车安 全。因此，驾驶员是交通行为中最活跃的最主要的因素 2 7 1 。农村公路交通安全环境恶化 牵涉到很多原因，如车况、路况和行车环境较差，交通管理未走上正规化、科学化等等。 但驾驶员作为道路交通的主体，绝大多数交通事故都直接或间接地与驾驶员有关，充分 认识和掌握驾驶员的交通特性对于保证交通运输的正常运行、生命财产的安全是十分重 要的。 所谓驾驶员的交通特性，主要包括驾驶员的心理素养、生理素质，驾驶员行车技术 素质以及驾驶员的安全意识等。驾驶员的心理、生理因素及驾驶员行车技术素质即是指 驾驶员的反应特性，包括反应时间、应变能力、视力及疲劳驾驶等方面。以下从驾驶员 反应特性、安全意识等方面分析农村公路机动车驾驶员的特征。 ( 1 ) 机动车驾驶员的反应特性 第二章农村公路特征分析 驾驶员在驾驶车辆过程中，首先通过自己的感官( 主要是眼、耳) 从外界环境接受 信息，产生感觉( 视觉、听觉) ，然后通过大脑一系列的综合反应产生知觉【4 3 1 。在知觉 的基础上，形成所谓“深度知觉 ，如目测距离、估计车速和时间等。最后，驾驶员凭 借这种“深度知觉”形成判断，从而指挥操作。这一过程可以抽象成图2 1 所示。 图2 1 驾驶员制动反应特性 反应是由外界因素的刺激而产生的知觉行为过程。它包括驾驶员从视觉产生认 识后，将信息传到大脑知觉中枢，经判断，再由运动中枢给四肢发出命令，开始动作【4 3 1 。 知觉反应时间是控制汽车行驶性能最重要的因素。驾驶员开始制动前最少需要0 4 s ， 产生制动效果需o 3 s 时间，共计o 7 s 。根据美国各州公路工作者协会规定，判断时间为 1 5 s ，作用时间为1 s ，故从感知、判断、开始制动，到制动发生效力全部时间通常按2 5 3 0 s 计算。 驾驶员反应的快慢与驾驶安全关系极为密切。驾驶员置身于交通环境中，面对的交 通条件极为复杂，且时刻都在变化，这就要求驾驶员及时收集各种信息，并且随时做出 反应。因此驾驶员若能缩短制动反应时间，改善驾驶技能，就可以减少交通事故的发生。 然而，由于农村公路上很多驾驶员是周边农民，通常驾驶资历短，缺乏严格的技术培训 和娴熟的驾驶技能，应变能力较差，再加上车辆制动性能不佳，遇到紧急情况驾驶员刹 车不及，很容易引起事故。因此农村公路线形设计应能较好的满足安全需求，交通标志 在设置时应考虑设计车速以及农村公路驾驶员特点；同时，应加强路侧安全设施的设置 以确保公路使用者的安全。 ( 2 ) 机动车驾驶员安全意识偏低 从造成道路交通事故的直接原因看，由于驾驶员交通安全意识不强所引起的违规行 为，是导致农村公路交通事故多发的主要因素之一。农村公路车辆驾驶员一般安全意识 淡薄，致使在行车过程中，超速、超载、人货混装、无证驾驶、抢道行驶等违规现象非 常严重，给安全行车带来极为不利的影响【2 7 1 。因此，更应该设计出符合农村公路特点的 1 2 长安大学硕士学位论文 较安全线形，并加强交通安全设施的设置。 此外，驾驶员心理上的安全感对于行车安全来说也很重要。一些农村公路在设计时， 由于受到地形地物的限制，常常存在着路线等级较低、采用极限设计指标等危险路段， 而且由于农村公路的资金短缺，使得这些路段路侧缺乏必要的保护措施，驾驶员在这些 路段上行驶时容易造成心理上的紧张，从而引发操作失误导致事故的发生，因此在这些 路段更应该加强必要的交通安全设施的设置。 