公路線形設(shè)計(jì)原則，體現(xiàn)了線形設(shè)計(jì)在公路設(shè)計(jì)中的重要程度。公路條件主要是由公路線形決定的，線形設(shè)計(jì)是公路設(shè)計(jì)的核心，它最終決定了公路的空間位置以及公路在駕駛員視覺中的反映。公路建成后，要改變線形幾乎是不可能的，它將長(zhǎng)期影響和限制汽車在公路上的運(yùn)行。線形設(shè)計(jì)的好壞，對(duì)汽車行駛的安全、經(jīng)濟(jì)、舒適及通行能力都起著決定性的作用，因此在線形設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)公路應(yīng)具有的性能與作用進(jìn)行充分慎重地研究，所以對(duì)公路的線形設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行安全評(píng)價(jià)的研究是很有意義的。

　　本文主要討論下坡路段道路線形設(shè)計(jì)安全評(píng)價(jià)方法。根據(jù)以往的研究大多以速度為指標(biāo)評(píng)價(jià)道路線形，因?yàn)樗俣瓤梢泽w現(xiàn)道路線形的幾何特征；由于受力而產(chǎn)生的加速度是速度的核心表征，更能體現(xiàn)道路線形對(duì)車輛行駛的影響，在一定程度上能夠反映出道路線形所引起的車輛行駛狀態(tài)的變化，反映出車輛行駛時(shí)的突然加速或減速的不穩(wěn)定狀態(tài)，這種變化往往是導(dǎo)致事故發(fā)生的原因。因此，本文從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)出發(fā)，以新疆連霍國(guó)道主干線博賽路段為樣本點(diǎn)，采集其直接反映道路條件信息的實(shí)時(shí)車輛加速度數(shù)據(jù)，提出基于加速度變化的下坡路段道路線形設(shè)計(jì)的安全評(píng)價(jià)方法。

　　1 下坡路段的安全分析

　　車輛在縱坡上行駛時(shí)，無論上坡或下坡對(duì)交通安全都有直接影響，在單方向行車的公路上，下坡方向的事故數(shù)要比上坡多，且當(dāng)縱坡坡度大于6%時(shí)，行車事故明顯超出平均事故數(shù)[1]。因此，在道路設(shè)計(jì)規(guī)范中，從經(jīng)濟(jì)性與安全性出發(fā)，對(duì)允許的最大縱坡的坡長(zhǎng)、坡度進(jìn)行了規(guī)定。

　　在汽車的下坡過程中，駕駛員根據(jù)道路的情況會(huì)采取加速換檔或減速換檔操作。對(duì)于正常駕駛的駕駛員來說，當(dāng)駕駛員根據(jù)道路的情況判斷需要減速的時(shí)候，駕駛員會(huì)跟據(jù)當(dāng)時(shí)道路線形的具體情況采取空檔行駛、放松油門或者是踩剎車的方式來進(jìn)行減速[2]。當(dāng)駕駛員慢慢的減速，此時(shí)的加速度變化一般很小，對(duì)行車安全性不會(huì)有什么影響；但如果道路線形使得駕駛員緊急剎車或者減速，車輛加速度就會(huì)有較大的變化，此時(shí)行車的安全性就受到嚴(yán)重影響，甚至發(fā)生交通事故。

　　縱面線形因素對(duì)交通安全影響比較突出的因素主要有：坡度和變坡點(diǎn)處的豎曲線半徑。盡管在連續(xù)上坡或下坡的變坡點(diǎn)處插入了豎曲線，但曲線上的縱坡坡度仍然很大，考慮到坡度和安全之間的關(guān)系極為密切，故采用平均坡度作為反映變坡點(diǎn)處公路線形條件的1個(gè)因素。

　　在下坡路段，凹凸豎曲線對(duì)交通安全的影響機(jī)理不同，而且相同半徑豎曲線的影響效果也不同，因此在分析變坡點(diǎn)處交通安全時(shí)，將凹凸豎曲線分開來考慮，這樣在下坡路段上的交通安全預(yù)估模型可以劃分為3個(gè)部分：

　　1）直坡段上的交通安全預(yù)估模型，考慮因素為坡度值；

　　2）凹豎曲線上，考慮因素為豎曲線半徑和平均坡度；

　　3）凸豎曲線上，考慮因素為豎曲線半徑和平均坡度。

　　其中，平均坡度 是指一定長(zhǎng)度的路段縱向所克服的高差與路線長(zhǎng)度之比[3]。

　　2 下坡路段的加速度模型

　　速度是道路線形幾何特征對(duì)駕駛行為影響的最直接和最客觀的體現(xiàn)，而加速度是速度的核心表征[4]，更能體現(xiàn)道路線形對(duì)車輛行駛的影響，在一定程度上能夠反映出道路線形所引起的車輛行駛狀態(tài)的變化[5]。

　　因此，討論下坡路段的各個(gè)影響因素與加速度的變化的關(guān)系，建立下坡路段的加速度模型。由于其不同的考慮因素，因此將下坡路段的加速度模型分為以下3部分。

　　其樣本路段簡(jiǎn)介：調(diào)查路段為新疆博樂市轄區(qū)內(nèi)，連霍國(guó)道主干線博賽段，一級(jí)公路，上下行分離段面(2＋2共4個(gè)車道)，連續(xù)約33km下坡，高差1100m，當(dāng)?shù)厮追Q“四臺(tái)大坡”。

　　2.1 直坡段的加速度模型

　　因?yàn)橹逼露沃挥衅露?個(gè)因素，采用曲線擬合回歸加速度和坡度的相關(guān)關(guān)系。根據(jù)其散點(diǎn)圖的變化趨勢(shì)，采用2次多項(xiàng)式擬合，如圖1所示。

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　　擬合公式如下：

　　a = -0.0117i2 + 0.0901i + 0.0874

　　R2 = 0.8459

　　式中：

　　a——樣本路段加速度(m/s2) i——樣本路段縱坡坡度（%）

　　從圖中可以看出，加速度隨著坡度的增加而逐漸有所增加，回歸曲線的拐點(diǎn)位置大約在坡度為3.8%左右的位置上，此后，加速度開始有明顯的回落。

　　2.2 凸變坡點(diǎn)豎曲線的加速度模型

　　車輛在由直坡段駛?cè)胪关Q曲線時(shí)，必將引起的車輛行駛狀態(tài)的變化，加速度的變化可以反映車輛行駛時(shí)的突然加速或減速的不穩(wěn)定狀態(tài)，這種變化往往是導(dǎo)致事故發(fā)生的原因。