公路采用低指标就意味着降低了安全性吗？
（本文曾发表于"中国公路"微信公众号）
1、 前言
在有关部门历年发布的"全国十大危险路段公告"和类似对公路通行条件的描述中，我们经常会看到"长下坡、急弯路段，行驶视距不良，车辆易失控"、"有的是桥隧相接或多弯长下坡组合线形造成车辆易失控"等类似内容。这些带有明确导向性的用词、用语，直接或间接地对公路采用较低指标或低指标组合提出了质疑，尤其是当与交通安全、交通事故关联到一起时，就明确地传递给民众一个错误的结论——公路在设计、建设时，本身的基础条件就不好（就好似存在先天性缺陷似的）就存在一定问题，采用了低限指标或低限指标组合，必然意味着对行车安全性带来了不利的、负面的影响了。
例如，在近期某重大国际性安全研讨会议上，国家安全监管部门的一位参与多起重大道路交通事故调查的负责人就总结认为："部分公路存在一些多个极限指标组合或连续应用的路段，特备是一些长大纵坡、连续弯道、长大隧道和隧道群，虽然单个技术指标都符合标准，但在多个指标叠加效应下整体安全性受限，个别点段事故率明显高于其他路段……. "。
那么，为什么公路在设计中会采取较低的几何指标和指标组合呢？采用低限指标与行车安全性到底有什么关系呢？如果低限指标意味着不安全，为什么新建的公路还会采用低指标呢？难道是设计者不上心，不负责任吗？这样的设计成果又是如何通过各级审查的呢？本文从公路几何设计的基本原理出发，试着剖析这些问题，并展开讨论。
2、 什么是公路几何指标？
"公路几何指标"一般是指公路在横断面布置上各部分的宽度值（包括车道宽度、路肩宽度等），还有公路在弯道处所采用的圆曲线的半径值，在上下坡路段采用的纵坡坡度和纵坡长度（值），以及在弯道处与圆曲线对应设置的局部超高与加宽等；同时，还有平、纵、横等单项指标组合后会影响到的行车视距（值）等。
在我国公路行业技术标准、规范中，根据公路功能、技术分级、设计速度等差异和变化，对各类、各级公路应采用的几何指标有明确的规定和要求。这些对公路几何指标的具体规定和要求，总体上是以保证行车安全为前提条件，从充分发挥公路交通、服务等功能出发，同时结合不同自然环境和综合建设条件，在既往公路建设管理经验和国内外项目科研实践的基础上论证确定的。
具体而言，在公路技术标准和设计规范中，对上述各项几何指标结合不同情况，不仅给出了几何指标采用的原则、条件和要点，还同时给出了几何指标可供使用的具体数值。根据每个几何指标的特点，我国标准和规范中，对每个几何指标的规定是不完全相同的。例如，对于圆曲线最小半径，根据是否受到特殊条件限制，不仅规定了最小值（极限值），而且给出了一般值；对于停车视距，明确规定了最小值；对于纵坡，不仅规定最大纵坡坡度，而且还规定了在多个纵坡路段组合是的单一最大坡度与坡长等。
但是，笔者想重点强调的是，不论标准规范规定的极限值，还是一般值，在理解和使用上所有专业人员都明确掌握：公路几何指标中的"极限值"或"低限值"是可以采用的，采用极限值是合乎规范要求的。当采用低于（或超过）极限值的指标时，才是不被允许的，才属于违规情况。
3、 采用低指标并不会直接影响行车安全性
多数情况下，很多人对公路采用低限几何指标的质疑，主要集中在公路穿山越岭路段时的急弯、陡坡、连续纵坡、视距不良等情况。而这些情况反映在公路几何设计中，主要与圆曲线最小半径、最大纵坡坡度、单一纵坡最大长度、竖曲线最小半径、停车视距等几何指标的采用值相关。在地形起伏大、路线展线困难、或者地质灾害、沿线各类控制点或敏感点影响时，路线局部可能会在论证的基础上，局部采用到上述几何指标的低限值。那么，采用几何指标的低限值，是否就会直接对行车安全造成不利影响呢？答案是否定的。
