公路線形設(shè)計原則，體現(xiàn)了線形設(shè)計在公路設(shè)計中的重要程度。公路條件主要是由公路線形決定的，線形設(shè)計是公路設(shè)計的核心，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，它將長期影響和限制汽車在公路上的運行。線形設(shè)計的好壞，對汽車行駛的安全、經(jīng)濟、舒適及通行能力都起著決定性的作用，因此在線形設(shè)計時，必須對公路應具有的性能與作用進行充分慎重地研究，所以對公路的線形設(shè)計質(zhì)量進行安全評價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)計安全評價方法。根據(jù)以往的研究大多以速度為指標評價道路線形，因為速度可以體現(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，反映出車輛行駛時的突然加速或減速的不穩(wěn)定狀態(tài)，這種變化往往是導致事故發(fā)生的原因。因此，本文從實測數(shù)據(jù)出發(fā)，以新疆連霍國道主干線博賽路段為樣本點，采集其直接反映道路條件信息的實時車輛加速度數(shù)據(jù)，提出基于加速度變化的下坡路段道路線形設(shè)計的安全評價方法。

　　1 下坡路段的安全分析

　　車輛在縱坡上行駛時，無論上坡或下坡對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，且當縱坡坡度大于6%時，行車事故明顯超出平均事故數(shù)[1]。因此，在道路設(shè)計規(guī)范中，從經(jīng)濟性與安全性出發(fā)，對允許的最大縱坡的坡長、坡度進行了規(guī)定。

　　在汽車的下坡過程中，駕駛員根據(jù)道路的情況會采取加速換檔或減速換檔操作。對于正常駕駛的駕駛員來說，當駕駛員根據(jù)道路的情況判斷需要減速的時候，駕駛員會跟據(jù)當時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行減速[2]。當駕駛員慢慢的減速，此時的加速度變化一般很小，對行車安全性不會有什么影響；但如果道路線形使得駕駛員緊急剎車或者減速，車輛加速度就會有較大的變化，此時行車的安全性就受到嚴重影響，甚至發(fā)生交通事故。

　　縱面線形因素對交通安全影響比較突出的因素主要有：坡度和變坡點處的豎曲線半徑。盡管在連續(xù)上坡或下坡的變坡點處插入了豎曲線，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處公路線形條件的1個因素。

　　在下坡路段，凹凸豎曲線對交通安全的影響機理不同，而且相同半徑豎曲線的影響效果也不同，因此在分析變坡點處交通安全時，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估模型可以劃分為3個部分：

　　1）直坡段上的交通安全預估模型，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 是指一定長度的路段縱向所克服的高差與路線長度之比[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。

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

　　2.1 直坡段的加速度模型

　　因為直坡段只有坡度1個因素，采用曲線擬合回歸加速度和坡度的相關(guān)關(guān)系。根據(jù)其散點圖的變化趨勢，采用2次多項式擬合，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 凸變坡點豎曲線的加速度模型

　　車輛在由直坡段駛?cè)胪关Q曲線時，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的突然加速或減速的不穩(wěn)定狀態(tài)，這種變化往往是導致事故發(fā)生的原因。