[科普中国]-道路线形组合设计

道路线形组合设计的习惯做法是先进行平面设计，后进行纵断面设计，这样只能以纵断面来迁就平面。因此，在平面设计时要考虑纵断面设计；同样在纵断面设计时也要与平面线形协调配合。

平纵线形组合设计是指在满足汽车运动学和力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续性、舒适感，研究与周围环境的协调和良好的排水条件，再对平而和纵断面线形进行修改，使平纵面线形良好地组合起来，成为连续、圆滑、顺适美观的空间线形，从而达到行车安全、快速、舒适、经济的目的。所以，线形设计不仅要符合技术指标要求，还应结合地形、景观、视觉、安全、经济性等进行协调和组合，使道路线形设计更加合理。1

道路线形组合设计原则道路设计的安全理论对道路没计而言，应该有助于实现能容错的安全交通。容错的安全交通系统包括3个部分：道路设计应符合人的驾驶特性；车辆设计应尽可能简化驾驶人的工作，车辆结构应尽可能有效地保护司乘人员；驾驶人应受过充分的安全教育，能够根据道路提供的信息行驶并受到道路所提供信息的调控。对道路设计而言，要实现能容错的安全交通，可以采用以下3个安全理论：

1、道路网功能使用理论。阻止盲目地使用每一条道路，充分发挥道路网的使用功能。

2、同质使用理论。减小道路上的车速差别、车流分布不均匀和行驶方向的不同，实现车辆在同类道路上的同质使用。

3、预知使用理论。加强行驶过程和同类道路用户行为的可预知性以阻止道路用户行为的不确定性。

此外，由于生理和心理原因或线形组合设计状况等都有可能使驾驶人产生错觉，引起操作失误。因此，设计中要考虑驾驶人产生错觉的可能性，将错觉应用于线形组合设计中，减少或者消除驾驶人由于线形组合而引起的错觉，提高驾驶人的安全感和舒适感。

设计原则1、在视觉上能自然地引导驾驶人，保持驾驶人视觉的连续性，这是衡量线形组合优劣的最基本要求。任何使驾驶人感到茫然、迷惑和判断失误的线形，必须尽力避免。

2、保持平纵线形的技术指标大小均衡。二者是否均衡不仅影响线形的平顺性，而且与工程费用有关。对纵面线形反复起伏，只在平面上采用高标准的线形是无意义的，反之亦然。

3、选择合适的合成坡度，以利于行车安全和路面排水。

4、注意与道路周围环境的配合。线形组合必须要充分考虑与自然环境景观的协调配合。二者协调会使驾驶人感到赏心悦目，减轻疲劳感和紧张程度，同时有诱导视线的作用。1

线形组合对交通安全的影响行车安全性的大小与不同线形之间的组合是否协调有密切的关系。下列不良的线形组合往往是导致交通事故发生的主要原因。

平面线形组合平面线形由直线、圆曲线和缓和曲线构成。平面线形主要依据汽车的行驶轨迹特性进行设计，也就是使平面线形与汽车的行驶轨迹相符合或相接近。下述不良的平面线形组合常是交通安全的隐患。

①在两个同向或反向平曲线之间插入短直线。前者形成“断背曲线”，如下图所示。断背曲线容易使驾驶人产生错觉，把直线和两端的曲线看成是反向曲线，或者把两个曲线看成是一个曲线，导致驾驶失误；后者由于小能充分设置超高和加宽而难以实现反向变化的平稳过渡，使驾驶人不能操作自如，对行车也是非常不利的。

②道路交角过小(小于7°)。当道路交角过小时，转角处的曲线长度往往看上去比实际短，因为在曲线两端附近的曲线部分会被误认为是直线，因而给驾驶人造成急转弯的错觉而影响行车安全。

③在长直线的末端设置小半径平曲线，即急转弯线。当汽车在长直线上行驶时，驾驶人容易高速驾驶汽车，直到接近急转弯处，才发现是急弯路线，不得不采取紧急措施减小车速，这样的行车是非常不安全的。特别是冬天雪后路滑，路面的附着系数降低，汽车极易驶离原车道而发生交通事故。

