公路採用低指標就意味著降低了安全性嗎？?
公路採用低指標就意味著降低了安全性嗎？?
（本文曾發表於「中國公路」微信公眾號）
1、 前言
在有關部門歷年發布的「全國十大危險路段公告」和類似對公路通行條件的描述中，我們經常會看到「長下坡、急彎路段，行駛視距不良，車輛易失控」、「有的是橋隧相接或多彎長下坡組合線形造成車輛易失控」等類似內容。這些帶有明確導向性的用詞、用語，直接或間接地對公路採用較低指標或低指標組合提出了質疑，尤其是當與交通安全、交通事故關聯到一起時，就明確地傳遞給民眾一個錯誤的結論——公路在設計、建設時，本身的基礎條件就不好（就好似存在先天性缺陷似的）就存在一定問題，採用了低限指標或低限指標組合，必然意味著對行車安全性帶來了不利的、負面的影響了。
例如，在近期某重大國際性安全研討會議上，國家安全監管部門的一位參與多起重大道路交通事故調查的負責人就總結認為：「部分公路存在一些多個極限指標組合或連續應用的路段，特備是一些長大縱坡、連續彎道、長大隧道和隧道群，雖然單個技術指標都符合標準，但在多個指標疊加效應下整體安全性受限，個別點段事故率明顯高於其他路段……. 」。
那麼，為什麼公路在設計中會採取較低的幾何指標和指標組合呢？採用低限指標與行車安全性到底有什麼關係呢？如果低限指標意味著不安全，為什麼新建的公路還會採用低指標呢？難道是設計者不上心，不負責任嗎？這樣的設計成果又是如何通過各級審查的呢？本文從公路幾何設計的基本原理出發，試著剖析這些問題，並展開討論。
2、 什麼是公路幾何指標？
「公路幾何指標」一般是指公路在橫斷面布置上各部分的寬度值（包括車道寬度、路肩寬度等），還有公路在彎道處所採用的圓曲線的半徑值，在上下坡路段採用的縱坡坡度和縱坡長度（值），以及在彎道處與圓曲線對應設置的局部超高與加寬等；同時，還有平、縱、橫等單項指標組合後會影響到的行車視距（值）等。
在我國公路行業技術標準、規範中，根據公路功能、技術分級、設計速度等差異和變化，對各類、各級公路應採用的幾何指標有明確的規定和要求。這些對公路幾何指標的具體規定和要求，總體上是以保證行車安全為前提條件，從充分發揮公路交通、服務等功能出發，同時結合不同自然環境和綜合建設條件，在既往公路建設管理經驗和國內外項目科研實踐的基礎上論證確定的。
具體而言，在公路技術標準和設計規範中，對上述各項幾何指標結合不同情況，不僅給出了幾何指標採用的原則、條件和要點，還同時給出了幾何指標可供使用的具體數值。根據每個幾何指標的特點，我國標準和規範中，對每個幾何指標的規定是不完全相同的。例如，對於圓曲線最小半徑，根據是否受到特殊條件限制，不僅規定了最小值（極限值），而且給出了一般值；對於停車視距，明確規定了最小值；對於縱坡，不僅規定最大縱坡坡度，而且還規定了在多個縱坡路段組合是的單一最大坡度與坡長等。
但是，筆者想重點強調的是，不論標準規範規定的極限值，還是一般值，在理解和使用上所有專業人員都明確掌握：公路幾何指標中的「極限值」或「低限值」是可以採用的，採用極限值是合乎規範要求的。當採用低於（或超過）極限值的指標時，才是不被允許的，才屬於違規情況。
3、 採用低指標並不會直接影響行車安全性
多數情況下，很多人對公路採用低限幾何指標的質疑，主要集中在公路穿山越嶺路段時的急彎、陡坡、連續縱坡、視距不良等情況。而這些情況反映在公路幾何設計中，主要與圓曲線最小半徑、最大縱坡坡度、單一縱坡最大長度、豎曲線最小半徑、停車視距等幾何指標的採用值相關。在地形起伏大、路線展線困難、或者地質災害、沿線各類控制點或敏感點影響時，路線局部可能會在論證的基礎上，局部採用到上述幾何指標的低限值。那麼，採用幾何指標的低限值，是否就會直接對行車安全造成不利影響呢？答案是否定的。
