欧洲道路设计新概念

时间:2022-06-18 02:54:00

欧洲道路设计新概念

1背景

根据行车动力学推导的几何设计标准在保证道路设施本身的安全性方面发挥了重要的作用,但研究表明,90%的交通事故是由人的因素造成的,也就是说即便一条在行车动力学上能满足要求的道路也不见得是安全的。上世纪60年代由美国提出的路侧宽容设计是基于在提高出行效率的同时提高安全性的目标下提出的,路侧宽容设计实际上是一种被动安全措施,它并没有起到预防事故的作用,相反,这种更宽、更直的设计使司机以更快的速度驾驶,速度越高意味着司机发生错误的几率越高,事故也越严重。对于以提高出行效率为重要目标的高速公路和干线公路,运用宽容设计的概念是合理的,但在其它等级道路中,出行效率并不如高速公路和干线公路那么重要,因此设计应使车辆减速以提高安全性而不是鼓励司机高速驾驶然后在发生事故后通过所谓的宽容设计来挽救他们。同时,从法律上讲,司机在一条满足规范要求的道路上发生了事故,需要为此承担责任的是司机本人而不是公路设计人员和公路主管部门,这种法律上的倾斜也阻碍了在设计人员和公路主管部门在设计中充分考虑人的因素的发展。通过横向比较可知过去几十年间美国在降低死亡事故率方面取得的成效并不如欧洲那样成功,这与欧洲国家在道路设计中更多考虑人的因素有直接关系。关于道路中人的因素的研究表明,司机是根据其所处的环境来采取与环境相适应的驾驶行为。因此,只要根据特定的道路功能提供特定的驾驶环境,司机就会本能的根据这种环境采取相应的驾驶行为,从而保证司机的驾驶行为与设计的初衷相吻合。“自解释道路”概念正是基于这种原理提出来的,简单的说它就是指能够通过道路本身使司机采取安全驾驶行为的道路。完美的“自解释道路”应是不需要任何限速标志和警告标志的。

2“自解释道路”概念的应用

“自解释道路”应具备让司机识别道路类型和控制速度的功能。司机通过判断道路特征来识别道路类型,因此只要能够在同一种道路类型中提供一些特别的道路特征,并保证这些特征的连续性和唯一性,司机能很快识别道路类型,并根据经验采取相应的驾驶行为。但在众多的道路特征(如路面宽度、路面颜色、中央分隔带宽度、标线形式、是否有护栏、是否有自行车道等)中哪些对司机的识别起到关键作用目前还处于研究阶段,根据初步的试验结果,目前所知道的只是司机仅会选择两种特征作为他们判别道路类型的依据,更多的信息对司机来说没有意义,司机也没有能力通过选择两种以上特征将道路分类,此外,通过实验还发现道路分类并不能对速度产生绝对的影响,但在同一道路类型中,司机会采用近似的速度。另一方面,因为速度很容易测定,而且它也是影响道路安全的根本原因,因此目前更多的研究集中在如何让司机控制速度方面。以下介绍了在农村环境和城市中欧洲道路设计的一些新概念,虽然很多资料中将它们与“自解释道路”分开论述,但笔者认为这些措施因都符合“自解释道路”的原理,因而可将它们都认为是“自解释道路”。

2.1农村环境中对速度的控制措施

2.1.12+1道路2+1道路是一种新型的双向3车道道路(如图1),在一个方向有两个车道,而另一个方向只有一个车道,每隔一定距离(一般为2km)通过过渡段将有两个车道方向中的内侧车道转换到另一个方向。这种道路的主要好处是车辆利用同向车道而不是对向车道超车,从而有效降低了正面碰撞的事故率。虽然欧洲各国都普遍采用了2+1道路,但横断面形式各国都不一样,如图2所示。瑞典的2+1公路设置了较宽的中央分隔带,并在中间设置了钢缆护栏,这从根本上杜绝了利用对向车道超车,但撞击护栏的事故时有发生,但都没有人员伤亡,护栏的破坏也导致维护费用有所增加。英国和德国的2+1公路则用中央双实线标线代替了护栏。根据笔者在欧洲各国和南非考察时观测的结果,在没有中央护栏的2+1公路上,在单车道方向中,司机因知道前方不远就会提供超车需要的双车道,因此极少有司机在单车道时冒险利用对向车道超车。同时,相对于传统的双向双车道道路,2+1道路减小了行车道和硬路肩宽度,这种信息使司机意识到应采取更低的速度驾驶,因此降低了犯错的概率和事故的严重程度。2+1公路在我国的运用中应采用哪种横断面的形式,作者认为这取决于我国驾驶员本身,鉴于我国驾驶员安全意识普遍比较薄弱的现状,采取中央标线的方式对防止司机利用对向车道超车的作用应不大,因此作者建议可尝试使用瑞典的标准断面,但从减低维护费用和减少占地考虑,初期暂不需要设置图22+1道路典型横断面(单位:m)护栏并将土路肩缩减至0.75m或0.5m,经过一定时期的观察,若2m宽标线的中央分隔带还不能降低正面碰撞的事故率,则需要增设护栏。

