公路安全性评价与安全设计要点

1、公路安全性评价与安全设计要点在交通管理部门提供的交通事故报告中， 引起交通事故的最主要原因是由于机动车驾驶员失误，比例高达87%，而道路因素不足1%。如果由此而得出结论， 认为道路条件在交通事故中的作用是微不足道的， 这不仅不符合事实真相， 并且还会使道路工作者忽略自己的责任， 在道路设计时过多地强调降低工程造价，而忽视为道路交通提供足够的安全保障。在人、车、路及环境构成了交通系统中，一起交通事故的发生，往往是由两个或者多个因素共同作用的结果。 除醉酒和疲劳驾车外， 只是由于驾驶员一方面的错误， 决不会引起最严重的事故。 理论上， 要求驾驶员对各种道路因素的变化应立即有所反应， 而且在某种程度

2、上要有所预见， 如果道路设计中存在突变， 即设计连续性不好，这种要求是苛刻的，特别对于陌生的驾驶员来说是不可能的。因为人不是完美的， 驾驶员对前方道路风险的感知是基于目前的道路状况的， 不是凭空设想的， 再加上部分驾驶员开车存在侥幸心理， 无意识地更加降低了对风险的感知能力。 这样一旦遇到紧急情况， 在高度紧张状态下， 就极有可能犯错误，出事故。基于以上情况， （对）事故成因中的“人为失误和错误”的事故成因进行深层次分析， 发现除少量事故是真正由于驾驶员粗心引起的以外， 大量的事故是由于复杂困难的行驶条件引起的， 而困难的行驶条件则与道路规划、 设计以及养护有关。部分地区高速公路存在人、车、路

3、不协调的事故黑点路段就是例证。事故机理分析表明： 道路因素是引发事故的最深层次的原因， 它会直接和间接引发事故。 良好的道路条件在很大程度上可以减少事故的发生， 不良的道路条件则可以促使事故的发生。前苏联学者通过对境内公路13,000 余起道路交通事故进行分析， 在仔细考虑了事故发生地道路的特征后， 得出这样的结论： 不良道路条件的影响是70%交通事故发生的直接或间接原因。欧洲联合经济委员会在关于预防道路不幸事件问题的研究中也同样指出，70%的事故是由于道路的缺陷所致。即使是由人的因素导致的事故，也隐含着40%左右的道路因素。同时，大量事故多发地点的存在， 同样证明了道路因素在事故的发生中起到

4、相当重要的作用。道路在保证交通安全方面的作用十分明显，其投入、效益比为15:140:1。开展道路安全设计研究，将很大程度地可以降低事故的发生率， 提高道路的服务水 平。宜杂的道路条件引起的事故比例事故的主要原因由不利道路因素促使 事故发生的百分比驾驶员的不良生理状况 如猿倦、生病1醉酒）40%驾驶员的操作失误、错误 （如不止确的超车等）41%驾驶员的判断错误制动距离判断失误等）34%长期的资料积累、大量的研究成果显示，公路路线设计方案以及设计要素的 取值，将通过与驾车人、交通环境的互动作用而影响到行车安全。安全特性不佳 的道路设计，将使得公路运营后产生不利安全行车的潜在道路因素，有些发展成为“

5、事故黑点”。实践表明：一些不“违规”的设计，往往在承载实际的驾驶行为时产生出功 能偏差，车辆的实际运行速度要远高于路段设计速度，产生了高车速与低线形的矛盾。图1是国内60km/h山区高速公路存在的一处事故“黑点”，该处道路线 形是600米长直线末端接半径为125米的平曲线，纵坡坡度为1 %,指标满足规 范的要求。但据连续三年交通事故资料统计，此处发生事故占平曲线上事故数的 21%,虽然在曲线前设置了 60km/h的限速标志，但事故仍屡有发生。观测表明： 弯道前的车辆实际行驶速度达到 96km/h,远远超出了该曲线60km/h的设计速度 标准，撞击外侧的桥梁护拦的事故时有发生。因此。超速行驶是事

