郝鵬煒 武穎穎

摘 要：公路路線設(shè)計會影響到公路的安全運行，在公路路線設(shè)計要結(jié)合車輛運行規(guī)律，確保公路線路設(shè)計的科學性和合理性，為公路工程的高質(zhì)量建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：公路;路線設(shè)計;運行速度

中圖分類號：U412.3 文獻標識碼：A

0 引言

公路交通安全事故的發(fā)生與駕駛員行為、車輛狀況、道路條件、氣候環(huán)境等多個因素有關(guān)。目前我國公路設(shè)計普遍采用設(shè)計速度法，經(jīng)過國內(nèi)外諸多實踐證明，設(shè)計速度法不能夠保證設(shè)計指標之間的協(xié)調(diào)性、連續(xù)性等要求。目前國際上普遍采用運行速度法進行檢驗設(shè)計。采用動態(tài)的運行速度進行公路線形設(shè)計，可以保證路線設(shè)計相關(guān)要素的協(xié)調(diào)均衡，達到良好的行駛效果。

1 運行速度概念的引入

速度是公路路線設(shè)計中的關(guān)鍵性指標參數(shù)，其他指標如車道寬、超高、路肩寬、豎曲線半徑、坡長、縱坡、視距、中間帶等都應(yīng)根據(jù)速度確定，速度指標設(shè)計的合理與否直接影響公路運行效率和安全。當前，國內(nèi)公路路線設(shè)計以設(shè)計速度為依據(jù)，局部引入運行速度設(shè)計理念，確定好公路等級、功能后，以恒定的設(shè)計速度為基礎(chǔ)性控制指標，根據(jù)現(xiàn)行技術(shù)標準進行路段幾何線形指標取值的確定?；谠O(shè)計速度的公路路線設(shè)計方法簡單易掌握，但是設(shè)計速度僅針對最低指標進行控制，設(shè)計者在具體設(shè)計過程中機械套用規(guī)范指標的現(xiàn)象普遍存在，忽視公路路線線形的均衡性及其與駕駛行為的一致性，導致車輛實際行駛速度和設(shè)計速度難以匹配，并與動態(tài)駕駛過程存在較大偏差，也成為交通事故的一個誘因。

2 行車速度影響因素分析

車輛的行駛速度是經(jīng)常變化的，它與路況、天氣情況以及司機駕駛技術(shù)有關(guān)，公路的設(shè)計時速是公路的一種安全時速，由于車輛行駛是隨時變化的，因此車速一定要小于安全時速，公路設(shè)計一般只會考慮到最佳的時速，對于超過標準時速的危險時速都沒有深入研究。司機在行駛時在車少天氣好的情況下，可能會超過設(shè)計時速，因此對于超過設(shè)計時速的危險時速也要有一個上限標準，否則一旦汽車行駛速度超過限制就會發(fā)生危險。實踐表明，公路要有合理的彎道，不能設(shè)計成長直線，否則駕駛員會因為視覺和心理的原因產(chǎn)生視覺疲勞。為了使駕駛員不發(fā)生視覺疲勞，公路兩旁要有樹木綠植，通過雷達測速繪制的圖表可以看到駕駛員在公路上的行駛規(guī)律，找到這些規(guī)律就可以有針對性地進行公路設(shè)計，保證人車的安全。采用雷達測速后對車速的分布特征進行統(tǒng)計分析，分布特征可反映特定位置的交通安全性能。

3 公路路線設(shè)計安全性評價

（1）駕駛符合度評價標準。公路典型路段相對多樣，不同的地形與區(qū)域涉及平直段、縱坡段、平曲段和彎坡組合段。分析現(xiàn)場跟車試驗中駕駛員的變化，可以得出不同的路段上工作符合的變化規(guī)律。當駕駛?cè)藛T處在高風險的路段中時，說明了駕駛員工作符合處于高風險值，這種情況下需要調(diào)整該路段的設(shè)計或者作出合適的風險措施。另外，當駕駛?cè)藛T在安全路段進行行駛的過程中，他們身體上顯示出的舒適度會較高，設(shè)計出的路線則可以維持原樣。當然，在對公路的安全性設(shè)計進行評價的過程中，還要參考各類數(shù)據(jù)和比值，最大限度的提高駕駛的安全性。

