中职教育-《道路交通安全》：第4章 道路与交通安全(张卫华 主编 人民交通出版社).课件

第四章道路与交通安全道路与交通安全第一节道路线形与交通安全第二节道路横断面与交通安全第三节道路路面与交通安全010203第四节道路交叉与交通安全04第五节桥梁隧道与交通安全05一、平面线形与交通安全

定义：道路线形是直线和曲线连接而成的三维空间形状。线形作为道路的骨架，其平、纵、横线形是永久性的设计要素。道路线形设计除应符合行驶力学要求外，还应考虑用路者的视觉、心理与生理方面的要求，以提高汽车行驶的安全性、舒适性与经济性。道路线形设计应根据道路等级及其功能，正确运用技术指标，保持线形连续、均衡，确保行驶安全、舒适；§4-1道路线形与交通安全平面线形可分为:直线、圆曲线、缓和曲线。平面线形设计就是按照地形和沿线环境条件，对三种线形进行合理的组合，达到行车安全舒适、美观和工程造价经济的目的。1．直线直线是道路线形的基本要素之一，过长的直线由于景观单调，对驾驶人缺乏刺激，容易对驾驶人产生催眠作用；同时直线长度也不宜过短。选用直线线形时，其最大与最小长度应有所限制。§4-1道路线形与交通安全长直线当直线长度大于2000m时，发生交通事故的几率明显增大，因此直线的最大长度不宜过长。当道路不可避免地采用长直线时，要求必须进行路侧装饰性的景观绿化，或沿线设置交通安全设施以提高驾驶人的注意力，消除长直线造成的单调驾驶环境，以避免疲劳驾驶。短直线平曲线直线一般以直线过渡，当直线过短时，驾驶人在短时间内会频繁地转动方向盘。而此时若车辆行驶状态与方向盘转向协调性不良时，发生交通事故的潜在危险性将明显提高。§4-1道路线形与交通安全2.圆曲线在某一设计车速v的情况下，圆曲线半径按下式计算：式中：R——圆曲线半径（m）；

v——设计速度（km/h）；

i——路面超高横坡度（%）；

f——横向力系数；最大i值应考虑气候、乘客舒适度及经济性等因素，采用6%～10%；横向力系数f是指单位车中所受的横向力，f越大对行车稳定性越不利，f值过大时则影响行车的舒适性甚至危及行车安全。§4-1道路线形与交通安全横向力系数对汽车稳定性、乘客舒适感的影响横向力系数f汽车稳定性和乘客舒适感0.01不感到有曲线的存在，很平稳，不紧张0.15略感到有曲线存在，但尚平稳，不太紧张，0.20已感到有曲线存在，略感不平稳，感到明显紧张0.30所有通过曲线的人都感到不舒适0.35感觉到有曲线存在，不稳定，非常不舒适，很紧张0.40站不住，非常不稳定，有倾车的危险感3.缓和曲线缓和曲线是设置在直线与圆曲线之间或圆曲线与圆曲线之间的为了缓和曲率变化而设置的一种曲率连续变化的曲线。设R为平曲线半径，则其倒数称为曲率。回旋线就是曲率按曲线长度成相同比例增大的曲线，其关系为：式中：C

