道路条件与交通安全讲义.ppt
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1、道路条件与交通安全,过秀成 副教授,第一章 绪论,1.1 道路条件是交通事故成因中不可忽视的因素,目前在调查道路交通事故时简单地认为人员伤亡原因是驾驶员的粗心和错误、以及汽车失修理等,如认为是由于驾驶员的原因所造成的人员伤亡:德国82%,巴西75%,匈牙利74%,波兰94%。在道路事故,图1 交通事故各因素影响力的比值,从图1分析:各影响因素对交通事故的影响力有所不同:人为因素占83.8%,主要为察觉、判断、其它操作,分别占19.6%、12.9%、48.1%;道路因素占13.2%,主道为路几何结构、养护管理,分别占4.2%、5.9%;车辆因素只占3.0%,其中车辆养护原因占1.7%,其它车辆原
2、因占1.3%。,(1)在道路交通事故中,由单因素造成的事故所占比值分别为:人为因素57.1%、道路因素3.3%、车辆2.4%;(2)在双因素中,由人为因素和道路因素共同作用引起的交通事故占26.4,人为因素与车辆共同作用的事故占6.2%,由道路因素与车辆共同作用的事故点2.9%;(3)由道路因素、人为因素、车辆因素三者共同作用引发的事故点1.2%;因此研究道路条件与交通安全十分必要,它对提高道路交通安全性、减少和预防交通事故的发生有着极其重要的意义,图2道路事故三种因素的比值(日本),1.2我国道路交通安全现状,近年来,随着我国国民经济的持续高速度增长、城市化进程加快、机动化水平提高,车流量加
3、大、人员出行率提高、道路沿线集镇化程度加剧。尽管公路建设发展速度很快,但仍滞后于机动车的增长速度(改革开放以来,机动车拥有量增长速度是公路增长速度的11.5倍),交通工程设施建设更加滞后,加之车种复杂、不安全的车辆多、交通参与者路权观念与交通道德观念淡薄等,使得我国交通事故死亡率一直居高不下,交通事故已经成为一个严重社会问题。2001年全国道路交通事故起数为76万起,死亡10.6万人,伤54.9万人,直接经济损失30.9亿元人民币,从1990年到2001年全国道路交通事故已连续11年增长。如果按交通事故死亡的国际通用界定标准,我国交通事故死亡人数应乘一个1.07的系数,若按这种国际标准,200
4、1年全国道路交通事故死亡人数应为11.342万人,是美国的2.8倍,日本的11倍,而就机动车拥有量来说,中国只是美国的1/3,比日本还少。,据统计,2001年江苏省道路交通事故造成7184人死亡、30421人受伤,直接经济损失2.5亿元。其中高速公路上发生的各类交通事故共3164起,造成319人死亡,788人受伤,车物直接经济损失3300万元。在未来8年内,随着江苏省社会经济和城市化水平的快速发展、小汽车逐渐进入家庭,机动化程度将迅猛加剧,人们出行次数和出行距离增加,虽然公路基础设施建设仍将以较快速度发展,但仍滞后于机动车的高速发展,道路交通事故将面临巨大挑战。到2010年以后,随着城市化水平
5、、机动化水平、社会经济发展水平的减缓以及江苏省公路网的日趋成熟和完善、道路条件的改善、交通管理水平的提高,道路交通事故发展将处于下降趋势。由此可预测,江苏省从现在起到2020年为事故过渡期,前10年是最困难的10年,挑战大于机遇,后10年机遇大于挑战。因此全面分析事故隐患,依靠各部门综合治理是我们的重要任务之一。,第二章 道路状况与交通安全,2.1路面与交通安全,路面结构与交通安全,路面是道路的行车部分,路面的好坏直接影响行车安全。要安全行车,路面必须具备良好的性能,即强度、稳定性、平整度和抗滑性。如抗滑性能好,可避免交通事故的发生或减轻事故发生后的损失,在限制车速的地段,把路面铺成搓板状,或