以下笔者通过逐一追溯解读上述每一个几何指标或组合的确定的依据（来源），以说明采用低限指标可能对行车安全性的影响。
- 1） 圆曲线最小半径确定的依据
公路几何指标中的圆曲线最小半径指标，是从车辆弯道行驶时的运动学角度提出，具体依据是按照车辆在弯道上行驶时的运动方程，以保持车辆弯道运动稳定和舒适性为前提，采用不同的横向力系数确定的。国内外试验研究标明，一般情况下，车辆在弯道上行驶时，从司乘人员感受和车辆弯道行驶稳定角度，试验研究确定的极限横向力摩阻力系统均在0.30以上。而我国公路标准规范中，圆曲线最小半径"一般值"确定时的横向力系数为0.06（此时，车辆运行非常平稳，司乘人员舒适性良好，不会感觉到弯道离心力存在）；圆曲线最小半径"极限值"确定时，横向力系数取用0.15左右（此时，驾驶员能够感觉到弯道的存在，但是车辆仍然处于平稳的状态）。因此，即便是圆曲线最小半径采用极限值时，车辆按照（或低于）设计速度通行时，其运动状态是安全的，不会存在失稳、倾覆等情况。与采用"一般值"或"更大值"等比较，采用"极限值"直接影响的主要是驾乘人员的舒适性，而不是车辆通行的安全性。
- 2） 纵坡指标确定的依据
最大纵坡和（单一纵坡的）最大坡长指标确定的依据，主要是载重汽车在不同纵坡上的坡度能力和爬坡的速度。尽管载重汽车的最大爬坡坡度可以达到接近30度，但是此时车辆爬坡的速度却是非常低的，可能只有5~15km/h。在公路设计中，为了保证公路具有一定的通行能力和服务水平，在纵坡和坡长设计时，均是以车辆上坡时的行驶速度不低于特定的最低容许速度为前提的。例如，对于100km/h的高速公路而言，其最大纵坡和最大坡长指标，就是以载重汽车连续上坡、并保持速度不低于最低容许速度（50km/h）为前提的。所以，即便是坡度和坡长采用了低限值，即便出现连续纵坡组合等情况时，其直接影响的并不是行车的安全性，而是上坡路段的通行效率。
- 3） 视距指标确定的依据
公路视距分为停车视距、超车视距和会车视距等几种，分别适用于不同的条件下。其中停车视距是超车视距、会车视距确定的基础和依据。而停车视距通俗地解释，就是车辆在正常速度行驶过程中，发现路面上障碍物，从驾驶员识别、到采取刹车制动措施，安全停车的最短距离。如果仔细探究停车视距确定的依据，就会发现，这里兼顾到了不同驾驶员发现障碍物做出识别反应的时间差异，也考虑到了不同路面条件、不同车辆制动性能等的差异影响。也就是说，即便是路段的视距指标采用了视距的最小值（即刚刚满足视距指标要求），车辆在这一路段通行时，如果遇到障碍物也完全能够从容停车（或绕避的）。
当公路在地形复杂路段采用多项较低的指标组合时，即所谓的弯道与纵坡组合的路段、"急弯陡坡"路段，驾驶员的视线可能会受到弯道、道路设施或者路侧边坡、山体等的遮挡影响，确实可能会影响到该路段的视距条件。正是考虑到这些情况，在公路标准规范中，才明确要求在路线设计、交通安全性评价中，要对视距进行分析检验，确保视距达到对应设计速度的要求。如果存在"视距不良"（即视距不能满足设计速度对应的视距要求时），应采取加宽公路、开挖路侧视距台、调整道路设施等多种方式进行改善。
- 4） 公路设计满足标准规范并不只是单一指标
