摘要：為了解決設(shè)計速度在道路幾何設(shè)計中存在的問題，研究以國內(nèi)外相關(guān)研究成果為基礎(chǔ)，建立運(yùn)行速度預(yù)測模型并運(yùn)用運(yùn)行速度評價道路線形指標(biāo)連續(xù)性的標(biāo)準(zhǔn)，提出運(yùn)用運(yùn)行速度來對道路幾何設(shè)計指標(biāo)進(jìn)行校核與驗證的方法。該方法能夠保證道路線形指標(biāo)的連續(xù)性，提高道路的安全性。

關(guān)鍵詞：運(yùn)行速度；線形設(shè)計；預(yù)測模型；線形連續(xù)性

1 運(yùn)行速度的概念

1.1 傳統(tǒng)的路線設(shè)計方法及其局限性

所謂設(shè)計速度（計算行車速度）是指在氣候正常、交通密度小、汽車行駛只受道路幾何要素、路面、附屬設(shè)施等條件影響時，具有中等駕駛技術(shù)的駕駛員能保持安全行駛的最大行駛速度。

我國現(xiàn)行道路線形設(shè)計主要是以設(shè)計速度為基本參數(shù)，根據(jù)預(yù)測交通量和道路等級，按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)選定一個合適的設(shè)計速度，并以此為主要根據(jù)選定合適的平、縱曲線半徑、超高、加寬、視距等公路幾何設(shè)計參數(shù)。這種傳統(tǒng)的基于設(shè)計速度的路線設(shè)計方法，實質(zhì)上是規(guī)定了滿足設(shè)計車速所要達(dá)到的最低的平、縱線形指標(biāo)，而對采用較高的線形指標(biāo)則沒有限制。車輛在公路上行駛時，駕駛員一般是根據(jù)公路的行車條件（線形條件、路面條件、氣候條件、環(huán)境條件及交通條件）和車輛本身的性能來確定自己的車速的，只要條件允許，駕駛員總傾向于采用高于設(shè)計速度的速度行駛，從而使車輛在按設(shè)計速度設(shè)計的線形上行駛存在安全隱患。

經(jīng)過多年的設(shè)計實踐發(fā)現(xiàn)計算行車速度方法存在以下不足：

（1）線形設(shè)計缺乏連續(xù)性和一致性；

（2）線形要素之間組合設(shè)計不合理；

（3）線形設(shè)計要素與計算行車速度不相符；

（4）有的路段線形組合存在事故黑點(diǎn)；

（5）計算行車速度與實際運(yùn)行車速存在差異。

1.2 運(yùn)行速度的提出

為了解決設(shè)計速度在道路幾何設(shè)計中存在的問題，本論文提出了在道路線形設(shè)計中應(yīng)用運(yùn)行速度的方法，是在現(xiàn)行設(shè)計方法的基礎(chǔ)之上，增加了運(yùn)行速度預(yù)測及以此來檢查和修改初定的路線幾何指標(biāo)，使得運(yùn)行速度圖變化連續(xù)、均衡、協(xié)調(diào)，并作為確定其它設(shè)計技術(shù)指標(biāo)和沿線設(shè)施布置的依據(jù)。

這里的運(yùn)行速度是指在天氣狀況良好，路面干燥， 通行順暢的條件下， 在路段特征點(diǎn)上測定的第85個百分位上的車速。因此根據(jù)運(yùn)行速度進(jìn)行道路線形設(shè)計， 可以使道路坡度、曲率、視距、超高和路側(cè)寬度等相互協(xié)調(diào)一致， 達(dá)到良好的行駛效果， 從而降低交通事故的發(fā)生率。

研究運(yùn)行速度在道路幾何設(shè)計中的應(yīng)用，其目的主要是：

（1）通過運(yùn)行速度的應(yīng)用，建立一種比較科學(xué)、合理的道路線形設(shè)計方法；

（2）避免了設(shè)計速度作為一個固定值并用來進(jìn)行道路線形設(shè)計的盲目性和不具體性；

（3）采用路段上實際行駛速度作為線形設(shè)計指標(biāo)取值的依據(jù)，具有很大的實時性和具體性。

2 運(yùn)行速度在道路線形設(shè)計中的應(yīng)用

2.1運(yùn)行速度設(shè)計法的設(shè)計理念

基于運(yùn)行速度的設(shè)計法是對現(xiàn)行設(shè)計方法的發(fā)展和完善。由于運(yùn)行速度能夠體現(xiàn)汽車行駛對道路的動力學(xué)要求，更加直接地反映出不同公路線形對駕駛員駕駛行為和心生理特征的干擾，以及路側(cè)環(huán)境、大型公路工點(diǎn)對速度的影響。通過測算設(shè)計路段上的運(yùn)行速度，評價和分析路段上速度分布的連續(xù)性和協(xié)調(diào)性，達(dá)到動態(tài)檢驗與評價設(shè)計路線的各項技術(shù)指標(biāo)的目的，其結(jié)果是力求保證設(shè)計線形、公路行駛環(huán)境的連續(xù)和協(xié)調(diào)。運(yùn)行速度設(shè)計法為公路設(shè)計中路線方案的優(yōu)化與調(diào)整、具體技術(shù)參數(shù)的選取、完善交通設(shè)施設(shè)計等提供依據(jù)和合理地處治措施，避免駕駛特性與公路特征不匹配的現(xiàn)象，增強(qiáng)了公路后期行車的安全性；在設(shè)計中注重體現(xiàn)“以人為本”服務(wù)于公路使用者的思想，突出強(qiáng)調(diào)路線安全設(shè)計這一理念。

