道路因素与交通安全.ppt
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1、1,(2)一级公路。一级公路是连接重要政治经济文化中心、部分立交的公路,一般能适应AADT=1000025000 辆。(3)二级公路。二级公路是连接政治、经济中心或大工矿区的干线公路,或运输繁忙的城郊公路,能适应AADT=200010000辆。(4)三级公路。三级公路是沟通县或县以上城市的支线公路,能适应AADT=2002000辆。(5)四级公路。四级公路是沟通县或镇、乡的支线公路,能适应AADT200辆。,返回节,返回章,2,综上所述,道路交通事故的发生往往与多种因素有关,其中道路方面的因素涉及到线形设计要素(包括平面、纵断面、横断面及平纵线形组合)、视距、交叉口(包括平面交叉和立体交叉)等
2、。,返回节,返回章,3,第二节平面线型,一、平面线形设计的一般原则二、直线长度三、平曲线半径 四、缓和曲线五、圆曲线的超高六、圆曲线加宽七、平曲线长度八、曲线转角九、视距,返回章,4,一、平面线形设计的一般原则,公路平面线形由直线、曲线组合而成,平曲线又分为圆曲线和回旋线两种。高速公路和一、二、三级公路平面线形要素有直线、圆曲线、回旋线三种。四级公路平面线形要素有直线、圆曲线两种。设计的一般原则如下:(1)平面线形应直接、连续、均衡,并与地形、地物相适应,与周围环境相协调。,5,(2)各级公路不论转角大小,均应敷设曲线,并尽量选用较大的圆曲线半径。公路转角过小时,应设法调整平面线形,当不得已而
3、设置小于7度。的转角时,则必须设置足够长的曲线。(3)两同向曲线间应设有足够长度的直线,不得以短直线相连接,否则应调整线形使之成为一个单曲线或复曲线或运用回旋线组合成复合形曲线。(4)两反向曲线间夹有直线段时,以设置不小于最小直线长度的直线段为宜,否则应调整线形或运用回旋线而组合成s形曲线。,6,(5)曲线线形应特别注意技术指标的均衡性和连续性。(6)应避免连续急弯的线形,可在曲线间插人足够长的直线或回旋线。(7)应避免线形的骤变,不得在长直线尽头设置小半径平曲线。(8)设计平面线形时,应注意与纵断面线形的联系,使之成为良好的立体线形。,7,1.直线线形的特性(1)直线是平面设计的基本要素之一
4、,它具有路线短捷、缩短里程和行车方向明确的特点;直线线形简单,容易测设。(2)但过长的直线,线形呆板,行车单调,易使驾驶员产生疲劳,也容易发生超车和超速行驶;行车中驾驶员估计前方车距不准;夜间行车时,对向车容易产生眩光;这些都对行车安全不利。,8,(3)直线线形布线缺乏灵活性,不易与地形、地物等自然环境相协调。特别是在山区和丘陵区,采用过长的直线,会破坏自然环境,造成大填大挖,加大工程造价。2.运用直线线形的标准和限制(1)运用直线线形时,应根据路线所处地段的地形、地物、地貌,并考虑驾驶者的视觉、心里状态等合理布设。,9,(2)直线线形不宜过短,其最小直线长度为:当设计速度60km/h时,两个
5、同向曲线间的直线最小长度(m)应不小于6V(V为设计车速,km/h);当地形条件及其他特殊情况限制时,最小直线长度应不得小于3V。两个反向曲线间的直线最小长度(m)应不小于2V,见表2-1。当计算行车速度V40km/h时,可参照上述规定执行。有关研究资料介绍直线最大长度的规定:德国规定为不超过20u(u为设计车速,用km/h表示,20u相当于72s行程),前苏联规定为8km,美国为4.83km。而我国现今尚无规定。,返回节,返回章,10,三、平曲线半径,1.平曲线半径对交通安全的影响交通安全与道路几何线形设计关系密切。交通事故的发生与平曲线半径有很大关系,从理论上来说,在平曲线上,车辆的离心力
