基于交通安全的山区公路路线设计策略分析

王继生

摘要 国家乡村振兴战略实施，乡村公路得以大力发展，公路建设环境更多山区化。影响公路交通安全因素较多，其中路线线形设计是关键。为有效提升山区公路交通安全性、舒适性和经济性，优化山区公路路线设计尤为重要。鉴于此，文章针对山区公路路线设计策略展开综合探究，分别从平面、纵坡、线形组合、视距等方面分析了对交通安全的影响，并提出了针对性的山区公路路线设计策略，以期能有效提升山区公路路线设计水平，保证山区公路建设及运营的安全。

关键词 公路工程项目；山区公路；交通安全；路线设计

中图分类号 U412.3文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）10-0189-03

0 引言

近年来，随着国家乡村振兴战略的实施，乡村公路得以大力发展，公路工程建设逐步延伸至山区等偏远地带，有效地推动了山区经济发展，极大地方便了人们的交通出行。交通安全与群众生活息息相关，因此，在公路设计中，在坚持全寿命周期理念的同时，更应树立安全至上的理念。但由于山区地形环境复杂，给山区公路路线设计带来巨大挑战。山区公路路线设计得合理性与否对公路建设质量、安全、成本具有重要影响。具体路线设计时首当其冲地要充分考虑交通安全要素，从地形、地质、线形等角度全面分析路线设计与交通安全之间的关系，以有效提升山区公路路线设计质量，保证山区公路建设及运营的安全。

1 山区公路路线设计中的交通安全影响因素

山区公路路线设计前，应深入了解道路线形设计与交通安全之间的关系，全面分析影响交通安全的相关因素，从而保证山区公路路线设计的合理性。具体情况如下：

1.1 平曲线对交通安全的影响

车辆在曲线路段运行速度过快会产生横向离心力，若道路平曲线设计不合理，极易造成车辆失稳，引发侧翻等安全事故。平曲线设计最关键的环节在于确定曲线半径，应根据车辆在平曲线路段运行实际情况，对平曲线半径实施优化，最大限度地保证车辆运行安全性、稳定性和舒适性。当横向力系数增大时，车辆运行稳定系数显著降低[1]。因此，设计人员应按照车辆运行速度确定横向力系数，从而科学确定各路段平曲线半径。

1.2 纵坡对交通安全的影响

道路纵坡是影响交通安全的重要因素之一。车辆行至上坡路段，由于重力沿坡道分力作用，导致车辆动力损失，速度逐渐变慢，当纵坡越陡、越长时，车辆行驶速度下降越快，若车辆动力不足，则无法完成爬坡。此时，若驾驶人员处置不当，势必会造成车辆下滑。而当车辆位于下坡路段时，在重力分力作用下，速度显著增大，若产生异常情况，车辆制动困难，极易产生失控风险，引发交通安全事故。在山区公路中，长、陡坡是极其显著的，优化纵坡设计，合理运用技术指标对行车安全极其重要[2]。

1.3 线形组合设计对交通安全的影响

线形设计主要是指路线的平面设计和平纵设计，科学合理的线形组合能有效指引驾驶员视线，帮助驾驶员对前方路况做出准确判断，有效避免交通安全事故的发生。而山区公路设计时，由于多方面因素的影响，通常存在多种不合理线形组合形式，具体如下：

（1）凸形竖曲线顶部与反向平曲线组合。山区公路线形组合设计中，若凸形竖曲线顶部与反向急弯平曲线主要部位重合时，会形成视距突变，造成驾驶员预判错误，引发交通安全事故。

（2）长直线与陡坡组合。车辆在长直线路段通常运行速度较快，较短时间内车辆减速困难，若采用长直线与陡坡组合设计，会造成车辆行驶速度持续增大，极易导致交通安全事故。

（3）长直线平面与纵面凹形竖曲线组合。该组合形式通常以凹形竖曲线为基准，其前方为下坡路段，后方为上坡路段，由于车辆在长直线路段一直处于高速运行状态，前方道路视野比较开阔，极易形成视觉偏差，对前方路况造成误判，增大交通安全风险。

（4）长直线陡坡与最小半径曲线组合。长直线下陡坡路段通常车辆运行速度较快，驾驶人员对前方路况不明确，主要依靠经验对前方路况实施判定，存在较大不确定性。若前方出现急弯，尽管能够迅速作出制动反应，但由于车速较快，达不到预期效果，造成车辆转弯时发生侧翻等事故，特别是在路面湿滑、超高横坡不足的情形下，交通事故发生率更高[3]。