6、把路面铺成筑成凹凸不同的颠簸路面,使车辆行驶在上面产生强烈的颠簸,迫使驾驶员减速,以达到限制行车速度的目的。在不同的道路条件下,若使用不同的路面颜色,可以改善驾驶员的行车精神状态,提高驾驶员安全行驶。,1 路面强度与交通安全路面强度主要指路面整体对变形、磨擦和压碎的抵抗力。路面强度愈强,耐久性愈好,则愈适应较大的行车密度和复杂的车辆组成,保证行车安全,行车舒适。因此路面应具有足够的强度,以保证行车安全。2 路面稳定性与交通安全路面强度受温度、湿度的作用而发生变化。如碎石路面在干燥季节易松软、扬尘;沥清路面在高温时,会变软,低温时易变脆、开裂等,不仅造成行车不舒服,而且极易影响行车安全。为了保证
7、路面使用的全气候性,应使路面强度随气候因素变化的幅度尽量减小,具有足够的稳定性。,3 路面平整度与交通安全路面坎坷不平,平整度差,则行车阻力大,车辆颠簸振动,机件、轮胎磨损就会加快,行车安全性和舒适性就降低,甚至造成交通事故。4 路面抗滑性与交通安全当道路表面的抗滑小于所要求的最小数值时,车辆行驶中,稍一制动就可能产生侧滑而失去控制。特别是道路表面潮湿或覆盖冰雪时,即使车辆驾驶员十分小心,发生侧滑的危险性还是很大,在弯道、坡路和环形交叉路中处,尤其容易发生滑溜事故。,道路横断面与交通安全,城市道路横断面的组成包括道路建筑红线范围以内的各种人工结构物,如行车道、人行道、分隔带、绿化带等。公路横断
8、面一般包括行车道、路肩、边沟、护坡、挡墙等组成部分。横断面设计对于满足交通需要,保证交通运输的通畅和安全,适应各项设施的要求,及时排除地面积水,以及合理安排地上杆线和地下管线,都具有十分重要的意义。影响交通安全的道路横断面要素主要有:路面宽度、车道数、车道宽度、公路路肩、分隔带等。1 车道数与交通安全一般情况下,三车道比二车道交通事故率高,四车道与三车道近似,以后随着车道数的增加交通事故率反而减少,如表1所示。相对交通事故率除了因车道数增加而减少外,还与公路上增加一些交通设施有关,如中央分隔带、路侧带、护栏、防护壁、停车带以及上坡慢行道等。,表1 车道数与相对交通事故率,2车道宽度与交通安全在
9、车道宽度较小于4.5m时,随着车道宽度的增加,交通事故率明显降低。在二车道道路从5.5m扩大到6.7m时,交通量较少的地点交通事故21.5%,交通量较大的地点交通事故减少46.6%。路肩加宽或有中央分隔带的道路事故率也明显下降,划有车道标线的公路,由于规定车辆各行共道,其事故率可降低约三分之一如。但如果车道过宽,例如大于4.5米,则由于有些车辆试图利用富余的宽度超车,反而会增加事故。道路上的桥梁宽度与道路本身宽度的不一致,也是造成交通事故的原因之一。当桥梁宽度小于道路宽度时,相对事故率急剧增加,如表2所示。,表2 桥梁宽度与相对事故率的关系,假定桥梁宽度比桥梁入口处道路宽度多2m,相对事故率为
10、1,则桥梁宽度比道路宽度窄1m时,相对交通事故率为6。特别是在桥梁上设有中央分隔墙时,由于误判等更易引发交通事故。,3 路肩宽度与交通安全 路肩既可起到保护路面的作用,又可以作为行驶车辆的侧向余宽,也可以停放发生故障的车辆。在我国混合交通的条件下,路肩还可供行人、自行车、助力车等通行使用。路肩宽度对交通事故率有一定影响,据前苏联资料介绍,在交通事故中,大约有6%-13.7%是由于路肩的表面状态不良引起。一般说来,路肩宽度与交通事故率成反比关系,路肩宽则较安全。这主要是因为较宽路肩给驾驶员以较大的操作空间,增加安全感,同时又给故障车辆有停靠的地方,不致阻碍车道,因此事故必然减少。此外,路肩的结构