6、故发生的主要原因。但如果进一步分析事故原因，我们会发现“曲线前的长直线直接诱发了驾驶 员的高速行驶”，而标志设计过于平和，缺少针对性，没有告知前方危险的道路条 件，也没有速度干预措施，加上大部分司机对前方道路风险的感知能力较差，不会主动降低车速。就出现了按60km/h设置超高的弯道，无法适应车辆以96km/h的高速行驶， 而一旦遇到紧急情况， 忙中出错就会出现撞击护拦事故。 而在增设了警告、线形诱导标志和施化震动减速标线后，事故明显减少。国外的研究表明： 要提高道路交通安全状况， 关键的一步就是进行交通安全评价 , 认清其安全水平, 明确改善对象, 进而制定相应有效的安全改善措施。安全评价作为

7、现代安全管理模式， 最能体现以人为本和预防为主的理念， 对交通安全所起的技术保障作用日益突显，成为消除隐患、防范事故的一项治本之策。公路安全性评价是从公路使用者行车安全的角度对公路设施的规划、研究、设计成果或现有公路路况影响行车安全的潜在因素进行评价。 我国公路设计是依据现行的国家标准、 规范进行的， 对于设计者而言， 标准规范是非常重要的工具和依据，但标准、规范的制定总是基于特定时期的经济发展水平与人们的认识，从投资、 环境和安全等几方面综合平衡考虑， 并与工程实践有一定的滞后性， 无法保证标准、 规范总是最先进的。 因此， 设计人员的主要任务不是仅局限保证设计工作符合特定的道路标准和相关规

8、范， 而应有超前于标准规范的规定去做一个公路安全评价概念和方法就是在这样的背景下逐步形成的。实施道路安全性评价， 目的在于重视基础设施以确保所有规划、 设计的道路设施尽可能安全地发挥作用。 换言之， 无论是在新建设施还是已有设施上， 使道路使用者的事故危险性降至最低。实现“预防优于治理”的安全设计理念。因为设计方案从一开始就做得很安全合理， 不仅可以挽救许多人的生命， 避免重特大事故的发生， 同时也会成倍减少后期的工程处治费用。 尽管初期投入费用会有所提高，但可避免或减少以后用于治理安全缺陷的费用。国内外的共识是， 应该在设计阶段， 即针对公路设计方案与设计要素的取值等开展专项的安全特性分析，

9、评估其潜在的安全水准，发现设计的安全缺陷，推荐具有更佳安全水平的设计，或提供改良措施的建议，使路线的整体设计具备更强的安全特性，杜绝事故隐患。目前，美国、英国、澳大利亚等国都系统开展了该项工作， 并且制订了相应的手册或指南， 世行和亚行贷款项目安全性评价也是必须的。我国这一方面的研究工作与国外发达国家相比虽然相对滞后， 但在交通安全保障方面也已经开展了以预防为主的道路交通安全评价工作。 2004 年，交通部颁布了公路项目安全性评价指南 （下称指南）是我国第一部全国范围内施行 的公路安全评价的规范性文件， 对工程项目设计与运营阶段的路线平、 纵、 横线形指标、路基、路面与桥涵构造物、互通立交、交

10、通工程设施等分项工程，从设计符合性、 运行速度协调性、 设计速度协调性等方面提出了安全性评价指标， 并建立了运行速度计算方法、 路侧净空区宽度计算方法等定量分析方法。 以指南为依据，国内许多省份近年都相继开展了高速公路安全性评价工作。其意义在于：1）提高公路的安全水平与运营效率；更好地预防和减轻公路交通事故，形成更安全的公路网；2）强化公路安全设施的应用与安全管理；体现“以人为本、为车服务”的设计理念；3）快速转换交通流，发挥高速公路的功能和特点，保证出入口畅通，使全线服务水平保持一致；4）系统全面的交通安全评价，是我国公路建设和管理水平向现代化过渡2.2指南中的评价内容2004 年，交通部颁

