城市快速道路线形与出入口设计探讨

　　[摘要]近年来随着城市化进程的加快，交通压力急剧增加，城市面临的交通压力越来越大，城市快速路作为城市快速交通走廊在越来越多的城市里出现。城市快速路建设为人类社会带来巨大的经济效益，同时也带来了一些问题。

　　[关键词]快速路；道路设计

　　1 快速路线形影响分析

　　道路作为交通的物理载体，其几何线形特征对道路的使用者产生了巨大的影响。城市快速路由于其速度较快，道路线形对车辆的影响更大，对交通安全产生重要的影响。

　　1.1线形安全分析

　　道路线形对交通安全的影响主要包括以下几个方面。

　　（1）平曲线

　　道路平曲线包括平曲线半径、曲线长度、曲率变化率（CCRs）及缓和曲线等要素，这些要素直接影响到驾驶员的心理、驾驶行为、车速及视距等，进而影响到交通安全。

　　从交通事故分布来看，平曲线段尤其是小半径曲线路段是交通事故发生的密集区。尽管道路设计工程师在设计平曲线时严格遵循汽车动力性原理和快速路设计的标准、规范，但是发生在平曲线路段的交通事故频率以及事故的严重性仍是比较大的，且不与驾驶行为相关联。

　　专家普遍的观点是随着平曲线半径的增大或者曲度减少，发生交通事故的危险性就会降低，但是关于它对交通事故的影响程度，目前还有很大的分歧。

　　总的来说，影响平曲线上交通事故的因素不仅仅有平曲线半径，还有发生交通事故时的行车时间、公路路面状况、行车速度、交通量以及公路的宽度等多种因素。

　　（2）纵坡

　　纵坡设计对交通安全的影响很大，坡长和坡度的大小与汽车的动力性能和制动性能有着紧密联系。在道路设计过程中，通常根据计算行车速度来确定坡度大小，而汽车运行速度不仅与发动机和汽车车身设计制造水平有关外，而且与道路所处地形、周围环境、车辆状况和驾驶员操作行为等密切相关。

　　联邦德国通过对事故与纵坡长度关系研究表明：在单方向行车的公路上，下坡路段事故要比上坡路段事故率高，且当坡度大于6%时，事故率明显比平均事故率高。

　　美国AASHTO通过对不同坡度下车辆运行特征进行研究，发现坡度在4%-5%之间时，小车（除较大重量/功率比外）上坡速度降低小，一般可忽略其影响，而下坡速度较水平路段速度高，但受具体道路条件的影响。相反，坡度对卡车的影响较大，上坡过程中卡车行驶速度受坡度、坡长、重量/功率比、初速度（即上坡前速度）、空气阻力、驾驶技术等多因素的影响。研究表明卡车下坡速度比水平速度增加约5%，而上坡速度则减少约7%。

　　1.2线形安全评价

　　微观的交通安全分析主要是以交通仿真和现场勘测为主。交通仿真和驾驶模拟器是对现实交通情况的无事故仿真，如何选取安全判断指标尚需深入地探讨。以交通冲突技术为基础的现场勘测，主要受调查人员的主观判断，调查时间、地点和交通情况等变化因素的影响，不同调查人员冲突判断能力不同，调查结果也不一样，如何提高调查的客观性和准确性尚待研究。

　　运行车速不仅与事故率大小有关，而且直接影响到事故的严重程度。交通事故发生的过程是一个能量转化的过程。在此过程中，汽车的动能通过刹车系统转化为轮胎的热能及车辆变形等机械能。根据能量守恒原理，运行车速越高，事故过程中能量的转化也就越多，在刹车性能一定时，引起车辆变形的机械能也就越大，对人体的伤害也就越大，后果也就越严重。

　　相关研究显示，某一路段的运行车速主要受驾驶人行为、交通特征（车辆状况）和道路状况3个方面的因素影响。驾驶人在公路上的行驶速度是根据自己对车辆性能的了解、对前方公路线形和路况等的直觉判断来调整的。他们可能不清楚行驶路段的设计车速田。运行车速理论的核心正是从这种实际行驶状态出发，针对不同车型，通过降低相邻路段的容许速度差，达到线形协调、消除安全隐患的目的。运行车速理论并不关注局部路段线形指标的高低，甚至这个指标是否突破规范最小值都不重要，因此，运行车速理论是从车辆性能和驾驶人行为的实际出发，能够充分保证路线线形与车辆实际行驶速度的协调。

　　根据运行车速，可以通过85%速度确定快速路线形安全性。

　　1.3快速路典型路段运行车速评价与分析

　　（1）车速离散与安全分析

　　根据运行车速理论，我们认为道路某一点的运行车速与设计车速的差值V85-Vd≤10 km/h的时候，该点所在路段的线形安全性较好；当10 km≤V85-Vd≤20 km /h的根据运行车速理论，我们认为相邻路段的运行车速差值 ≤10km/h的时候，运行速度协调性好，安全性较高；当10km/h≤ ≤20 km/h的时候，安全性中等；当 ≥ 20km/h的时候，安全性差。

　　（3）总体评价

　　基于以上分析，所调查的快速路路段从车速理论的评价角度来说其安全性都比较好，不存在较大的安全问题。这是由于快速路设计的线形标准要求较高，因此快速路本身的线形设计比较接近规范，线形对快速路安全的影响也就相对较小。