（2）設(shè)計符合性測評。可行性標準是確保公路路線設(shè)計安全性的主要依照，對規(guī)范加以嚴格的遵守，準確評價各類指標，并對不符合標準的技術(shù)及時做出修改，甚至可以借助強制性指標嚴格控制數(shù)據(jù)，將范圍規(guī)定在合理的部分。但是對于曲線間的直線長度這樣的數(shù)據(jù)，則必須給予它適當?shù)膶捤筛?，對指標和?shù)值的控制要具備靈活性，不要盲目的追求高指標，強調(diào)適度性原則。具體規(guī)范中要包括明確細則，突出滿足線路設(shè)計必須滿足的開車速度、平縱指標等等，注重彎道線路的設(shè)計施工，以符合規(guī)定的方式設(shè)施檢查，控制好線路的設(shè)計情況。

4 公路路線設(shè)計中運行速度應(yīng)用

（1）明確公路路線設(shè)計中運行速度的方法。檢驗?zāi)壳暗墓仿肪€設(shè)計是否達到科學性與合理性的標準，首先應(yīng)該確定計算運行速度的主要方法。我國已經(jīng)于十幾年前頒布和實施了公路運行速度設(shè)計方案和標準，然后確定了具體的評價工作體系，作為公路路線設(shè)計運行速度的依據(jù)，為各項工作的開展提供良好的基礎(chǔ)支持。一般來說，公路路線運行速度在確定中，應(yīng)該利用實測或者通過模型計算的方式來確定，而線路的設(shè)計環(huán)節(jié)，需要通過計算模型的方式來做好測算處理。當前最為主要的計算方法就是按照當前我國所發(fā)布的相關(guān)技術(shù)和標準來進行，也可以參考國外企業(yè)中所設(shè)定的運算方式來進行確定。對于運行速度的確定過程中，合理的進行速度的測算和分析，要做好公路路線分段的研究和控制，要結(jié)合具體的曲線半徑、縱坡坡度數(shù)據(jù)等因素，實現(xiàn)多種線形的合理的分配與控制，使得各個段落的起止點都實現(xiàn)速度的合理測算，保證各項數(shù)據(jù)都達到準確性的標準。

（2）運行速度對設(shè)計速度的合理性驗算。公路工程項目的運行線路在運行速度的合理確定之后，還要結(jié)合具體的運行速度來實現(xiàn)設(shè)計速度的合理驗算和分析，主要標準如下所示：利用運行速度與設(shè)計素質(zhì)所存在的差異來實現(xiàn)必要的評價，如果運行速度與設(shè)計速度差值為10 km/h～20 km/h，就表示這種設(shè)計速度差值比較大，要再次進行設(shè)計以達到合理性的要求。從上述差值驗算方面進行分析，結(jié)合具體的公路路線設(shè)計中的運行速度來實現(xiàn)設(shè)計素質(zhì)的調(diào)整和改進。結(jié)合上述標注和要求，可以檢測確定公路路線設(shè)計的水平，保證運行速度設(shè)計達到科學性與合理性的要求，實現(xiàn)設(shè)計速度的改進和調(diào)整，最終確保其處于合理的范圍內(nèi)，公路的運行安全性、穩(wěn)定性也可以得到提升。

（3）運行速度的獲取方法。1）定義法。運行速度是行駛速度累計分布曲線上85%分位值的速度，根據(jù)此定義，在所測路段關(guān)鍵節(jié)點處設(shè)置錄像設(shè)備或者雷達測速儀器，分析數(shù)據(jù)后可以得到該路段的行駛速度分布曲線，尋找85%分位值的速度即為運行速度。2）基于車輛的運行速度模型法。該方法通過對車輛運行狀態(tài)的模擬，利用車輛系統(tǒng)動力學、運動學以及汽車安全運行情況，推導車輛運行速度的預(yù)測模型。3）實時數(shù)據(jù)回歸模型法。一般認為，運行速度受、駕駛員、車輛、公路線形和周圍環(huán)境的影響，其中公路線形對運行速度的影響最大。在運行速度回歸模擬中，只考慮公路線形的影響。首先分析會對車輛運行速度造成影響的路線設(shè)計參數(shù)，從而建立路線關(guān)鍵點的運行速度與設(shè)計參數(shù)的影響方程。然后在路線關(guān)鍵點設(shè)置測速設(shè)備，獲取車輛的實際速度。最后利用實際數(shù)據(jù)進行回歸分析，從而得到運行速度的回歸模型。