——常数；

L

——曲线长度（m）；§4-1道路线形与交通安全回旋线最小长度设计速度（km/h）120100806050403020回旋线长度（m）100857060（50）403525204.超高为抵消车辆在平曲线路段上行驶所产生的离心力，在道路设计时，把弯道的外侧提高，将平曲线段的路面横坡做成向内倾斜的单坡横断面，以抵挡离心力的作用，即道路超高。汽车以低于设计速度的速度在曲线段行驶时，会在重力作用下，沿横断面斜坡向内侧滑动。因此，保险起见要保证车辆在弯道部分停车时不发生向内侧滑移，甚至翻车，超高的设置又不能太大。一般，道路的超高值规定在2%～6%之间。在曲线部分，除曲率半径非常大和有特殊原因等情况外，都要根据道路的类别和所在地区的寒冷积雪程度，以及设计速度、曲率半径、路面类型、自然条件和车辆组成等设置适当的超高。§4-1道路线形与交通安全5.加宽在曲线弯道上行驶的汽车所占宽度较直线段大。所以弯道上的路面应当加宽。单车道路面所需要增加的宽度W为：双车道拐弯处路面所需增加的宽度为：§4-1道路线形与交通安全6.曲线转角§4-1道路线形与交通安全《公路路线设计规范》规定当路线转角等于或小于7°时，应设置较长的平曲线。曲线转角在20°左右时，驾驶人在不需要移动视线或转动头部即可充分了解道路及交通情况，且减少了行车疲劳和紧张感，事故率低。二、纵断面线形与交通安全1．纵坡纵向坡度的标准值，要在经济容许的范围内，按尽可能少降低车辆速度的原则来确定。我国《公路路线设计规范》对各级公路的最大纵坡所作的规定：平均纵坡是指路段高差与水平距离之比。二、三、四级公路越岭路线连续上下坡路段，相对高差为200～500m时平均纵坡不应大于5.5%；相对高差大于500m时平均纵坡不应大于5%，且任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5.5%。§4-1道路线形与交通安全