11、对行车安全也极为重要,以往大多采用土质路肩,但这样的设计不利于行车安全,一旦车辆离开路面走到这种路肩上,因为路面与路肩结构差异太大,车辆容易下陷甚至摔出路外。特别是对于乡村周边的道路、自行车、行人路肩损坏,而自然而然地建到路面中间,造成相应的事故。图3为由于向路边停车差点酿成交通事故照片。,图3 向路边停车险些酿成交通事故,由于路肩原因发生的事故归纳有以下几种:(1)在污秽、不平的路肩情况下,由于害怕汽车向旁边滑溜,驾驶员尽量不靠近边缘行驶,路面的利用宽度变小而造成事故。(2)路肩窄了,停靠在路肩上的车辆占去一部分路面,减少了路面的有效宽度,使得高速行驶的汽车为避让路肩上的车辆造成行驶方向偏离
12、,极易造成事故。(3)若为土质路肩,车辆一旦离开路面行驶其上,由于与路面结构差异太大,车辆会下陷,甚至发生摔出路外的事故。由上可见,路肩对安全行车的影响是不可忽略的,为了解决或减轻上述存在的问题,我国公路工程技术标准规定,二、三级公路路肩不小于0.75米,四级公路路肩不小于0.5米。当受到地形条件及其它特殊情况聘用制时,可适当加以调整。对高速公路的路肩宽度作了如下规定:在平原微丘地带路肩不小于2.5 m,在山岭重丘地带不小于1.75 m,路肩采用硬质坚固的材料,这样可保证安全行车。,4分隔带与交通安全 分隔带是道路行车上纵向分离不同类型、不同车速或不同行驶方向车辆的设施,以保证行车速度和安全。
13、在一般的干线公路上,为不同的行车方向建立车道,来减低道路行车事故数量。但是,由于驾驶员操纵方向失去控制,路面过滑而使汽车侧滑到对面来车的车道上,或夜间迎面汽车前灯光眩惑,使操纵失去控制等原因造成的行车事故,不会因为有各自独立的行车道而消除,所以在高速公路上有必要设置分隔带来保证行车安全。对分隔带的设置,并不是随意的,如果设置过窄、过低,汽车会驶过分隔带,结果是得不偿失。据有关设计部门测算出:当分隔带宽度达到1.5 m时,迎面相撞事故可消除。另外,在分隔带上还须建牢固的金属或混凝土护栏。据统计此种有保护设施的分隔带,使交通事故数量下降15%20%,排除了汽车正面相撞的可能性。,2.2道路线形与交
14、通安全,2.2.1直线与交通安全 直线是道路设计中最简单的几何要素,也是过去利用最多的线形。以直线为主的公路必然形成拘谨呆板的线形。对于驾驶员来说,行进前方过于一目了然,显得简单乏味,且道路景观一般全是静的,容易因单调产生疲劳,从而反应迟缓,一旦发生意外情况,特别是当有行人、非机动车横穿时,就会措手不及而造成事故。过长的直线路段上,事故往往较多。另外,驾驶员在长直线路段爱开快车,致使车辆进入直线路段末端后的曲线部分速度仍较高,若遇到弯道超高不足,往往导致倾覆或其它类型的交通事故。,2.2.2曲线与交通安全,1平面曲线与交通安全平面线形是由直线、圆、回旋曲线等组成的(见图4)。当汽车驶入弯道时,
15、会出现汽车的离心运动现象,离心运动产生离心力,若汽车行驶速度较快且弯道半径小,就可能发生横向翻车或滑移。英国的格蓝维尔在金汉郡的调查结果表明,曲率(1/R)图4 道路的线形愈大,事故率愈大,尤其是曲率(1/R)在10以上时,事故率急剧增高。其主要原因是道路的曲率愈大,汽车在运行中的转弯半径越小,所受的横向力越大;同时驾驶员的视距也变小,视线盲区增大。平面曲线与事故率的关系为:曲线半径变小时,事故率有增大的趋势;这种变化趋势在R400米时尤为显著;R1000米时,事故率没有什么差别。,图4 道路的线形,平面曲线的设置对安全有很大的影响,有资料显示在弯道处发生的交通事故占道路事故总数的10%20%