有人认为公路标准规范只对圆曲线最小半径、最大纵坡、最小/最大坡长等各项单一指标有明确的要求，并未考虑到当多种指标组合应用时的复杂情况，因此满足标准规范并不意味着……这种看似合理的说法，实际上是完全是偏颇，或者属于个人臆断性质。在公路标准规范中，在对各单项技术指标有明确的要求的同时，还充分考虑到了多种指标尤其是低限指标组合应用时的各种情况。
例如：前文提到的视距指标，就是从行车安全角度出发，对多种指标组合后公路路线设计安全性一个重要指标。在《公路路线设计规范》中，单独开辟有"线形设计"一个章节，专门针对公路平、纵、横组合、路基与桥梁、桥梁与隧道、路线与交叉等各种可能出现的组合情况做出了具体的规定和要求。自2006版开始，《规范》还新增加了对公路运行速度检验评价的要求。而运行速度评价是从驾驶员安全行车角度，对公路线形设计、各种指标组合情况下的一种更系统的检查与检验。
4、 对公路几何指标高低的误解
- 1）公路几何指标的高低，与等级和设计速度密切相关
我们在很多场合听到有人谈论公路几何指标高低的时候，往往都忽略了一个关键因素，那就是——速度！很多专家和人士并没有掌握到，所谓公路几何指标的高与低，均是与设计速度一一对应的。下表是我国公路技术标准中对车道宽度、圆曲线最小半径、最大纵坡、单一纵坡最大坡长、停车视距等的规定。
从上述指标规定中，可以非常明确看到，几乎所有对公路几何指标规定均是与设计速度一一对应、相互匹配的，即设计速度不同，对应的几何指标是不同的。因此，我们在讨论某条公路、某一公路路段的几何指标的高低时，首先必须明确掌握该项目或路段的设计速度是高还是低。很多时候，人们根据个人对公路条件判断的低限指标往往与设计速度对应起来时，并不属于低限指标的。对于山区低等级公路，由于项目采用的设计速度较低，自然就应该（或适合）采用较低的几何指标的。对于设计速度80km/h时采用的低限指标，对于设计速度60km/h的公路而言，则就是高指标了。
- 2）公路几何指标取用的依据
那么，设计速度如何确定呢？根据我国公路《标准》和《规范》的规定，公路项目或路段的设计速度，是根据公路项目拟采用的技术等级和地形地貌条件确定的。而公路的技术等级，则又是根据国家和各级公路网规划、公路功能等确定。概括而言，就是公路功能定位越高（如：主要干线公路）、设计交通量越大、沿线地形条件越是平缓，公路项目选用的技术等级就越高，设计速度也就越高；反之，公路功能定位越低（如：次要集散公路或支线公路）、交通量越小、沿线地形条件越是起伏，技术等级就越低，设计速度选用就越低。（以上内容为了便于普通民众理解，部分内容未完全使用公路专业术语进行说明。）
另外，上述公路标准、技术等级、设计速度、几何指标采用的一般性原则，包括几何指标与设计速度的对应匹配关系，在世界范围内均是大致相同的。因为，公路项目作为为社会大众提供服务的基础设施，不仅要考虑到公路对土地、资源、能源等占用、利用的集约化，而且还必要兼顾到社会综合效益的最大化。
5、 公路为什么采用低指标呢？
- 1）采用低指标是公路综合建设条件决定的
既然采用较高的几何指标行车舒适性更好，那么，在各级公路在路线选线、定线、路线优化设计中，为什么还会出现采用较低的指标情况呢？
这是因为，在公路选线、路线设计中，设计人员必须兼顾多方面的影响或制约因素。除了考虑合理工程规模和节约工程造价之外，往往还会遇到沿线地形、地质、环保等多方面制约因素。例如，要避免高填深挖等现象，要最大限度减少对村镇、学校等的拆迁数量，要绕避重大的地质灾害位置，要绕避重要的文物古迹，要减少减少对耕地农田的占用，要绕避重要水资源、湿地等环境敏感点，甚至从桥隧结构物施工和安全角度，要最大限度为桥隧等选择相对稳定的地质条件......