6、F1/R,即平曲线半径越小,产生的离心力越大,越容易发生滑移、倾覆翻车事故。从相关事故统计资料来看亦是如此,有10%以上的交通事故发生在平曲线上,平曲线半径越小,发生事故概率越高,即在道路平曲线处发生的交通事故通常是在急弯路段。,11,假设用平曲线半径影响系数K来表示平曲线半径对交通安全的影响程度,则平曲线半径越小,K越大,亦即对应的平曲线越不安全。在确定曲线半径的影响系数时,采用半径为2000m时的K为1(当曲线半径达到2000时,曲线半径的继续增加对交通安全的改善效果并不明显,此时的交通事故率令人满意),半径小于2000m的系数K依统计资料确定,这些系数按与最大半径的值计算得出,见表2-2
7、。,12,2.平曲线半径的确定依据在高速公路平面定线中,大半径的圆曲线往往是首选的要素。曲线具有柔和的几何线形。长而平缓的曲线线形能够较好地适应地形,并可获得匀顺圆滑的线形,灵活变换方向,自然地诱导视线,使公路沿线景色随汽车行驶角度逐渐变化而组成多样有趣的美丽画面。,13,由于曲线本身具备的特点,其使用范围和适应地方十分广泛。但曲线会增加距离,车辆在曲线上行驶受力比较复杂,会增加轮胎的磨损和路面的破坏。因此,在适应地形的条件下,圆曲线应尽量选用较大的半径,以改善车辆在曲线上的行驶条件。汽车在弯道上行驶的稳定性,主要是指横向抗滑稳定,即保证汽车不会在起高横坡路面上产生横向滑移。抗滑稳定件取决于路
8、面与轮胎间的摩阻力,摩阻力又与路面的潮湿程度、车速及路面类型等有关,其中与路面的潮湿程度关系最大。,14,3.平面曲线最小半径的确定公路路线设计规范(JTJ0111994)(以下简称规范)中对平面圆曲线最小半径规定了三种标准,即:极限最小半径、一般最小半径及不设超高的最小半径。(1)极限最小半径。指圆曲线半径采用的最小极限值。当地形条件很困难或受其他特殊情况限制时方可采用。道路曲线半径为极限最小半径时,应设置最大超高。,15,(2)一般最小半径。指在通常情况下汽车依设计车速能安全、舒适行驶的最小半径,是设计时建议采用的值。(3)不设超高的最小半径。指道路曲线半径较大、离心力较小时,汽车沿双向路
9、拱(不设超高)外侧行驶的路面摩擦力足以保证汽车行驶安全稳定所采用的最小半径。,16,4.最小半径的选用各级公路设计,应根据沿线地形等情况,尽量选用较大半径,极限最小半抓一般尽可能不用;当不得已采用极限最小半径时,应注意前后线形的协调。目前国内已建公路的调研情况看,山岭区公路采用比极限最小半径稍大的半炸的路段,尽管也做到了线形指标的逐渐过渡,但很难引起驾驶员的足够注意,行车速度一般不会有大的改变,极限最小半径的曲线不仅表现出行车不舒适,而且往往因超高与速度不匹配导致驾驶操作不当引发事故。,17,一般最小半径的推荐值,从国内调研资料看,行车安全及舒适感基本能得到保证。但不少省区认为公路路线设计规范
10、规定的一般最小半径对应的超高值偏大,最小半径不适宜作为一般控制条件,一般最小半径的推荐值宜按2%超高对应半径控制比较符合实际,见表2-10。圆曲线半径较小时,车辆行驶速度一般会有所降低。但对于陡的下坡路段,往往由于汽车的动量关系,容易导致车辆加速行驶,造成圆曲线上车速增高,影响行车安全。因此,公路平面必须设置小于一般最小半径的小半径曲线时,应根据纵坡设置情况适当加大曲线半径。,18,设置大半径平曲线,必然会产生两种不利情况,一是为控制曲线长度易形成小偏角,二是为加大偏角而设置长大曲线。对应于长直线,车辆行驶在长大曲线上,尽管曲线本身较直线柔和,但驾驶员在同曲率半径曲线上行驶时方向盘几乎与直线上