以下筆者通過逐一追溯解讀上述每一個幾何指標或組合的確定的依據（來源），以說明採用低限指標可能對行車安全性的影響。
- 1） 圓曲線最小半徑確定的依據
公路幾何指標中的圓曲線最小半徑指標，是從車輛彎道行駛時的運動學角度提出，具體依據是按照車輛在彎道上行駛時的運動方程，以保持車輛彎道運動穩定和舒適性為前提，採用不同的橫向力係數確定的。國內外試驗研究標明，一般情況下，車輛在彎道上行駛時，從司乘人員感受和車輛彎道行駛穩定角度，試驗研究確定的極限橫向力摩阻力系統均在0.30以上。而我國公路標準規範中，圓曲線最小半徑「一般值」確定時的橫向力係數為0.06（此時，車輛運行非常平穩，司乘人員舒適性良好，不會感覺到彎道離心力存在）；圓曲線最小半徑「極限值」確定時，橫向力係數取用0.15左右（此時，駕駛員能夠感覺到彎道的存在，但是車輛仍然處於平穩的狀態）。因此，即便是圓曲線最小半徑採用極限值時，車輛按照（或低於）設計速度通行時，其運動狀態是安全的，不會存在失穩、傾覆等情況。與採用「一般值」或「更大值」等比較，採用「極限值」直接影響的主要是駕乘人員的舒適性，而不是車輛通行的安全性。
- 2） 縱坡指標確定的依據
最大縱坡和（單一縱坡的）最大坡長指標確定的依據，主要是載重汽車在不同縱坡上的坡度能力和爬坡的速度。儘管載重汽車的最大爬坡坡度可以達到接近30度，但是此時車輛爬坡的速度卻是非常低的，可能只有5~15km/h。在公路設計中，為了保證公路具有一定的通行能力和服務水平，在縱坡和坡長設計時，均是以車輛上坡時的行駛速度不低於特定的最低容許速度為前提的。例如，對於100km/h的高速公路而言，其最大縱坡和最大坡長指標，就是以載重汽車連續上坡、並保持速度不低於最低容許速度（50km/h）為前提的。所以，即便是坡度和坡長採用了低限值，即便出現連續縱坡組合等情況時，其直接影響的並不是行車的安全性，而是上坡路段的通行效率。
- 3） 視距指標確定的依據
公路視距分為停車視距、超車視距和會車視距等幾種，分別適用於不同的條件下。其中停車視距是超車視距、會車視距確定的基礎和依據。而停車視距通俗地解釋，就是車輛在正常速度行駛過程中，發現路面上障礙物，從駕駛員識別、到採取剎車制動措施，安全停車的最短距離。如果仔細探究停車視距確定的依據，就會發現，這裡兼顧到了不同駕駛員發現障礙物做出識別反應的時間差異，也考慮到了不同路麵條件、不同車輛制動性能等的差異影響。也就是說，即便是路段的視距指標採用了視距的最小值（即剛剛滿足視距指標要求），車輛在這一路段通行時，如果遇到障礙物也完全能夠從容停車（或繞避的）。
當公路在地形複雜路段採用多項較低的指標組合時，即所謂的彎道與縱坡組合的路段、「急彎陡坡」路段，駕駛員的視線可能會受到彎道、道路設施或者路側邊坡、山體等的遮擋影響，確實可能會影響到該路段的視距條件。正是考慮到這些情況，在公路標準規範中，才明確要求在路線設計、交通安全性評價中，要對視距進行分析檢驗，確保視距達到對應設計速度的要求。如果存在「視距不良」（即視距不能滿足設計速度對應的視距要求時），應採取加寬公路、開挖路側視距台、調整道路設施等多種方式進行改善。
- 4） 公路設計滿足標準規範並不只是單一指標