16、,下面是几种平面弯道处常见事故分析:(1)由于离心力的作用,行车至弯道时,有向弯道外滑动的趋势。车速快、弯道半径小时,就可能发生横向翻车或滑移。(2)弯道半径小时,驾驶员力图割线行驶而导致事故。(3)位于长直线末端的平曲线,由于长直线行驶,驾驶员的精神不集中而造成事故。(4)由于驾驶员的视线集中在比较小的空间角度范围内,若平静有把握地驾驶,坐在座位上视距不会超出其眼睛50m处,如果平面曲线转角大了,就可能造成事故。所以,为了确保在平面曲线上安全行车,必须根据汽车和平曲线以及路面的情况,采用超高措施用式2.1求算曲线半径,对算出的半径值,应尽量大于或等于表2所列一般最小半径,在不设超高的圆曲线半
17、径则用式2.2计算,求出值同上也应满足表3的要求。,式中:R曲线半径,m;v设计车速,km/h;i超高1%;f横向摩擦因数。,式中:i0 路拱横坡度。,表3 路面平面曲线半径表,与此同时,根据“清晰视距矩形”(10cm16cm)的范围要求,平曲线的转角不得超过20,这样在平曲线段安全行车就得到了保障。,2.竖曲线与交通安全竖曲线分凹形和凸形两种(见图5),达到的安全标准也不一样,它们的设置主要是通过计算曲线半径来实现的。,图5 道路竖曲线图,在道路的竖曲线方面凸形纵断面曲线过小,会影响到驾驶员的视距,使其视野变小。此时,驾驶员不易发现前方情况,容易发生碰撞,如超车易与对方来车相撞。美国的专家杨
18、格在加里福尼亚州的调查(表4),证实了凸形竖曲线上的视距越短,则交通事故也越频繁。此外,汽车在通过纵断面上的小半径凸形竖曲线时车辆的“跳动”还会造成驾驶员视线错乱而肇事。,表4 视距与交通事故率的关系,3.纵坡与交通安全 道路纵断面上的曲线是道路的上下坡道,我国对高速公路的坡道规定为:平原微丘地带不大于3%,山岭重丘地带不大于5%。这是由于在上坡道上,爬坡能力不一样,爬坡时速度降低的程度也不一样,往往引起追尾事故;特别在高速公路上高速行驶更为明显,下坡道时,由于汽车在重力作用下速度加快,需要长时间的减速制动,容易造成制动系统的故障。同时也因为制动的非安全区加大,出事率较大。因此,对于较大的纵坡
19、坡度及坡长必须加以必要的限制和改造,特别是对于一些路面较窄的坡道,上坡车辆超车时更易与下坡车辆发生交通事故。道路的坡度越陡,事故率越高:在-2+3之间,事故率没多大差别;在坡度超过+3,事故率有再次增加的趋势。表5进一步说明了坡度与交通事故的关系。,表5 坡度与交通事故,各国的交通事故统计表明,在有坡度的道路上交通事故是非常多的。据苏联的调查表明:在平原地区的道路上,17的交通事故发生在坡道部分;在丘陵地区的道路上,18%的交通事故发生在坡道部分;在山区的道路上,25%的交通事故发生在坡道部分。其主要原因是:1)下坡时,驾驶员常常采取熄火滑行的操作方法,一遇紧急情况来不及采取应付措施,在坡道事
20、故中大约有24%是由于这个原因引起的。2)在较长的下坡地段因重力作用,使行驶车速过高,制动距离过长。遇紧急情况不能及时停车,在坡道事故中由于这种原因所引起的占40。3)在上坡时,由于超越停放或后备功率较小的低速行驶车辆所造成的坡道事故占8,其它原因占18%。在陡坡路段,下坡事故要比上坡事故偏高。据调查,在坡度为0.2的道路上,下坡事故要比上坡事故高3倍。道路的坡度越陡,发生事故越多。当半径较小的水平曲线与陡坡组合在一起时,则会使事故剧增。,线形组合与交通安全车辆运行的安全性,不仅取决于路线各组成部分几何尺寸的大小而且也与各组成部分之间的正确组合有密切关系。(1)线形的骤变,往往导致交通事故的发