11、一样无须作大的调整,如果半径9000m,视线集中的300600m范围内视觉效果近乎直线,同样易使驾驶员疲劳或为追求新的环境加快行车速度而导致车祸。因此设计中应结合地形等条件,合理设置曲线转角与半径。,返回节,返回章,19,四、缓和曲线,(一)缓和曲线对交通安全的影响汽车由直线段驶入曲线段,其转弯半径由无限大(直线)变为某一定值(圆曲线),与汽车行驶轨迹的连续曲率不相吻合;由曲线段驶人直线段也是如此。这种现象会造成行车的不安全。由大半径圆曲线段到小半径圆曲线段亦有这种现象。为了缓和这种曲率变化,保证行车安全平顺,需要在其间设置缓和曲线段。此外,曲线段还存在超高加宽问题,由直线段的路拱、定宽路面改
12、变为超高、加宽,也需要缓和段来实现其间的过渡。,20,(二)缓和段曲线作用缓和段曲线一般用于三种需要:曲率变化缓和段,超过变化缓和段,加宽变化缓和段。其中,曲率变化缓和段是缓和曲线的主要部分。(1)曲率变化缓和段(从直线向曲线或从大半径曲线向小半径曲线变化)。(2)超高缓和段,即横向坡度变化的缓和过渡段(直线段的路拱横坡度向弯道超高横坡度的过渡或曲线部分不同的横坡度的过渡)。(3)加宽缓和段(直线段的标准宽度向曲线部分加宽度之间的渐变)。,21,(四)缓和曲线的长度公路上的缓和曲线必须有足够的长度,以使驾驶操纵从容,旅客感觉舒适。为此,可以考虑由离心加速度变化率及驾驶员操作需要时间两个因素来控
13、制。1.按照离心加速度变化率确定缓和曲线最小长度离心加速度变化率在缓和曲线上应控制在一定的范围内,它主要根据驾驶上的要求,使驾驶员能从容不迫地操纵汽车,使它比较准确地行驶在应占的车直内。,22,五、圆曲线的超高,(一)定义圆曲线超高指的是为抵消车辆在平曲线路段上行驶时所产生的离心力,在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡。曲线超高与行车速度和路面横向摩阻力密切相关,横向摩阻力的存在对于行驶车辆的稳定、行车的舒适等均有不利影响。,23,(二)圆曲线超高设置各级公路当圆曲线半径小于表2-9中所列不设超高最小平径时,应在曲线上设置超高。一般地区的圆曲线最大超高值宜采用8。超高设计及超高率计算应
14、考虑把横向摩阻力减至最低程度。因此,对应于确定的行车速度,最大超高值的确定主要取决于曲率半径、路面粗糙率以及当地气候条件。,24,(三)超高缓和段从直线上的路拱双坡断面,过渡到圆曲线上具有超高横坡的单坡断面,要有一个逐渐变化的区段,这一个逐渐变化的区段称为超高缓和段,如图2-3所示。(四)超高过渡方式1.无中间带的公路(1)超高横坡度等于路拱坡度时,将外侧车道绕路中线旋转,直至超高横坡度。,25,(2)超高横坡度大于路拱坡度时,可分别采用以下三种过渡方式:1)绕车道内测边缘旋转(见图2-4a)。先将外侧车道绕路中线旋转,待达到与内侧车道构成单向横陂后,整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转,直
15、至超高横坡度。一般新建工程应采用此种方式。2)绕路中线旋转(见图2-4b)。先将外侧车道绕路中线旋转,待达到与内侧车道构成单向横坡后,整个断面一同绕路中线旋转,直至超高横坡度。一般改建工程应采用此种方式。,26,3)绕车道外侧边缘旋转(见图2-4c)。先将外侧车道绕车道外侧边缘旋转,与此同时,内侧车道随中线的降低而相应降坡,待达到单向横坡后,整个断面继续绕外侧车道边缘旋转,直至超高横坡度。此种方式可在特殊设计(如强调路容美观)时采用。2.有中间带的公路(1)绕中间带的中心线旋转(见图2-5a)。先将外侧车道绕中间带的中心线旋转,待达到与内侧车道构成单向横坡后,整个断面一同绕中心线旋转,直至超高