有人認為公路標準規範只對圓曲線最小半徑、最大縱坡、最小/最大坡長等各項單一指標有明確的要求，並未考慮到當多種指標組合應用時的複雜情況，因此滿足標準規範並不意味著……這種看似合理的說法，實際上是完全是偏頗，或者屬於個人臆斷性質。在公路標準規範中，在對各單項技術指標有明確的要求的同時，還充分考慮到了多種指標尤其是低限指標組合應用時的各種情況。
例如：前文提到的視距指標，就是從行車安全形度出發，對多種指標組合後公路路線設計安全性一個重要指標。在《公路路線設計規範》中，單獨開闢有「線形設計」一個章節，專門針對公路平、縱、橫組合、路基與橋樑、橋樑與隧道、路線與交叉等各種可能出現的組合情況做出了具體的規定和要求。自2006版開始，《規範》還新增加了對公路運行速度檢驗評價的要求。而運行速度評價是從駕駛員安全行車角度，對公路線形設計、各種指標組合情況下的一種更系統的檢查與檢驗。
4、 對公路幾何指標高低的誤解
- 1）公路幾何指標的高低，與等級和設計速度密切相關
我們在很多場合聽到有人談論公路幾何指標高低的時候，往往都忽略了一個關鍵因素，那就是——速度！很多專家和人士並沒有掌握到，所謂公路幾何指標的高與低，均是與設計速度一一對應的。下表是我國公路技術標準中對車道寬度、圓曲線最小半徑、最大縱坡、單一縱坡最大坡長、停車視距等的規定。
從上述指標規定中，可以非常明確看到，幾乎所有對公路幾何指標規定均是與設計速度一一對應、相互匹配的，即設計速度不同，對應的幾何指標是不同的。因此，我們在討論某條公路、某一公路路段的幾何指標的高低時，首先必須明確掌握該項目或路段的設計速度是高還是低。很多時候，人們根據個人對公路條件判斷的低限指標往往與設計速度對應起來時，並不屬於低限指標的。對於山區低等級公路，由於項目採用的設計速度較低，自然就應該（或適合）採用較低的幾何指標的。對於設計速度80km/h時採用的低限指標，對於設計速度60km/h的公路而言，則就是高指標了。
- 2）公路幾何指標取用的依據
那麼，設計速度如何確定呢？根據我國公路《標準》和《規範》的規定，公路項目或路段的設計速度，是根據公路項目擬採用的技術等級和地形地貌條件確定的。而公路的技術等級，則又是根據國家和各級公路網規劃、公路功能等確定。概括而言，就是公路功能定位越高（如：主要幹線公路）、設計交通量越大、沿線地形條件越是平緩，公路項目選用的技術等級就越高，設計速度也就越高；反之，公路功能定位越低（如：次要集散公路或支線公路）、交通量越小、沿線地形條件越是起伏，技術等級就越低，設計速度選用就越低。（以上內容為了便於普通民眾理解，部分內容未完全使用公路專業術語進行說明。）
另外，上述公路標準、技術等級、設計速度、幾何指標採用的一般性原則，包括幾何指標與設計速度的對應匹配關係，在世界範圍內均是大致相同的。因為，公路項目作為為社會大眾提供服務的基礎設施，不僅要考慮到公路對土地、資源、能源等佔用、利用的集約化，而且還必要兼顧到社會綜合效益的最大化。
5、 公路為什麼採用低指標呢？
- 1）採用低指標是公路綜合建設條件決定的
既然採用較高的幾何指標行車舒適性更好，那麼，在各級公路在路線選線、定線、路線優化設計中，為什麼還會出現採用較低的指標情況呢？
這是因為，在公路選線、路線設計中，設計人員必須兼顧多方面的影響或制約因素。除了考慮合理工程規模和節約工程造價之外，往往還會遇到沿線地形、地質、環保等多方面制約因素。例如，要避免高填深挖等現象，要最大限度減少對村鎮、學校等的拆遷數量，要繞避重大的地質災害位置，要繞避重要的文物古迹，要減少減少對耕地農田的佔用，要繞避重要水資源、濕地等環境敏感點，甚至從橋隧結構物施工和安全形度，要最大限度為橋隧等選擇相對穩定的地質條件......