21、生。如长直线末端的转弯处,通常是事故多发点。(2)短直线介于两个同向弯曲的圆曲线之间形成所谓的断背曲线,不仅对操纵方向盘不理想而且易产生错觉,把线形看成为反向曲线,从而有可能导致交通事故的发生。(3)直路上的凹形纵断面路段。驾驶员行经该路段时,位于下坡看对面的上坡段,容易产生错觉,把上坡的坡度看得比实际的坡度大,这样,驾驶员就有可能加速以便冲上对面的上坡路段,同时,在下坡路段看上行车,驾驶员觉察不出自己是在下坡,因而有可能发生事故。,(4)在凸形竖曲线与凹形竖曲线的顶部或底部插入急转弯的平曲线,前者,因没视线引导而必须急转方向盘;后者,在超出汽车设计速度的地方仍然需要急转方向盘,这些都是非常危
22、险的。(5)在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部设置断背曲线。在前者的情况下,视线失去诱导的效果,在公路上行驶的车辆,除去有挖去坡面的情况,好象突入空中的状态,给驾驶员以不安的感觉。而且因接近顶点才知道线形开始向相反的方向弯曲,故在操纵方向盘时也是非常紧张的。而后者会形成排水不畅,看起来道路是扭曲的,也有使人视觉产生偏差的缺点。(6)在同一平面曲线内,如果纵断面反复凹凸,每产生这样的问题,即形成只能看见脚下和前头,而看不见中间凹陷的线形,这样的线形容易发生事故。图6、图7、图8、图9为几种不合理的线型组合图。,图 6,图7,图8,图9,直线段和弯道相协调时,直线段不宜过长。长直线段行车方便,但
23、驾驶员会精神不振,注意力下降,再则现代的汽车很快就可增速,在平直路面上不易觉察,所以位于长度大于4.8 km直线段末端的平曲线的行车事故数,就比在短直线段末端的平曲线上高25%。根据日本经验,直线段长度的界限如表6,高速公路上设计车速为1 20 km/h,所以直线段长度界限在3 000-1 000m为好。,表6 直线段与弯道相接其直线段长度表,弯道与坡道的连接,可用大半径的曲线与小坡度结合的道路连结来减小事故,因为大半径曲线视觉容易失真,超出“清晰视距矩形”,而上坡视觉失真可能性较平坡小,如相互协调则对安全行车有利。设计时平、竖曲线相接各自半径协调可参照表7。,表7 平竖曲线相接对应表,2.3
24、交叉口与交通安全,交叉口是道路交通的枢纽,驾驶员在交叉口处要选择自己的行车路线,从而与其它车辆交织或冲突,因而平交路口往往是交通事故的高发点。统计资料表明,平交路口的交通事故约占全部事故的50%左右。这是由于交叉口附近的交通流既有会聚又有分散,不同方向的车流在交叉口处形成较多的冲突点和交织点,其数量随着平交路口支路数的增加而急剧增加(见表8)。事实证明,每一个冲突点均为一个潜在的交通事故点。日本对1013个交叉口进行的交通事故调查表明:除了交通冲突点以外,影响交叉口交通事故的主要因素还有交通量的大小,交叉口无信号控制,交叉方式,交叉口长度及车道宽度等。各种平交叉路口类型见图10,交叉口冲突点见
25、图11。,图10 平交路口类型,图11 平交路口冲突点分析示意图,表8 平交路口冲突点数量表,因此,在进行平交路口的设计时,应该遵循以下原则:(1)交叉角度应保持在60度和60度以上;(2)尽量减少车辆冲突点;(3)将冲突点分离;(4)冲突点面积应该越小越好;(5)车流量最的方向优先通过;(6)车流量较大的平交口应划定转变车道。,第三章 交通安全设施与交通安全,3.1交通标志,交通标志包括设置于路旁或车行道上方的道路标志及嵌划于路面上的路面标线。所谓交通标志就是将交通指示、交通警告、交通禁令和交通指路等交通管理和控制法规用文字、图形或符号形象化地表示出来,设置于路侧或道路上方的交通管理设施。,
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