最大纵坡设计速度（km/h）1201008060403020最大纵坡（%）34567892.坡长坡长是指变坡点间的水平直线距离，坡长限值包括最小坡长和最大坡长。§4-1道路线形与交通安全3.爬坡车道坡长是指变坡点间的水平直线距离，坡长限值包括最小坡长和最大坡长。《公路路线设计规范》规定符合下列情况之一者，宜在上坡方向行车道右侧设置爬坡车道：1）沿连续上坡方向载重汽车的运行速度降低到下表的容许最低速度以下时；2）上坡路段的设计通行能力小于设计小时交通量时；3）经设置爬坡车道与改善主线纵坡不设爬坡车道技术经济比较论证，设置爬坡车道的效益费用比、行车安全性较优时。§4-1道路线形与交通安全上坡方向容许最低速度设计速度（km/h）120100806040容许最低速度（km/h）60555040254.竖曲线变坡点：纵断面上两纵坡线交点。竖曲线：为保证行车安全、舒适及视距的需要在变坡点必须设置的纵向曲线。竖曲线可以分为凸型竖曲线和凹型竖曲线。凸型竖曲线设于道路纵坡呈凸形转折处，用以保证汽车有足够的行车视距；凹型竖曲线设于道路纵坡呈凹形转折处，用以缓冲行车中因运动量变化而产生的冲击，保证夜间汽车前灯视线和汽车在桥下行驶的视线。§4-1道路线形与交通安全在夜晚没有照明的道路上，凹形竖曲线上道路能被车灯照亮的部分是有限的，因此凹形竖曲线的设计长度应足够，进而能满足停车视距的要求。三、线形组合协调与交通安全1．道路平、纵线形组合设计原则§4-1道路线形与交通安全原则视觉上能自然地引导驾驶人的视线，并保持视觉的连续性；任何使驾驶人感到迷惑和判断失误的线形，必须尽力避免。保持平、纵线形的技术指标均衡，在平面上采用高标准的线形是无意义的。注意与道路周围环境的配合，借以减轻驾驶人的疲劳和紧张程度兼导视线。选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全；2.平、纵形组合设计技术指标应相互协调不同设计路段相衔接处前后的平、纵、横技术指标应逐渐变化，使行驶速度自然过渡。线形连接应协调在高填方的曲线路段，沿曲线外侧加设护栏、视线诱导标和路警桩；应避免出现断背曲线；直线不宜过长；应避免采用由很多短坡路段连在一起的线形。平曲线与竖曲线的组合应避免出现下列组合：长直线与坡陡或半径小的竖曲线；长的平曲线内不宜包含多个短的竖曲线；半径小的圆曲线起讫点，不宜接近在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部；长的竖曲线内不宜设置半径小的平曲线；竖曲线顶部或底部，不宜同反向平曲线的拐点重合。§4-1道路线形与交通安全四、视距与交通安全视距是驾驶人在道路上能够清楚看到的前方道路某处的距离。前方道路良好的可视性对驾驶人安全有效驾驶车辆尤为重要。1．停车视距停车视距由三部分距离组成，即驾驶人在反应时间内车辆行驶的距离、开始制动至停车的制动距离和安全距离。§4-1道路线形与交通安全沥青或水泥混凝土干燥路面和潮湿路面上的制动距离和停车视距§4-1道路线形与交通安全我国《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定的停车视距停车视距设计速度（km/h）1201008060403020停车视距（m）210160110754030202.会车视距会车视距：使车辆在相撞之前安全停车的最短距离。会车视距一般为停车视距的两倍。会车视距由两相向行驶车辆的驾驶人反应距离制动距离、安全距离组成。§4-1道路线形与交通安全3.错车视距错车视距：汽车在行驶中发现同迎面车辆在同一条车道上时，立即靠右行驶，而从来车左边绕至另一车道并与对面来车在平面上保持安全距离时，两车所行驶的最短距离。错车视距包括第一辆车的反应距离及让车绕行距离、对向第二辆车在此时间内行驶的距离和安全距离。4.超车视距在双车道道路上，汽车绕道到相邻车道超车时，驾驶人在开始离开原行车路线能看到相邻车道上对向驶来的汽车，以便在碰到对向行驶的车辆之前能超越前车并驶回原来车道所需的最短距离，称为超车视距。超车视距有两种情况：1）当后车速度高于前车，以行驶时的车速超越前车：§4-1道路线形与交通安全2）等速超车视距：后车尾随前车行驶，即车速相同，判断认为有超车可能时，加速转入对向车道进行超越。§4-1道路线形与交通安全1．道路横断面形式道路横断面是指垂直于道路中心线沿道路宽度方向的断面，其组成包括道路建筑红线范围内的各种人工结构物，如行车道、人行道、分隔带、绿化带、设施带等，通常以道路中心线相对称。横断面形式分为单幅路、双幅路、三幅路和四幅路四种。一、横断面形式及车道数与交通安全§4-2道路横断面与交通安全某市城市道路不同横断面形式的事故率横断面形式事故数（次）事故率（次/亿车公里）道路数（条）平均事故率（次/亿车公里）单幅路11911001161164双幅路1115204130三幅路273134110134四幅路22041541042.