11、布了公路项目安全性评价指南 （下称指南）是我国第一部全国范围内施行的公路安全评价的规范性文件， 对工程项目设计与运营阶段的路线平、纵、横线形指标、路基、路面与桥涵构造物、互通立交、交通工程设施等分项工程， 从设计符合性、 运行速度协调性、 设计速度协调性等方面提出了安全性评价指标，并建立了以运行速度为中心的评价方法和指标体系。2.2.1 评价原则指南中明确了交通安全的基本评价原则： 即分别预测小客车和大型货车的运行速度85v,采用相邻路段运行速度的差值85v作为路段协调性较好的评价指标。当185v F10Km/h,运行速度协调性好；当 10Km/h<|85v F20Km/h, 运行速度协

12、调性较好， 条件允许时宜适当调整相邻路段技术指标使运行速度的差值小于10Km/h;当185v|>20Km/h,运行速度协调性不良，相邻路段需要重新调整平、纵面设计。为了检验设计与实际运营后的一致性情况， 还需对同一路段的设计速度与运行速度的差值进行评价。 当同一路段设计速度与运行速度的差值大于 20km/h 时，应对该路段的相关技术指标进行安全性验算。2.2.2 评价内容根据公路项目安全性评价指南提出的评价内容，结合具体项目特点，应在以下 14 个方面予以关注。标 准符合性检查、设计的一致性、设计指标的连续性、线形组合与路基横断面优化设计、互通立交区的安全、路侧安全设计、出入口管理、交通

13、安全设施、考虑所有道路使用者、照明、气候条件、交通组成与驾驶特性、车辆运行特点 、交通适应性分析在目前已开展公路安全性评价的国家， 评价阶段大都分为可行性研究、 初步设计、 施工图设计、 试通车及运营等五个阶段。 由于我国公路基本建设阶段划分及各阶段内容深度与其它国家不尽一致， 同时我国公路安全评价的研究也刚刚起步，所以指南暂分为可行性研究、设计、运营等三个阶段。工程可行性研究、设计阶段的评价工作宜在政府主管部门对项目正式批复前完成； 运营阶段评价工作宜在竣工验收前完成。2.2.2.1 可行性研究阶段可行性研究阶段主要从技术标准、技术方案和环境影响三个方面进行评价技 术标准规模适应性- - 公

14、路功能、等级的选用- - 设计速度- - 路基宽度、高度不同技术方案的安全水平起讫点及出入口：综合路网施工期间的交通组织2.2.2.2 设计阶段设计阶段评价在国外评价指南中一般按初步设计和施工图设计两个阶段分别编写。根据交通部颁公路工程基本建设项目设计文件编制办法要求，初步设计和施工图设计文件编制内容基本相同， 只是深度上有所差别， 因此， 在评价 时，可根据设计深度的不同应分别考虑评价的重点内容。路线评价范围：设计速度与运行速度之差大于 20km/h 的正常路基段评价内容：平面及超高、视距、中央分隔带，安全设施，植树等纵断面、爬坡车道，紧急避险车道、横断面最小值采用 平纵组合路基路面评价内容

15、：路侧安全净空区按照运行速度及平面线形标准计算路面评价抗滑能力与运行速度的适应性，以及排水设施、 交通特点与路侧边沟型式的关系、路缘石（可越式、半可越式和栏式）形式等桥 涵、隧道工程评价范内容：特大桥、大桥桥头引线与桥梁段平纵面线形连续一致桥梁引线段护栏与桥梁路侧混凝土护栏间采用翼墙过渡根据交通组成特点，对桥梁防撞护栏的形式、高度、强度等进行综合比较后确定其选择防案。对隧道进出口 3秒范围内的平纵面线形一致性进行评价； 对隧道净空断面尺 寸、隧道净宽和断面组成进行检测，注意护栏的衔接过渡，并加强视线诱导标的 设置，加强隧道入口段的照明和出口处的遮阳设计。根据隧道内行车安全要求，对隧道内（特别是