因此，在各级公路总体设计中，设计人员往往需要对选用不同几何指标、不同工程规模与造价、不同环境影响的、多个可能的路线方案进行多层次比选和论证，分析对比各方案的优缺点和相关影响；最终，按照我国公路项目建设程序，路线方案必须经由公路建设主管部门、业主、设计单位、咨询单位，还有各层面专家等进行综合评审、论证。
- 2）采用低限指标并非设计单位或人员不作为
作为一名曾参加路线几何设计的人员，笔者知道：在地形复杂路段公路项目选用高指标方案与选用低指标方案，对于具体路线设计的专业技术人员而言，往往选用低指标方案时，从选线到不断优化的工作量或许更大，方案反复优化的周期可能更长。因此，有人因公路采用了低指标，就质疑工程设计人员偷懒、或设计上不上心、责任心不强等说法是完全站不住脚的。
- 3）应避免一味采用高指标的倾向
可是，仍然有人问，是不是全部采用高指标就更好呢？对此，国内和国外的认识是一致的。在历次《公路工程技术标准》、《公路路线设计规范》等宣贯中，以及在很多公路勘察设计技术与实践经验交流活动中，大家的共识是：应避免在路线设计中一味采用高指标的现象。笔者了解，同样也为了避免公路设计一味采用高指标等问题，美国联邦公路局（AASHTO）还在《道路几何设计手册》（相当于美国的道路几何设计规范）的基础上，还专门编制了一本《道路灵活设计指南》，提倡因地制宜、灵活设计、灵活选用技术指标。
因为在既定的公路等级和设计速度下，一味采用较高的几何指标，必然会造成对沿线地形切割严重、高填深挖等现象，进而引起桥隧构造物规模增大，工程造价显著增加；同时，一味采用高指标，还会引起公路运行速度大范围高于设计速度（设计一致性差）、路线设计不能适应沿线地形变化（线形设计协调性差）等现象，也不利于行车安全。
6、 结语
通过以上对公路设计原理、几何指标确定依据、采用低限指标与行车安全性关系、公路指标采用条件等的论述和讨论，我们可以得到以下结论：
1）公路几何指标的采用，与公路项目技术等级、设计速度等密切相关。设计速度不同，其对应几何指标采用区间是不同的。在讨论公路某一路段几何指标的高低时，必须对照其技术等级、设计速度，还必须考虑该路段的交通管控措施。任何脱离技术等级、设计速度对公路几何指标高低的讨论、批评，均是缺乏依据、毫无意义的。
2）公路采用低限指标或低限指标组合，并不意味着会直接降低公路行车安全性，因为极限指标确定时仍然是保证行车安全为前提的。而公路采用低指标，是公路项目沿线地形、地质、环保、用地等综合条件所决定的，并非是公路设计单位和人员不作为、设计不完美的表现。
3）笔者呼吁，相关部门事故调查报告、事故多发路段预警警示、道路安全排查等公开文件中，对公路路域环境和通行条件等进行描述时，应规范用词用语，或采用专业名词术语，避免采用错误、或者带有主观引导性的用词用语，避免诱导民众对公路几何指标、公路设计与建设等不客观、不准确地认识，甚至是误解。
例如：我们可以警示民众某一路段属于山区路段，地形起伏较大，道路线形较为复杂、迂回，以往哪一类事故较为多发或者相对集中，应严格遵守路段限速要求，或谨慎控制车辆通行速度，分道行驶，避免车辆失控等现象……但不应使用"视距不良"等本文一开始列举的描述和说法。因此，这些说法对于普通民众理解而言，首先明确认为事故多发路段道路本身存在多种缺陷或隐患，其次还直接认定了道路条件与事故之间的因果关系......再有，稍有公路专业知识和背景的人士都知道，"视距不良"明确代表该路段视距不能满足设计规范要求，属于超标违规情况。
（以上内容仅代表个人观点，不代表任何单位或组织。欢迎批评指正。）
Mountain
2018年5月23日
来源：知乎 www.zhihu.com
作者：西安交通人
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