2.1.22-1公路2-1公路(图3)是一种新型的双向一车道公路,横断面为0.85m(硬路肩)+0.3m(标线)+3.5m(行车道)+0.3m(标线)+0.85m(硬路肩),实际路面宽度为5.8m,因此虽然为一车道但仍满足会车的要求,但在视距不足的地方,则要将单车道变为双车道。这种道路的目的是试图通过窄的行车道和有限的会车空间来控制速度。但经观测,司机在这种道路上行驶虽然能按设计意图安全的会车,但对速度的控制并不明显。

2.1.3中心标线不设置振动带如图4,这种设计是在双向双车道中间设置一种新型的标线,标线由横向标线和纵向标线组成,总宽度为1m,其中横向标线为彩色,间距0.6m,略比路面高,因而当司机越过它时会发出声音,纵向标线长5m,间距10m。这种设计的目的是试图通过强调视觉和听觉的感受来减少司机利用对向车道超车的行为,降低正面碰撞事故。经观测,这种设计能有效防止司机利用对向车道超车的行为,但对速度降低的效果并不明显。

2.1.4中心标线设置振动带如图5,这种设计是在双向双车道中间设置一定宽度的振动带,同样是试图通过强调司机视觉和听觉的感受来减少利用对向车道超车的行为,降低正面碰撞事故。观测同样表明,这种设计能有效防止司机的超车行为,但对速度降低的效果并不明显。

2.1.5实体中央分隔带如图6,这种设计是在双向双车道道路中间设置1~2m的可越式彩色中央分隔带。其目的和上述两种中央分隔带处理措施是一样的,但观测结果表明,这种方式不但有效阻止了超车行为,同时也降低了速度。

2.2城市中对速度控制的措施

在城市或居民区主要是通过交通静化措施来达到降低速度、提高安全性和提升社区价值的作用。虽然欧洲在上世纪60年代就提出了交通静化的概念,但是因为它符合“自解释道路”的原理并且在实践中取得了很显著的效果,因此越来越多的被利用图6实体中央分隔带在道路系统中。具体来说,交通静化措施主要包括设置减速带、突起的人行道、小型环形交叉、利用中央分隔带或加宽的绿化带缩减车道宽度等。

2.2.1减速带如图7,减速带一般3~4m长,1~1.3cm高,这种设施对车辆减速有显著的效果,而且很经济。从实际使用效果来看,减速带能降低22%~23%的85分位行车速度,事故率能减少11%~41%。但是减速带同时也降低了救护车和救火车的速度,而且由于司机频繁的加减速也增加了空气污染。

2.2.2突起的人行道如图8,突起的人行道与减速带有类似的外形,但是需要在其表面进行一定的标线将其与减速带区分,这样行人才能正确的利用它。实践证明突起的人行道能有效的降低速度和事故率,但也有和减速带一样的缺点。

2.2.3小型环形交叉如图9,小型环形交叉是一种主要用于居民区的圆形突起交通岛,它可同时降低平面交叉中两条道路的速度,经过精心绿化设计的中心岛还可成为一处人造景观。但小型环形交叉对大车来说会造成转弯的困难,因此只能用在大车比例极低的居民区。

2.2.4减小车道宽度的措施如图10,为减低行车速度,设计中往往还通过设置中央分隔带或加宽绿化带来减小车道宽度。其中设置中央分隔带主要被用在进入居民区的入口处,通过道路外观的变化提醒司机将进入另外一种道路环境。在实践中,欧洲各国发展了很多类型的交通静图10减小车道宽度措施化措施,这里仅简单介绍了其中几种,但它们的共同特征都是通过降低机动车速度来提高行人和自行车的安全,同时,通过采用彩色或仿古的铺面材料和精心的绿化设计,这些设施还具有一定的美学价值。道路系统通过交通静化措施使城市和居民区变得更加安全和漂亮,社区价值得以提升,因此这种设计在美国被称作环境敏感性设计(ContextSensitiveDe-sign),在我国常被称作“和谐”设计。

3总结

从理论上讲,“自解释道路”的设计应是与司机的期望相吻合的,因此能最大程度地提高道路安全性。这也是为什么欧洲各国一致将其作为未来道路形式和重点研究方向的原因。今天,我们应该认识到,在道路设计中占主导地位的应该是人的因素,而不再是行车动力学理论。虽然“自解释道路”的概念在上世纪80年代就已提出,但目前仍处于研究的初级阶段,关于驾驶员对道路分类的理解目前还没有得出能够正确指导设计的结论,而尽管提出了很多速度控制措施,但并非每一种都达到了预期的效果。虽然如此,但作者认为“自解释道路”的概念对于我国提高道路安全性具有重要的现实意义,首先是因为我国驾驶员数量众多,且安全意识普遍较淡薄,仅通过培训和教育来提高驾驶员的安全意识是相当困难的;其次,研究也表明,通过限速、警告标志来提高道路安全是不现实的,因为这些标志很容易被忽略且它们往往与实际道路环境相矛盾,但在“自解释道路”中,驾驶员是根据对道路环境的判断采取本能的方式驾驶,目前并没有证据表明世界各国驾驶员对道路环境的理解有何不同,因此从理论上讲,这种不依赖于刻意约束驾驶行为的道路可以成功的在我国运用;此外,“自解释道路”一般是使道路横断面更窄而不是更宽,因此它也是适合于我国土地资源紧缺现状的。“自解释道路”的概念让设计人员有可能在基于对人的因素的研究成果上,充分发挥创造力来设计道路设施,但这些设计必须经过实践的检验才能被推广运用。