在工作实践中，路线线形技术指标的连续、均衡和协调性，对运行速度的验算结果直接影响，连续、均衡的技术指标，验算结果越优，反之则差。以此，优化路线线形组合设计对交通安全具有重要意义。

1.4 行车视距对行车安全的影响

行车视距是公路线形设计重点考虑要素，对交通安全具有重要影响。行车视距包含停车视距、会车视距及超车视距等多种形式。若视距设计不合理，会形成视觉盲区，导致驾驶人员不能及时了解前方路况，無法作出准确判断，增加交通安全风险。此种情况主要出现在平曲线暗弯及反向曲线拐点处。

山区公路路线设计时，应综合考虑各方面因素，确保道路具有良好的行车视距，以有效提升行车安全性和舒适性。根据《公路工程路线设计规范》（JTGD20—2017）中关于行车视距的相关标准，线路设计应最大限度地保证识别视距要求。对于行车视距不良部位，通常可采用改变道路平纵面指标进行适当调整。但实际设计时，山区公路因地形条件限制，其调整线形指标难度较大，通常采用扩宽路侧净区处理[4]。

2 山区公路路线设计策略

2.1 合理选取公路等级及运用技术指标

在《公路工程技术标准》（JTG B01—2014）和《公路工程路线设计规范》（JTGD20—2017）的相关规定中，公路的等级与公路的功能、服务水平、通行能力相关，公路等级的差异与公路交通安全无直接关系，而汽车在运行中，往往速度越快，发生交通安全事故越严重。在《公路项目安全性评价规范》（JTG B05—2015）中，把公路沿线地形条件、交通组成、路线的急弯、陡坡、连续上坡、长陡下坡、路侧环境、构造物、交叉口、横向干扰等列为评价内容，尤其是对路线线形的协调性作了重要指标规定。由此可见，合理运用技术指标，缩小相邻路段指标差异，提高相邻路段线形的协调性和运行速度的协调性，对公路运行的安全性、舒适性意义重大[5]。

某公路根据地形、地质条件进行路线等级和技术指标的运用论证分析，如蓝线采用部标二级公路的标准，红线采用省标二级公路标准。

从图1可以看出，黑线路线长度800 m，线形相对较好，由于路线切割地形突出，跨越冲沟处产生了4座中桥，局部对山脊切割后，挖方边坡较高，工程规模大，投资高，风险大；红线路线长度920 m，较蓝线长120 m，因路线平面技术指标略有降低，可顺地形布线，冲沟处采用路基方式通过，设置一般的路肩墙即可，工程规模较蓝线大幅度减小，节省投资，路线基本采用曲线连接，利于行车的匀速性，路线对山体切割相对较小，可减少地质安全隐患的风险。因此，在山区公路设计中，公路等级与技术指标的运用，对项目投资、施工期及后期运营的安全隐患具有重要意思。

2.2 平面线形设计

2.2.1 地质选线与地形选线充分结合

道路路线设计时，首先是确定路线走廊带。路线走廊带通常根据沿线控制点确定的。为确保路线方案的合理性、经济性和安全性，决定控制点间的路线走向的主要因素是沿线地形和地质条件，顺应地形的线形可以提高路线的经济性，良好的地质条件可以为路线的安全性保驾护航。

山区公路由于地形复杂，可按以下流程开展选线工作，落实地形和地质相结合的合选线理念。①根据路线起终点，在大比例地形图上确定中间控制点，结合地形初拟路线廊道。②依据初拟的路线开展实地勘察，对可布设路线地形、地质条件及环境状况进行全面分析，了解线路沿线可能出现的各种地质灾害，并识别存在的潜在风险，制定切实可行的解决措施，从而确定合理的路线方案，保证路线设计得合理、经济、安全。

2.2.2 灵活运用平面要素

路线平面由直线、缓和曲线和圆曲线三个基本要素组成。在满足相关规范要求前提下，山区公路平面线形应与周边地形相协调，尽可能地将其设计为与自然地形相适应的曲线线形，尽量不用长直线切割山体和沟谷，避免产生高填深挖路基，减小工程规模和对生态环境造成严重破坏，降低工程建设成本。