16、隧道洞口）路面结构形式、抗滑性能以及通风、照明、救援等 设施进行评价。互通式立交分别从立交位置、间距、形式、速度协调性、匝道与匝道出入口及视距等方面进行了评价规定。交通工程及沿线设施标志：设置位置与路侧净空区的关系、标志基础和立柱对行车的危害性影响、标志尺寸及字高与运行速度的协调性、标线及视线诱导设施 检查护栏：按路侧净空区标准评价，衔接方式收费站位置：按运行速度和货车停车视距检查服务区和停车区：设置位置，加减速车道标准3、评价重点与案例介绍根据国内外高速公路的设计实践经验，结合国内部分省市高速公路设计中出现的问题，从交通适应性与运行安全性的角度，总结提炼出高速公路设计中应注意的安全评价要点。

17、由于路线设计部分对交通安全的影响最为显著，同时也与其他评价内容存在密切联系，因此评价重点在关注路线线形设计的基础上，还需要强化对路面抗滑能力、路侧净区、排水、交叉出入口、隧道、交通标志标线的有 效性等关键因素。3.1评价重点不合理的设计特征组合在一起会产生安全问题，如设计一致性、车道的连续、 足够的通行能力、清晰的视野、标志的易读性、安全的速度差、对司机要求最小 化和不违背驾驶预期等设计思想都是公路安全设计和运营时所需考虑的重要因 素。目前常见的设计误区有以下几方面：使用极限或接近极限的几何指标按设计速度规定的单一技术指标设计是合理的，但当运行速度大于或小于设计速度时，则诱发事故。主要核查设计

18、指标与实际运行速度的一致性。平纵组合不当，几何指标突变，核查平竖曲线的对应关系与视距保障。、产级 mi冬戈j已七之宓图曲线中本互通立交形式与交通适应性，核查是否满足车辆交织需求与交通适应性实酬点出入口设计不合理，核查匝道出入口顺序路侧缺少宽容设计，核查路侧净区、排水沟与路缘石形式。平面交叉口，核查渠化、问距、视距等问题凹曲线底部积水问题，核查排水问题桥隧与路基的衔接段，核查护栏设置的连续性交通安全标志，核查设施设置的一致性与有效性。3.2、 案例分析3.2.1 项目特点本项目既有二级公路沿线地形多变、 地质条件复杂，根据地形条件将路线开 级改造为三段四车道高速公路，即沿湖段、越岭段和沿溪段。1

19、）沿湖段：长约20.7公里，地势平坦，平原微丘区，采用沿既有公路单侧加宽路基至高速公路标准的方案。沿湖段设计速度100km/h,局部困难路段采用80km/h设计速度，长度为3.4km。2）越岭段：长约10.1公里，设计速度80km/h,山岭重丘区，地势十分险 峻，地质构造复杂，地质灾害集中，直线距离短而相对高差很大，既有公路标准 低，改建极为困难。受地形地质条件限制，沿线整治处理条件很少。采用以桥隧 为主的路线方案，特殊困难路段采用 60km/h设计速度。3）沿溪段：长约25.4公里，山岭重丘区，设计速度 80km/h,受两侧山体 限制，基本没有选择其它路线方案的条件， 且该段公路大部分路线线

20、形基本能满 足高速公路设计标准（80+60+80km/h）,原则上依老路加宽路面，局部地段平纵 线形作调整，病害地段增设防护治理措施。3.2.2 主要评价结论1）标准规范的符合性本项目设计采用的路线平、 纵、 横设计指标均符合现行 公路工程技术标准（ JTG B01 2003）和公路路线设计规范 （ JTG D20 2006）的规定，设计符合性良好。 但因地形限制， 越岭线与沿溪线的线形指标较低， 其中平曲线半径小于400m 的比例高达50%，小于250m 的比例亦达到15%左右，部分曲线选用了规范要求极限指标；而且存在34.6km 连续下坡路段，平均纵坡2.96%，平纵线形组合对后期交通运营

21、较为不利。2）安全水平预测分析根据与本项目相接的高速公路事故分析， 在交通构成相同、 气候特点与路线设计参数相近的条件下， 推算本项目的百万车公里事故率与亿车公里死亡率。 预测结果表明： 本项目高速公路通车运营期的交通安全水平低于全国平均水平，面临的安全形势较为严峻。3）路线“线元”协调性全线上、下行两个方向 390 个“线元”要素大部分运行速度协调性较好，三类车型均未出现85v 大于 20 公里 /小时的路段。但仍有 15处运行速度差85v大于15km/h,线形组合多为直线下坡接小半径曲线（半径在150300米区间）或隧道进出口段， 如无法调整相邻路段技术指标， 就必须采取针对性的安全处治