④连续急弯线形。遇到这种线形，驾驶人需在很短时间内连续或反复急打方向盘，且所受离心力大小或方向连续或反复变化，造成疲劳驾驶、紧张甚至眩晕，导致交通事故。

纵断面线形组合纵断面线形由直线和竖曲线构成。直线(即均匀坡度线)有上坡和下坡之分；竖曲线有凹形和凸形两种。纵断面线形主要依据汽车类型及其行驶性能进行设计。下述不良的纵断面线形组合也常是交通安全的隐患。

①由很多短坡连在一起的线形。在短距离内出现重复凹凸的纵面，会由于汽车随道路反复起伏所产生的增重与减重的变化频繁，导致司乘人员感觉不适；同时，在汽车行驶中驾驶人只能看见凸出的部分，看不见凹下隐藏的部分，视线时续时断，导致行车不畅，使发生事故的可能性增大。

②相邻纵坡以小半径竖曲线相连的线形。竖曲线半径越小，行车视距越短，尤其是在凸形竖曲线路段，视距受限会大大增加交通事故率。竖曲线半径小，还会使驾驶人产生对坡道估计过陡的差错，导致驾驶不当而发生事故。如果凹形竖曲线过小，还会由于不能有效缓冲汽车在坡谷转折处所受到的冲击，导致碰撞、翻车等恶性事故。

平面线形与纵断面线形组合平、纵线形组合不良，即使二者都分别符合设计规定，也常常会成为道路交通安全隐患。

①在长直线上设置陡坡。长直线具有视野开阔、超车视距大等优点。但在这种路段行车时驾驶人对迎面而来的车辆距离和速度的估计比较困难，而且线形笔直单调，一方面，容易引起驾驶人精神松弛和心理疲劳，从而反应迟缓；另一方面，在这种路段上容易超速行驶；再者，夜间行车会与对面来车产生眩光等。加之设置陡坡，汽车的行驶速度会远远高于计算行车速度，极易造成道路交通事故。据Et本在国道上的统计，虽然在直线后面连接的曲线上事故多，但这是直线段出现了超速的缘故，是直线段的弊害作为结果表现在曲线段上，所以一定要限制长直线上的纵坡坡度。

②在长直线上插入小半径凹形竖曲线。在长直线路段的凹形纵断面路段上，驾驶人位于下坡时看对面的上坡路段，容易产生错觉，把上坡路段的坡度看得比实际大，这样，就有可能加速冲上对面的上坡路段；同时，驾驶人在下坡路段看上坡的车时，觉察不出自己是在下坡，因而有可能发生交通事故。2

线形设计安全检查由上述分析可知，各种不良的线形组合往往是事故发生的重大隐患，因此在道路设计规划阶段要避免各种不良组合，对线形设计进行安全检查。线形设计安全检查将消除事故隐患的任务从“事后”提前到“事前”，使“防患于未然”成为可能。

(1)安全检查要点

①平曲线组合检查要点：检查曲线问是否设置足够长度的缓和曲线来达到线形的连续；检查相邻曲线半径比是否均衡。

②平、纵组合检查要点：半径比检查；对每个组合进行顶点检查；对每个组合进行反向平曲线的拐点检查。

③合成坡度检查要点：逐个检查急弯和陡坡相重叠等困难路段的合成坡度。

(2)不良线形组合的改善措施

①平曲线组合不良路段：进行标志预告和增加线形诱导标志，使驾驶人有心理准备。

②长直线小半径路段：在长下坡坡底前或长直线接小半径曲线前设置振动型减速标线。

③平、纵组合不良路段：设置“建议速度”和“连续弯道”的组合标志，提醒驾驶人注意前方连续弯道路段，并在竖曲线处强化视线诱导．引导驾驶人按规定速度行驶。

各种不良的线形组合对交通安全有很大的影响。因此，在道路线形设计中，不仅要使各基本要素符合相应的技术标准，还必须使各要素的组合更趋科学、合理，在规划和设计阶段对线形组合进行安全检查，以达到确保交通安全、平顺之目的。此外，在道路线形设计时，还必须从美学、生理等交通安全的角度给予高度重视。2

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学