16、横坡值。此时中央分隔带呈倾斜状。中间带宽度感45m的公路可采用此种方式。,27,(2)绕中央分隔带边缘旋转(见图2-5b)。将两侧车道分别绕中央分隔带边缘旋转,使之各自成为独立的单向超高断面,此时中央分隔带维持原有水平状态。(3)绕各自车道中线旋转(见图2-5c)。将两侧车道分别绕各自的中心线旋转,使之各自成为独立的单向超高断面,此时中央分隔带两边缘分别升高与降低而成为倾斜断面。车道数大于4条的公路可采用此种方式。3.分离式公路分离式断面公路的超高过渡方式可视为2条无中间带的公路分别予以处理。,返回节,返回章,28,六、圆曲线加宽,汽车在曲线上行驶时,所有车轮沿不同半径轨迹行驶,后轴内侧车轮所
17、行驶曲线半径最小,前轴外侧车轮所行驶曲线半径最大。因此,在曲线上行驶的汽车占有较大的宽度,必项将车道宽度加宽,如图2-6所示。,29,圆曲线上的路面加宽应设置在曲线的内侧。各级公路的路面加宽后,路基也应相应加宽。高速公路曲线加宽缓和段的加宽,由直线加宽为零逐渐按比例增加到圆曲线起点处的全加宽值,其变化如图2-7所示。,返回节,返回章,30,七、平曲线长度,(一)平曲线长度影响行驶的特点公路平曲线一般情况下包括圆曲线和两端的回旋线(或超高、加宽缓和段)。汽车在道路曲线上行驶时,如曲线过短,则驾驶者操作方向盘频繁,高速行驶乓发生危险;同时,为保证乘客良好的心理状态,需设置足够长的缓和曲线以使离心加
18、速度变化率小于一定数值。,31,(二)平曲线长度设计1.路线转角7度在此清况下,平曲线最小长度不应小于缓和曲线最小长度的2倍长,以计算气车速3行程(即公路缓和曲线长)的2倍计,即6s行驶时间的距离此时。但实际上这是一种极限状态,此时曲线为凸形回旋线,既使驾驶员操作突感飞化且视觉亦不舒顺。因此最小曲线长理论上至少应该不小于3倍缓和曲线最小长度,即保证设置最小长度的缓和曲线后,仍保留相同长度的一段圆曲线。,32,2.路线转角7度当路线转角很小时,应引起特别注意。当转角小于7度时,不仅容易使曲线设得过短,而且会将曲线长度和半径看得比真实的小,产生急剧转弯错觉而造成事故。这种倾向在转角越小时越显著,所
19、以在转角很小时应设置较长的曲线,使之形成公路是在顺适转弯的感觉,以避免驾驶者枉作减速转弯的准备。,返回节,返回章,33,八、曲线转角,1.影响特点当曲线转角在045度之间变化时,亿车事故率与转角的关系近似成抛物反形,即随着转角的增大事故率在逐渐降低,当转角增大到某一数值时事故率祥到最低值(即抛物线的极值点),此时随着转角的继续增大事故率又开始上一,变化规律明显。,34,当路线转角为小偏角时,事故率明显偏高,其原因是小偏角曲线容易导致气驶员产生急弯错觉、不利于行车安全这一传统观点。当转角值在1525度之间时,事故率最低,交通安全状况最好。美国的研究成果证明平曲线转角的安全值是20度,因为转角20
20、度的平曲线能最好地满足驾驶员的视觉特性和行车视野的要求。驾驶员在正常行车状态下,坐直、头正、目视前方,此时驾驶员的视点一般均集中在10cm16cm(高宽)的矩形范围内。,35,若曲线转角为20度,则驾驶员看到的曲线恰好落于上述矩形范围内(图2-9),从而使驾驶员在不需要移动视线或转动头部的情况下即可充分了解道路及交通情况,同叶也提高了行车舒适性、减少了行车疲劳和紧张感。小偏角的平曲线虽然也有人上述范围,但其缺点并不在于视野范围是否有利,而是容易导致另一种交通心理现象,即急弯错觉。当平曲线转角较大时,部分曲线已落于矩形范周之外,导致驾驶员看到的路线不连续(图2-10),为此必须移动视线或转力头部