22、措施，控制速度差，否则会对后期交通运行安全构成威胁。4）运行速度与设计速度协调性设计速度 60km/h 的路段，小客车运行速度与设计速度的差值基本都大于20km/h ，需要按实际运行速度对该路段的平纵曲线半径、超高、视距等技术指标进行安全性检验；设计速度80km/h 和 100km/h 的路段，下行上坡方向，货车运行速比设计速度低20km/h 以上，需要结合通行能力分析，进行横断面布置方案的调整；而小客车运行速度均满足一致性要求。5）爬坡车道设置本项目越岭段与沿溪段的左线下行方向， 根据运行速度与服务水平分析， 连 续上坡路段应设置六处爬坡车道，而对于原设计中其余两处 K601-K604爬坡车

23、道, 经分析建议位置作调整。同时从不增加工程投资的角度考虑，爬坡车道路段的横断面布置形式建议在 保证现有路基宽度的情况下作相应调整。即将中央分隔带和行车道宽度分别压缩 至2m和3.5m,增加硬路肩宽度至3.5m,并改为爬坡车道。»«带 爱路肩 土路肩,51 路缪带O1中央分M带 一 路嫌行O : 3.7行车<行车建5«*车道 工一,51一路ft带ift眉爬坡车道路段整体式路基横断面方案6）合成坡度本项目地处高寒地区，积雪冰冻期长达5个月。为保持车辆在积雪、冰冻路面小半径弯道处车辆行驶的横向稳定性，建议合成坡度按小于7%空制，不满足合成坡度要求的小半径路段，超

24、高进行适当调整。7）平曲线超高由于货车和小客车速度差异较大，且本项目货车比例高达44.5%,故在小半径平曲线路段，以货车的运行速度为设计条件， 部分小半径弯道处的设计超高横坡进行适当下调同时结合最大合成坡度要求，将 鉴于桥面凌空较易结冰，建议将位于上坡桥上的小半径弯道超高由原设计降为4%。8)隧道的安全保障措施从冬季行车安全和工程经济性考虑，建议*隧道超高横坡由5%调整为4%;*隧道上行线入口为连续下坡接小半径曲线的不利线形，下行进口200m小半径曲线进洞，出口连接400m曲线，造成隧道位于S形曲线的回旋线上，存在安全隐患。建议调整洞口线形；或在该隧道入口 500m前开始设置 限速警告标志及超

25、速抓拍系统，曲线上设置线形诱导标，在 300m、100m、洞口 附近设置振动减速带、路面加铺彩色防滑铺装。沟隧道下行处于200m的平曲线上，建议加宽值由原来的0.8m增大至1.0m。9）避险车道设置本项目上行方向，根据载重车辆在连续下坡路段刹车鼓温开规律， 并结合下 坡路段的事故原因分析和桥隧位置， 共设置5处避险车道。其中保留原设计中的 三处避险车道，同时增加两处避险车道，改造一处避险车道为停车区。般量枸要琳巢17.2kmK 5学省km4. noK 百二8 K 607500W1泉iMf的斜区球议科国裳曲钿建*骷赧较英让妙也险"10）紧急停靠站和停车区从运行安全性考虑，设计单位在下坡方向设置了八处紧急停靠站。但原设计紧急停靠站，因规模较小，预测事故较为集中，建议改造成规模较大的 停车区。另外，鉴于车辆在上坡方向也有较大的停车需求，建议在缓坡路段，特 别是设置了爬坡车道的路段，结合地形增设六处紧急停靠站。停车区是供车辆临时停车休整的场所，建议原设计上行 *处观景平 台改造成停车检查区；将*避险车道改造成停车区；将*紧急停靠站 改造成停车区11）安全保障措施在安全性评价结论基础上，结合本项目线形设计指标、气候条件，重型车比例、车型间速度差