车道数交通事故发生状况也因车道数不同而变化。城市道路交通量大，交通组成复杂，交通事故的规律性不如公路上明显。但从宏观分析可知，车道数越多，通行能力越大，行车越畅通，道路状况越安全。§4-2道路横断面与交通安全美国道路种类与交通量及事故次数关系的统计结果2.车道数根据美国和英国研究的结果，车道较宽时则事故较少。机动车2车道路面如宽度大于6m，其事故率较路面宽度为5.5m的道路要低得多。§4-2道路横断面与交通安全路肩是指行车道外缘到路基边缘，具有一定宽度的带状部分。路肩的作用主要是：增加路幅的富余宽度；保护和支撑路面结构，供临时停车使用；为公路其他设施提供设置场地；汇集路面排水。二、路肩与交通安全§4-2道路横断面与交通安全硬路肩土路肩硬路肩是指进行了铺装的路肩，常用于高速公路和一级公路。硬路肩一般宽度为3m或3.50m，4车道高速公路宜采用3.50m，6、8车道高速公路可采用3m。土路肩是指不进行铺装的路肩，用于各级公路，宽度一般采用0.5m、0.75m；土路肩的排水性远低于路面，故其横坡度较路面宜增大1.0%～2.0%。三、分车带与交通安全§4-2道路横断面与交通安全1．中央分车带中央分车带指高速公路，一级公路及城市双幅路和四幅路断面道路中间设置的分隔上下行驶交通的设施。中央分车带的作用：分隔上下行车流；杜绝车辆随意掉头；减少夜间对向行车眩光；显示车道的位置，诱导视线；为其他设施提供场地。分离式断面中央分车带宽度宜大于4.50m。此时中央分车带宽度可随地形变化而灵活运用，不必等宽，且两侧行车道亦不必等高，而应与地形、景观相配合。当宽度发生变化时，应设置过渡段。2.两侧分车带两侧分车带是布置在横断面两侧的分车带，其作用与中央分车带相同，只是布置的位置不同。两侧分车带常用于城市道路的横断面设计中，它可以分隔快车道与慢车道、机动车道与非机动车道、车行道与人行道等。§4-2道路横断面与交通安全美国基于中央分车带宽度的事故发生率修正系（AMFs）类别中央分车带宽度（英尺）1020304050607080所有事故1.000.910.830.750.680.620.570.51三、路基与交通安全§4-2道路横断面与交通安全路基是行车部分的基础，它由土、石按照一定尺寸和结构要求建筑成带状的土工结构物。对于公路，路基是指道路路面下面的基础结构。高于原地面的填方路基称为路堤，即高路基；低于原地面的挖方路基称为路堑，即矮路基。由于矮路基排水不畅，我国的高等级公路路基多为高路基，而高路基对于行车安全十分不利，一旦车辆发生意外，很容易造成严重的交通事故。一、路面分类及质量与交通安全§4-3道路路面与交通安全1．道路路面种类路面结构的力学特性以及设计方法的相似性出发，可以将路面主要划分为柔性路面、刚性路面和半柔性路面三类。各种沥青路面与碎石都属于柔性路面。柔性路面是以路面的回弹弯沉值作为强度指标，利用弯沉仪测量路面表面在标准试验车后轮的垂直静载作用下轮隙回弹弯沉值，用来评定路面强度。水泥混凝土路面属于刚性路面，它具有较大的刚性与抗弯能力，是能直接承受分布车辆载荷到路基的路面结构，承载能力取决于路面本身的强度。铺设适当的基层可为刚性路面提供良好的支撑条件。2.道路路面质量对交通安全的影响沥青路面质量对交通安全的影响泛油；油包、油垄；裂缝；麻面；滑溜；松散与坑槽。水泥混凝土路面质量对交通安全的影响水泥混凝土路面是一种刚性路面，其对地基的不均匀沉降适应能力差，不易修补；若地表水渗入积聚在破损后的基层内并透过基层渗入路基，使基层和土基吸水软化、失稳，支承力下降，引起路面损坏加剧，危及行车安全。路面强度及路面稳定性对交通安全的影响路面强度是指路面整体对变形、磨损和压碎的抵抗力。路面强度愈高，耐久性愈好，则愈能适应较大的行车密度和复杂的车辆组成其使用耐久性越好，保证行车安全及行车舒适。§4-3道路路面与交通安全一、路面平整度与交通安全§4-3道路路面与交通安全1．平整度标准平整度是路面表面的平整程度，是路面质量的重要指标之一，它直接影响到行车平稳性、乘客舒适性、路面寿命、轮胎磨损和运输成本。§4-3道路路面与交通安全2.路面粗糙度路面粗糙度可用车辆纵向紧急制动距离、纵向摩擦系数和横向摩擦系数表示。目前，常用摆动式摩擦系数测定仪测定路面的摩擦系数。3.路面构造深度路面构造深度是用于评定路面表面的宏观粗糙度、路面表面的排水性能及抗滑性能的指标。路面构造深度越小，表明路面越光滑。在一般情况下，路面摩擦系数变小，会丧失渗水、排水的功能，容易产生汽车滑水现象，造成严重的交通事故，因而路面必须保持一定的粗糙度。三、路面抗滑性与交通安全§4-3道路路面与交通安全路面抗滑性反映了路面安全方面的使用性能。路面的抗滑性能必须满足两个方面要求：表面的抗滑性和耐久性。抗滑性与路面结构、表面的纹理和表面处理有关；耐久性则与路面的内在质量及与路面材料的耐磨性有关。衡量路面抗滑性的重要指标是路面摩擦系数，即：式中：f