2.2.3 桥梁、隧道等与平面线形相协调

受地形条件的影响，山区公路将产生不同规模的桥梁和隧道，平面线形设计时，应全面考虑桥梁、隧道等各种设施布置情况，尽可能地将桥梁和隧道设置于直线路段上，若因特殊状况设置于曲线路段时，应充分考虑曲线加宽、超高对结构设计的影响，降低结构设计难度和风险，确保桥梁、隧道与路线相协调、连续、流畅，确保实现诱导良好，提高行车安全。

2.3 纵面线形设计

为防止因縱面线形设计缺陷影响山区公路线形设计整体质量，应科学控制以下几个方面：

（1）纵断面设计应灵活，减少高填深挖路基，避免高边坡安全隐患。

（2）严格控制山区公路连续下坡长度，防止长下坡车辆运行时刹车失灵，威胁车辆行驶安全。

（3）对于重载交通路段，尽量减少极限坡比及坡长，避免重载汽车爬坡动力不足产生交通安全事故。

（4）当纵坡坡度较小时，在降雨等不良天气条件下，极易形成路面积水，影响交通安全，因此对于雨水丰富路段，纵面设计应避免小纵坡的采用。

（5）凸形竖曲线半径过小，车辆运行时驾驶员视野受限，无法准确判断前方路况，当纵面产生断背曲线时，严重威胁交通安全。因此，纵断面设计时应加强视距检验，保证驾驶人员及时、准确地对前方路况进行预判，提高车辆行驶的安全性和高效性。

2.4 横断面设计

2.4.1 灵活选用断面形式

路基设计应合理控制挖填方数量，实现挖填平衡，减少对生态环境的破坏，节约土地资源。山区公路建设普遍存在挖方量大的情况，对生态环境影响较大，极易引发自然灾害。线路设计时应严格按照公路设计新型理念及基本原则，结合沿线的地形、地质、环境等条件，合理设计道路横断面，对于地形较为平坦的地段可采用填方边坡路基，减少路基防护工程和消化废方；对于横坡陡峻地段，宜采用挡土墙和桩板墙等支挡方式，确保路基稳定和减少占地。

基于地形条件限制，山区公路通常出现急弯、陡坡、视线不良等多种不利交通安全因素于一体的路段，路线设计应加强视距检验，对不满足要求的路段，横断面设计时可通过切除视距台、放缓边坡坡比、拆除曲线内侧障碍物等措施，以满足行车视距要求。

从图2可以看出，切除视距台前后的视距范围差异较大，因此，在地形条件和路线平面受限时，可通过切除急弯路段的内侧边坡设置视距台的措施，以达到改善行车视距目的。

2.4.2 控制填挖高度

部分山区公路途经区域地形较为复杂，安全隐患较大。线路设计时，应综合考虑填挖施工对周边环境造成的不良影响，尽量减小挖填方量，保证设计合理性。对于地形较为复杂的地段，应通过详细勘察、科学分析和严谨计算，采用合理的工程措施，防止边坡滑坡、崩塌、路基变形、沉降等病害发生。

3 结语

综上所述，山区公路路线设计质量直接决定道路交通安全，对保证人们的出行安全具有重要作用。山区公路设计时应综合考虑各方面因素影响，根据公路新型设计理念，深入了解道路线形设计与交通安全之间的关系，全面分析影响交通安全的相关因素，合理选用技术指标，优化公路平、纵线形和横断面设计，保证山区公路线形设计的合理性，确保交通安全。

参考文献

[1]马瑞华. 试析公路路线设计应注意的问题[C]. 北京恒盛博雅国际文化交流中心. 2021年10月建筑科技与管理学术交流会论文集， 2021： 122-123.

[2]黄陈， 陈谊. 山区公路路线设计的特点与策略探讨[C]. 中国智慧工程研究会智能学习与创新研究工作委员会. 2020万知科学发展论坛论文集（智慧工程二）， 2020： 715-723.

[3]张超. 山区公路路线设计要点与案例分析[J]. 工程技术研究， 2022（18）： 176-178.

[4]余炜. 公路路线设计中交通安全的影响因素[J]. 黑龙江交通科技， 2021（1）： 226-227.

[5]杨志平. 复杂地形背景下山区公路路线设计分析[J]. 运输经理世界， 2022（24）： 16-18.