（4）基于運行速度的公路線形設(shè)計。通過運行速度的預(yù)測方法，在以設(shè)計速度為主要路線設(shè)計控制因素基礎(chǔ)上，特殊路段通過運行速度修正可有效改善部分路段設(shè)計速度不適應(yīng)情況。按照劃分路段方式和地形特征，以縱坡3%和曲線半徑600 m為界限進行路段劃分，然后可進行各路段運行速度預(yù)測。運行速度預(yù)測按照確定期望車速、確定初始運行速度、預(yù)測特征點速度、繪制速度斷面圖等步驟進行。為保證線形的連續(xù)性，需要對運行速度進行調(diào)整，按正向和反向分別逐一檢查，需要對出現(xiàn)的行車不安全點、線形不理想點進行調(diào)整，不安全點運行速度突變過大，容易造成行車中制動減速不及，線形不理想點指相鄰線形單元間運行速度差大于10 km/h至小于控制標準的地點，容易引發(fā)個別交通事故。在運行速度調(diào)整時，可考慮單元路段出入口的地形條件分別提高和降低運行速度以滿足連續(xù)性要求。

（5）基于運行速度的公路線形安全設(shè)計。公路交通安全會受到公路線形設(shè)計的影響，公路設(shè)計好壞的評判標準是公路的安全性。公路線形設(shè)計要根據(jù)行車的速度來確定。對公路線形造成影響的因素有很多，這些影響因素都有內(nèi)在的聯(lián)系。為了對公路進行線形設(shè)計，要建立一個綜合的評價體系。要從對行車安全影響最大的因素開始研究，要對每個影響交通安全的因素都建立模型，對交通安全影響因素進行比較，所以線形安全系統(tǒng)設(shè)計是個綜合全面的公路質(zhì)量研究體系，這套公路安全研究系統(tǒng)要對線形設(shè)計中所有影響因素都進行細致的考慮，要通過對每個指標的評定，然后對公路線形單元的設(shè)計進行總體分析。

（6）平曲線半徑設(shè)計。汽車在轉(zhuǎn)彎時會受到離心力的作用，離心力與行駛速度成正相關(guān)，與平曲線半徑成反比。當離心力與摩擦力、汽車重力分力受力平衡時，汽車可以安全轉(zhuǎn)彎。當輪胎與路面確定、超高固定的情況下，摩擦力與重力分力保持不變，為保證汽車行駛的安全性，應(yīng)根據(jù)汽車行駛速度來規(guī)定平曲線半徑。小客車的運行速度要比設(shè)計速度大0 km/h～20 km/h，按照設(shè)計速度設(shè)計的平曲線半徑可能并不適用于實際的汽車運行速度，存在安全隱患。因此，在平曲線設(shè)計時必須進行運行速度檢驗。根據(jù)汽車轉(zhuǎn)彎的舒適度的不同，平曲線半徑又分為“極限最小半徑”和“一般最小半徑”兩種。平曲線半徑越小，駕駛員轉(zhuǎn)彎時的舒適度越差，越容易發(fā)生交通事故。在山區(qū)高速公路線型設(shè)計中，由于運行速度與設(shè)計速度不符，應(yīng)嚴格限制“極限最小半徑”的使用。

5 結(jié)語

在公路線形設(shè)計中要研究車輛運行速度，符合真正的駕駛體驗，才真正達到線形設(shè)計實用性目的。地形地貌會給道路線形設(shè)計造成一定影響，在掌握大量真實數(shù)據(jù)的情況下，要對車輛行駛速度進行測試，但是通過與設(shè)計速度方法相協(xié)調(diào)、彌補，可有效增加線形在速度突變點的適應(yīng)性，提高駕駛舒適性和安全度，能保證公路的安全運行。

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