——路面摩擦系数；

F——路面对轮胎滑移的阻力；

P——车轮的荷载。一、平面交叉与交通安全1．概述在平面交叉口处，由于多个不同方向的交通流汇入，致使交通量大幅度增加，而且由于驾驶人和行人在“抢行心理”的作用下，使得各方向交通流存在许多可能导致事故发生的潜在冲突点。规模较大的平面交叉口：车辆间的事故约占85%；人车间的事故约为15%。规模较小的平面交叉口：车辆间的事故约占73%；人车间的事故约占27%。§4-4道路交叉与交通安全2.平面交叉的类型与交通安全无信号控制的交叉口（十字交叉口、T形交叉口），事故率偏高，主要是由于道路交通的优先权分配和视距保证的问题。而对于环形交叉口，驶入交叉口的车速是交通安全的关键因素。当交叉口交通量发展到接近停车或让路标志交叉口所能处理的能力时，应对交叉口采取信号控制；城市分主、次干路时，停车线应设在次干路上以便让路；§4-4道路交叉与交通安全3.平面交叉的道路条数及交角与交通安全根据向交叉口汇集的道路条数，将交叉口划分为三路交叉、四路交叉和五路交叉等。一般平面交叉的相交道路宜为4条，不宜超过5~6条。随着交叉口道路汇集条数的增加，交叉口内交通流的冲突点、合流点和分流点会显著增加§4-4道路交叉与交通安全4.平面交叉的渠化及车道设计与交通安全左转车道与交通安全开辟左转车道是公认的改善交叉口安全性的方法之一，它可以有效地减少交叉口处左转车引起的交通事故。右转车道及变速车道与交通安全右转专用车道可以使转向车辆与其后面的车辆间发生事故的风险降低到最低，变速车道包括加速车道和减速车道。加速车道是在高速公路上为保证汽车驶入高速车流前能安全加速，且不干扰其他车辆而设；减速车道是为汽车驶离高速公路驶向另外公路而设。§4-4道路交叉与交通安全5.平面交叉的视距及照明与交通安全视距与交通安全在交叉口一定距离范围内保持通视，足够的视距有助于交叉口的交通安全。照明与交通安全根据美国联邦公路局公布的数据，在信号交叉口安装有效的照明设施可降低事故发生率30%，减少伤亡事故17%，在非信号交叉口可减少事故发生率47%。§4-4道路交叉与交通安全一、立体交叉与交通安全§4-4道路交叉与交通安全1．立交类型与交通安全常见的立交形式主要有苜蓿叶形、菱形、环形、喇叭形等。