21、才能看清全部曲线上的道路及交通情况,这无疑增加了行车难度和危险性。,36,(1)交通事故率AR与曲线转角呈抛物线关系,且抛物线具有极小值,即存在最优曲线转角。曲线转角的最佳安全值是20度,安全范围是1520度,转角20度左右的平曲线能最好地满足驾驶员的视觉特性和行车视野的要求。()小偏角曲线(转角小于或等于7度)容易导致驾驶员产生急弯错觉,不利于行车安全,因此,在条件许可的情况下,尽量不采用小偏角曲线。()要尽量避免较大曲线转角的出现,转角大于30度的曲线会造成严重的交通安全隐患,大于45度的曲线要尽可能避免。,返回节,返回章,37,(一)视距的定义视距:从车道中心线上规定的视线高度,能看到该
22、车道中心线上高为10cm的物体顶点时,沿该车道中心线量得的长度。停车视距:汽车行驶时,驾驶人员自看到前方障碍物时起,至达到障碍物前安全停车止,所需的最短行车距离。会车视距:两部车辆相向行驶,会车时停车则需2倍停车视距,称会车视距。,38,超车视距:在双车道道路上,后车超越前车时,从开始驶离原车道起,至可见对向来车并能超车后安全驶回原车道所需的最短距离。(二)对交通安全的影响图2-11给出了美国事故率与行车视距的关系曲线,如图所示,事故率随视距的增加而降低。当视距小于100m时,事故率随视距减小而显著增加;当视距大于200m时,事故率随视距增加而缓慢降低;当视距大于60Om时,事故率基本不再变化
23、。,39,另外,通过对大量统计资料的分析可知,道路纵断面线形上的视距不足对道路交通事故的影响比平面线形上的视距不足的影响更大。因此,对于视距在道路设计中必须加以重视。(三)设计要求1.停车视距汽车在同一车道遇到障碍(如路面破坏或其他障碍物在地面以上0.10m)必须及时停车时,驾驶员(驾驶员视线高度:小车眼高1.20,货车眼高2.00m)可能看到的距离,即为停车视距。,40,停车视距主要由两部分组成:驾驶员反应时间行驶的距离;开始制动刃制动停止所行驶的距离制动距离。另外应增加安全距离510m。制动停车距离随纵坡不同而变化,表列计算值是采用纵坡为零时的平坦路万而求得,理论上,下坡路段是危险的,上坡
24、则比较有保障。但因采用值尚较富裕,当属安全。,41,2.超车视距双向行驶的双车道公路,根据需要应结合地形设置,保证具有超车视距的路段。超车视距的长度取决于超车汽车、对向汽车及被超汽车的速度。超车视距S 如图2-12所示。,42,一、纵断面线形布置的一般原则,(1)纵断面线形应与地形相适应,设计成视觉连续、平顺而圆滑的线形,免在短距离内出现频繁起伏。(2)应避免能看见近处和远处而看不见中间凹处之线形。(3)较长的连续上坡路段,宜将最陡的纵坡放在底部,接近坡顶的纵坡适当放缓。,43,(4)相邻纵坡之代数差小时,应尽量采用大的竖曲线半径。(5)交叉处前后的纵坡应平缓。(6)在积雪或冰冻地区,应避免采
25、用陡坡。(7)纵断面线形的好坏,往往与平面线形有关,要注意与平面线形配合,力按立体线形要求,设计成良好的线形。,返回节,返回章,44,二、纵坡度,纵坡指的是路线纵断面上同一坡段两点间的高差与其水平距离之比,以百率表示。路形纵坡度包括最大纵坡度和最小纵坡度之间的各种坡度。其中,最大坡是公路线形设计控制的一项重要指标,它直接影响到路线的长度、使用质、行车安全、运输成本和工程造价。最小纵坡是为排水而规定的最小值。,45,(一)陡坡路段事故主要形态道路纵坡段的交通事故较多。经统计,在陡坡路段上发生的道路交通事故要形态为:(1)下坡行驶的汽车失控驶出路面,或者与上坡超车车辆正面相撞。(2)个别驾驶员在连
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