因此，在各級公路總體設計中，設計人員往往需要對選用不同幾何指標、不同工程規模與造價、不同環境影響的、多個可能的路線方案進行多層次比選和論證，分析對比各方案的優缺點和相關影響；最終，按照我國公路項目建設程序，路線方案必須經由公路建設主管部門、業主、設計單位、諮詢單位，還有各層面專家等進行綜合評審、論證。
- 2）採用低限指標並非設計單位或人員不作為
作為一名曾參加路線幾何設計的人員，筆者知道：在地形複雜路段公路項目選用高指標方案與選用低指標方案，對於具體路線設計的專業技術人員而言，往往選用低指標方案時，從選線到不斷優化的工作量或許更大，方案反覆優化的周期可能更長。因此，有人因公路採用了低指標，就質疑工程設計人員偷懶、或設計上不上心、責任心不強等說法是完全站不住腳的。
- 3）應避免一味採用高指標的傾向
可是，仍然有人問，是不是全部採用高指標就更好呢？對此，國內和國外的認識是一致的。在歷次《公路工程技術標準》、《公路路線設計規範》等宣貫中，以及在很多公路勘察設計技術與實踐經驗交流活動中，大家的共識是：應避免在路線設計中一味採用高指標的現象。筆者了解，同樣也為了避免公路設計一味採用高指標等問題，美國聯邦公路局（AASHTO）還在《道路幾何設計手冊》（相當於美國的道路幾何設計規範）的基礎上，還專門編製了一本《道路靈活設計指南》，提倡因地制宜、靈活設計、靈活選用技術指標。
因為在既定的公路等級和設計速度下，一味採用較高的幾何指標，必然會造成對沿線地形切割嚴重、高填深挖等現象，進而引起橋隧構造物規模增大，工程造價顯著增加；同時，一味採用高指標，還會引起公路運行速度大範圍高於設計速度（設計一致性差）、路線設計不能適應沿線地形變化（線形設計協調性差）等現象，也不利於行車安全。
6、 結語
通過以上對公路設計原理、幾何指標確定依據、採用低限指標與行車安全性關係、公路指標採用條件等的論述和討論，我們可以得到以下結論：
1）公路幾何指標的採用，與公路項目技術等級、設計速度等密切相關。設計速度不同，其對應幾何指標採用區間是不同的。在討論公路某一路段幾何指標的高低時，必須對照其技術等級、設計速度，還必須考慮該路段的交通管控措施。任何脫離技術等級、設計速度對公路幾何指標高低的討論、批評，均是缺乏依據、毫無意義的。
2）公路採用低限指標或低限指標組合，並不意味著會直接降低公路行車安全性，因為極限指標確定時仍然是保證行車安全為前提的。而公路採用低指標，是公路項目沿線地形、地質、環保、用地等綜合條件所決定的，並非是公路設計單位和人員不作為、設計不完美的表現。
3）筆者呼籲，相關部門事故調查報告、事故多發路段預警警示、道路安全排查等公開文件中，對公路路域環境和通行條件等進行描述時，應規範用詞用語，或採用專業名詞術語，避免採用錯誤、或者帶有主觀引導性的用詞用語，避免誘導民眾對公路幾何指標、公路設計與建設等不客觀、不準確地認識，甚至是誤解。
例如：我們可以警示民眾某一路段屬於山區路段，地形起伏較大，道路線形較為複雜、迂迴，以往哪一類事故較為多發或者相對集中，應嚴格遵守路段限速要求，或謹慎控制車輛通行速度，分道行駛，避免車輛失控等現象……但不應使用「視距不良」等本文一開始列舉的描述和說法。因此，這些說法對於普通民眾理解而言，首先明確認為事故多發路段道路本身存在多種缺陷或隱患，其次還直接認定了道路條件與事故之間的因果關係......再有，稍有公路專業知識和背景的人士都知道，「視距不良」明確代表該路段視距不能滿足設計規範要求，屬於超標違規情況。
（以上內容僅代表個人觀點，不代表任何單位或組織。歡迎批評指正。）
Mountain
2018年5月23日
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