常用立交形式安全性

主要形式无冲突点；左转匝道线形差，车速低；上、下线左转匝道出入口之间存在交织运行苜宿叶形次线与匝道连接处为平面交叉，对行车安全不利菱形无冲突点，行车较安全，交通组织方便；存在交织运行；车速较低环形无冲突点，行车较安全，交通组织方便；存在交织运行；车速较低喇叭形无冲突点和交织运行，行车安全；线形较差，车速低定向式无交织，无冲突点，行车安全；车速高；当匝道为左近或左出时，对行车不利组合式取决于组合所采用的基本形式§4-4道路交叉与交通安全2．立交间距与交通安全高速公路的安全性能很大程度上取决于立交的间距，立交间距大的高速公路事故会小一些。立交间距的大小主要取决于其所在区域道路网的交通需求，合理的立交间距应能均匀地分散交通。若立交间距过大，则从使用者的角度考虑，不能满足交通需求，且不能充分发挥道路的潜在功能。间距过密，不仅降低通行能力和行车速度，而且会导致交通运行困难，增加交通事故的风险。§4-4道路交叉与交通安全3．匝道相关参数与交通安全匝道曲线半径分为圆曲线半径和竖曲线半径两种。圆曲线是调整路线前进方向，以适应地形的变化，从而形成一条连续畅通的道路。竖曲线主要是为了实现变坡点处坡度的变化的过渡曲线匝道。匝道纵坡度及坡长当坡度较大时，事故率明显增大，往往是造成事故的直接原因。汽车在匝道中行驶，应设置足够的纵坡度和坡长，否则容易造成汽车驶离匝道，向一侧滑移或者造成货物散落或汽车中心偏移，危机行车安全。注意的分配匝道管理匝道管理通常利用交通信号、标志或活动门来控制由匝道进入或离开主线的交通流。匝道管理能通过控制车辆进出公路、强制车辆低速有序地进入公路等方式来提高道路的安全性。。一、桥梁与交通安全§4-5桥梁隧道与交通安全1．桥梁的分类1）按受力体系分：梁桥、拱桥和悬索桥。梁桥以受弯为主，拱桥以受压为主，悬索桥以缆索受拉为主。2）按用途来划分：公路桥、铁路桥、公铁两用桥、农用桥及其他专用桥梁。3）按桥梁跨径的不同，分成：特大桥、大桥、中桥和小桥。§4-5桥梁隧道与交通安全1．桥梁的分类4）按照主要承重结构使用的材料来划分：有圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥和木桥等。目前我国在公路上使用最广泛的是钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥和圬工桥。5）按跨越障碍的性质可以分为：跨河桥、跨线桥、高架桥和栈桥。高架桥一般指跨越深沟峡谷等以代替高路堤的桥梁。为将车道升高至周围地面以上并使其下面的空间可以通过车辆或其他用途而修建的桥梁称为栈桥。6）按上部结构行车道的位置，分为：上承式桥、中承式桥和下承式桥。桥面位于主要承重结构之上者称为上承式桥，桥面位于桥跨结构高度中间的称为中承式桥，桥面位于承重结构之下的称为下承式桥。§4-5桥梁隧道与交通安全考虑桥位对地形、地貌等方面的要求；选址12345考虑桥位区所处的工程地质环境及其稳定性；考虑河段和通航情况；遵循工程地质选址的原则；考虑地表植被和动植物环境因素；6考虑气象和附近交通状况；2．桥梁选址与交通安全§4-5桥梁隧道与交通安全3．跳车与交通安全桥梁的跳车通常发生在桥头、涵背、桥面损坏和桥梁伸缩缝处。桥头跳车减少桥头填土沉降桥面伸缩缝桥头跳车主要由桥（涵）台和桥（涵）头路基的沉降差造成，沉降差分结构物、路基固有的沉降差和设计、施工造成的沉降差，设计和施工造成的沉降差往往是主要的。主要应防止地基基础下沉、路基填土压缩引起的沉降、路面结构层压缩引起的沉降；选用排水性好、强度高、累计沉降小的材料填筑。主要影响因素有：伸缩缝的选择、伸缩缝的质量、施工及安装质量；伸缩缝的选择要充分考虑伸缩量、行驶交通的类型和桥面铺装层结构类型。二、隧道与交通安全§4-5桥梁隧道与交通安全1．桥梁的分类按隧道长度的不同，分成特长隧道、长隧道、中隧道和短隧道。2.隧道选址与交通安全选址原则：必须与公路总体设计相协调适应；隧道位置选择在稳定的地层中；越岭隧道应进行大范围全面的技术、经济比较，选择在地质条件较好