2.2 運(yùn)行速度設(shè)計法的應(yīng)用研究

采用運(yùn)行速度法，首先要計算運(yùn)行速度。運(yùn)行速度可采用實測或估算兩種方式獲得。目前國內(nèi)外常用的方法是建立運(yùn)行速度預(yù)測模型，從而估算出運(yùn)行速度的數(shù)值。

2.2.1 運(yùn)行速度預(yù)測模型

本文擬采用《公路項目安全性評價指南》中運(yùn)行速度模型進(jìn)行運(yùn)行速度的計算。

本運(yùn)行速度計算模型中，根據(jù)道路曲線半徑和縱坡坡度的大小將整條路線為直線段、縱坡段、平曲線段和彎坡組合段等若干個分析單元，每個單元的起、終點(diǎn)為預(yù)測運(yùn)行速度線形特征點(diǎn)?；蛘呤前凑赵O(shè)計成果繪制平面線形草圖，把路線劃為若干個路段，計算每個行車方向各路段起、終點(diǎn)，線形特征點(diǎn)及特征點(diǎn)的運(yùn)行車速，再根據(jù)縱坡坡度對運(yùn)行速度進(jìn)行修正。

2.2.2 運(yùn)行速度設(shè)計法推薦流程

以運(yùn)行速度作為道路線形指標(biāo)的驗證的基本思路是：首先在設(shè)計速度的基礎(chǔ)上設(shè)計路線方案，通過運(yùn)行速度預(yù)測模型推算各路段運(yùn)行速度V85，并以線形的連續(xù)性和速度的一致性為路線設(shè)計質(zhì)量評價原則，檢驗和修正初期的平縱幾何設(shè)計，然后根據(jù)調(diào)整后的路線平縱線形和運(yùn)行速度，最終確定曲線超高、加寬、視距等設(shè)計指標(biāo)。具體步驟如下：

（1）初始設(shè)計

根據(jù)前期可行性研究確定的公路計算行車速度標(biāo)準(zhǔn)，采用設(shè)計行車速度概念進(jìn)行公路線形初始設(shè)計，繪制平面圖和縱斷面圖。這一階段可按現(xiàn)有設(shè)計規(guī)范進(jìn)行。

（2）劃分分析路段

根據(jù)曲線半徑和縱坡坡度的大小將整條路線劃分為直線段、縱坡段、平曲線段和彎坡組合段等若干分析單元，其劃分標(biāo)準(zhǔn)如下：

（3）運(yùn)行速度V85的預(yù)測

根據(jù)初步設(shè)計的路線平、縱、橫技術(shù)指標(biāo)，按照運(yùn)行速度預(yù)測方法預(yù)測路線雙向運(yùn)行速度并繪制運(yùn)行速度分布圖。

（4）線形連續(xù)性檢驗

檢驗相鄰路段的運(yùn)行速度V85之差，兩相鄰均勻路段之間的運(yùn)行速度差應(yīng)控制在10%以內(nèi)，不符合要求的線形設(shè)計應(yīng)進(jìn)行調(diào)整或設(shè)置一過渡段。

（5）線形設(shè)計修改

根據(jù)運(yùn)行速度預(yù)測結(jié)果和線形連續(xù)性檢驗，修改存在問題路段線形指標(biāo)，以保證道路線形的連續(xù)性與協(xié)調(diào)性，同時兼顧道路建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性要求。

（6）設(shè)計速度的一致性檢驗

當(dāng)推算的路段運(yùn)行速度V85小于該路段原定的設(shè)計速度時，原設(shè)計車速不需要調(diào)整；若路段運(yùn)行速度V85大于該路段原定的設(shè)計速度，但小于設(shè)計速（Vs+20）km/h時，設(shè)計速度保留，但路面超高、停車視距的計算應(yīng)采用（Vd+10）km/h作為設(shè)計車速；當(dāng)路段運(yùn)行速度V85大于該路段原定的設(shè)計速度（Vd+20）km/h時，則需要提高原定的設(shè)計速度或調(diào)整路線設(shè)計要素，以減少該路段的運(yùn)行速度V85。然后對修改后的路線線形指標(biāo)進(jìn)行重新驗證，修改至滿足要求。

（7）修正結(jié)果，重新確定運(yùn)行速度

根據(jù)修改后線形指標(biāo)，重新計算道路沿線運(yùn)行速度，并作為其他設(shè)計指標(biāo)確定的依據(jù)。

（8）繪制道路平、縱、橫圖紙及雙向運(yùn)行速度圖

根據(jù)各路段調(diào)整的計算行車速度，重新繪制全線的平、縱、橫圖紙。根據(jù)修正后的設(shè)計線形，再次推算路線運(yùn)行速度變化過程，繪制道路沿線運(yùn)行速度圖。

（9）完成設(shè)計

根據(jù)設(shè)計半徑和運(yùn)行速度圖，確定平曲線超高、視距、平曲線加寬等設(shè)計要素值，最終完成路線線形設(shè)計。

3 結(jié)語

基于運(yùn)行速度的特性，論文提出了以現(xiàn)行公路線形設(shè)計方法為基礎(chǔ)的應(yīng)用運(yùn)行速度的線形設(shè)計方法，其設(shè)計步驟只是增加了運(yùn)行速度預(yù)測及應(yīng)用其對初定的線形幾何要素指標(biāo)進(jìn)行檢查和修改，使全線運(yùn)行速度變化連續(xù)、均衡、協(xié)調(diào)，并以此作為確定其它設(shè)計技術(shù)指標(biāo)和沿線設(shè)施布置的依據(jù)。運(yùn)行速度設(shè)計法能夠更好地體現(xiàn)車輛行駛的安全性和駕駛員的舒適性，可以獲得連續(xù)、一致的均衡設(shè)計，

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