2 2 2 行人与非机动车驾驶员特征 ( 1 ) 行人的行为特征 行人的不安全行为也是造成公路交通事故的直接原因之一。据资料统计，在各国交 通事故死亡人数中，行人死亡人数都占有相当大的比例。我国公路交通特点是混合交通 严重，人车混行、快慢不分，行人事故率很高，而且农村高于城市，主要原因之一是农 村地区人们的交通法制观念淡薄，乱穿马路、违章跨越隔离栏等严重影响着行车安全【1 9 】。 小城镇会沿着公路发展，农民也会向公路迁移，在城镇附近及公路经过的村庄段， 会逐渐形成出入小城镇的路斟1 9 】。这些路段交通混乱、行人多、路面被商贩占用，刚离 开城镇准备加速行驶的车辆和正进入城镇还来不及减速的车辆极易产生撞行人事故。如 果再有横向干扰( 如农用车出入口) ，事故会更多，严重性也会增加。而在学校附近， 儿童视线较低，易被一些物体遮挡，如行道树、停车等，因而发生交通意外事故的机率 较大。导致农村公路行人事故多发的另外一个重要原因是路面宽度较窄。通过对农村公 路2 5 6 起行人事故的调查( 如表2 1 所示) ，结果表明路面宽度越窄，行人事故率普遍越 高。 表2 1 路面宽度与行人事故数的关系 路面宽度( m )行人事故数 比例( ) 1 34 0 1 5 6 95 2 2 0 3 7 53 5 1 3 7 5 56 52 5 4 5 46 4 2 5 合计 2 5 6l o o ( 2 ) 非机动车驾驶特征 第二章农村公路特征分析 安全法所称的非机动车，是指以人力或者畜力驱动，上道路行驶的交通工具， 以及虽有动力装置驱动但设计最高时速、空车质量、外形尺寸符合有关国家标准的残疾 人机动轮椅车、电动自行车等交通工具【1 9 】。农村公路交通事故多发的另一个较主要原因 是农村公路上非机动车所占比例较大，机非混合行驶较严重。在农村公路上，板车、畜 力车、三轮车以及自行车等非机动车辆的管理相当不完善，既不需要经过严格的培训， 也不需要任何考核审查手续就可以在公路上行驶，驾驶员往往缺乏交通安全意识，进入 快车道行驶、突然转弯、突然穿越马路等，成为农村公路上较为典型的事故隐患。 2 3 农村公路的车辆特性 2 3 1 农村公路的车辆构成变化趋势 农村公路上的运输车辆主要以农用车、摩托车、小客车、小型货车和轻型载重汽车 为主，随着农村经济和交通运输市场的发展，农村公路的运输主体和运输方式构成发生 了一定的变化，农村交通运输工具出现了如下趋势： ( 1 ) 农村机动车数量大量增多 摩托车是浙江省农村农民常用的出行交通工具，但随着农村经济发展、农民收入的 增加及其消费观念的变化，小汽车进入了部分农民家庭，机动车在农村出现持续增长， 一些经济发达地区县乡道路交通呈现出快速城市化地区的交通特征。 ( 2 ) 农村城乡公交线网发展迅速，但各种价格低、安全性能差的交通客运工具仍 大量存在 城乡客运公交一体化线路发展迅速，一批性能优良的客运车辆投入运营，极大改善 了农村的出行。但由于部分通村道路等级偏低、安全设施缺乏以及客流稀少、经济效益 差等原因，仍有许多农村公路不通班车或者发车频次很低，当地农民的小客货车、农用 车、变型拖拉机、三轮摩托车等生产技术水平较低、安全性能较差的车辆还大量用于农 村客运，极易发生交通事故。 ( 3 ) 农村公路车辆失管漏管严重，老旧破车、无牌车、报废车上路行驶违章增多 农民购买车辆，大部分从事县乡、乡村之间客货运