許鵬波

（甘肅華美工程咨詢服務(wù)有限公司，甘肅 蘭州 730000）

運行速度是整個公路設(shè)計中非常關(guān)鍵的一個參數(shù)，尤其在路線設(shè)計時需要充分考慮地形特點、車輛動力性能等因素，針對不同等級的公路進行運行速度設(shè)計。因此，為了保證公路設(shè)計方法的合理性、適應(yīng)性和科學(xué)性，需要對實際存在的影響因素進行分析和了解，明確造成影響公路設(shè)計方法合理性的根本原因，并且針對性地提出在運行速度理念下的有效公路設(shè)計方法。只有這樣才能真正通過不斷地優(yōu)化公路設(shè)計方法，對公路運營中可能出現(xiàn)的安全隱患進行優(yōu)化，為獲得更加完善的公路設(shè)計方案提供一定支持。

1 運行速度概述

近些年，關(guān)于車輛平均運行速度的研究不斷深入，大量工作者通過長時間的調(diào)查和統(tǒng)計，結(jié)合對應(yīng)的觀測和計算得出：在一定線路中，環(huán)境氣候均適宜的情況下，超過85%駕駛員行車時不會超過的實際速度，將其定義為運行速度[1]。運行速度是針對公路中車輛行駛速度進行觀測，結(jié)合大量數(shù)據(jù)分析所計算評估出來的一個標準參數(shù)。將車輛行駛速度作為運行速度的設(shè)計參考，能夠保證線形不會出現(xiàn)突然改變的速度節(jié)點，能夠保證公路連接的有序性和合理性。

針對該概念來說，在實際的設(shè)計中，通過將運行速度加入到某個路段或者其他相似路段中進行參考，保證駕駛員在實際駕駛中，不會出現(xiàn)突然減速或者突然加速的路段，能夠提升駕駛速度的均衡性，避免各種安全事故的出現(xiàn)。同時，通過提前對公路行駛情況進行觀察，總結(jié)實際的駕駛行為、駕駛特點，并且結(jié)合對應(yīng)的心理分析、勞累程度分析，實現(xiàn)對路段幾何線性與大部分汽車性能的匹配，進而避免出現(xiàn)設(shè)計路線與原路線、新建公路之間不匹配的情況。這樣不僅能夠?qū)崿F(xiàn)合理的公路設(shè)計，還可以提升公路安全性，為駕駛安全提供一定保障。

在中國公路的線形設(shè)計中，設(shè)計速度是重點考慮的內(nèi)容，設(shè)計速度即設(shè)計車速，主要是指在正常環(huán)境下汽車只受到道路自身的影響，駕駛者能夠維持的最大行駛速度。采用設(shè)計速度作為設(shè)計指標，實際上也對設(shè)計中最低指標進行了規(guī)定，但是針對高于設(shè)計速度的速度并沒有進行有效限定。在實際車輛的行駛過程中，駕駛員一般會按照道路條件、車輛性能對車速進行控制，只要在條件允許的情況下，會更加傾向于快速行駛。在這種情況下，車輛運行速度達到線形指標時，設(shè)計車速指標存在差異，很容易出現(xiàn)道路失衡的問題，導(dǎo)致道路風(fēng)險增加。

經(jīng)過大量的設(shè)計實踐，總結(jié)出了以設(shè)計速度為主要內(nèi)容落實的公路設(shè)計方法的不足，主要為以下幾點：①當前設(shè)計中最明顯的特點為設(shè)計車速是固定值，對線形設(shè)計最小值進行了明確規(guī)定，沒有充分考慮到實際行駛速度方面的要求。但實際上，駕駛員會按照道路情況合理地調(diào)節(jié)測度，車速會出現(xiàn)超過設(shè)計速度的情況。②以計算行車速度開展設(shè)計工作，最小線形設(shè)計重點在于認定車輛按照計算行車速度行使，然后依次通過各個路段，并且能夠確保全流程符合安全設(shè)計指標。但一般情況下，針對一些特殊情況，如果沒有做好針對性的考慮，將可能導(dǎo)致一些安全隱患的出現(xiàn)。③行駛中駕駛員會按照實際交通情況、自身要求等調(diào)節(jié)車速，對于線形導(dǎo)致的危險感會出現(xiàn)變化，加上行駛速度會不斷變化，以設(shè)計速度為主導(dǎo)的公路設(shè)計方法下的公路線形就無法滿足對應(yīng)的指標，或者出現(xiàn)留有余地的情況，線形設(shè)計的合理性無法得到保障。

2 基于運行速度的公路設(shè)計方法影響因素分析

通過對影響公路設(shè)計的各種因素進行分析，總結(jié)出以下幾點內(nèi)容：①在實際的車輛行駛過程中，行駛速度變化是非常頻繁的，這種頻繁變化與當?shù)氐奶鞖馇闆r、路況，以及駕駛員自身的駕駛技術(shù)都有著非常緊密的聯(lián)系。如司機在行駛時如果遇到車少、天氣好的情況，非?？赡軙^設(shè)計時速行駛，這就要求在實際設(shè)計中需要結(jié)合相關(guān)的上限標準對方案進行完善，避免由于超速行駛造成事故出現(xiàn)[2]。因此，在設(shè)計中需要保證車速比安全時速更小，考慮最佳的時速開展公路設(shè)計，但是當前在實際的公路設(shè)計中，對于超過標準的危險時速等方面的研究較淺，還需要不斷進行完善。②通過大量的實踐可以了解到，公路設(shè)計中，彎道也是非常重要的設(shè)計點，通過合理的彎道設(shè)計，能夠保證滿足當?shù)氐匦螚l件要求，設(shè)計出科學(xué)合理的公路[3]。同時，除了需要注重彎道的設(shè)計外，也不能設(shè)計長直線，這主要是由于長直線容易造成駕駛員由于視覺、心理上的雙重反應(yīng)而出現(xiàn)視覺疲勞，進而造成各種安全事故出現(xiàn)。③為了保證駕駛員在實際駕駛中不會出現(xiàn)視覺疲勞的情況，還需要在公路兩旁適當?shù)胤N植綠植，并且通過雷達測速繪制圖表，觀察駕駛員的行駛規(guī)律，將綠植針對性地應(yīng)用在公路設(shè)計中，為人車安全提供一定保障。

3 基于運行速度的公路設(shè)計方法

3.1 運行速度預(yù)測模型

公路設(shè)計速度需要與真實駕駛速度保持一致，才能夠獲得最佳的設(shè)計方案，因此，為了能夠更加科學(xué)地開展公路設(shè)計，需要通過試驗?zāi)M的方式，在計算機的輔助下開展公路設(shè)計工作，為運行速度更好地被應(yīng)用在實際設(shè)計中提供一定支持。在實際的計算機模擬設(shè)計中，除了能夠得到仿真公路設(shè)計，還可以按照曲線、直線形成速度，對路口干擾情況進行充分考慮，進而獲得最佳的設(shè)計方案，具體分為以下幾點：①車速設(shè)定。在試驗車速的階段，可以按照形成路線環(huán)境的不斷變化，設(shè)定出一個行車速度軌跡，如公路線性設(shè)計會對車速產(chǎn)生影響、不同環(huán)境下的駕駛路線會對駕駛員心態(tài)產(chǎn)生影響、彎道會對車速造成影響等，這些因素都可以考慮到影響因素中。一般情況下，設(shè)計中對于干擾等級為2級的可以實施18%折減，但是由于設(shè)計中路面、公路等級不同，因此可以按照實際情況不同程度地進行折減。②直線運行速度。針對一些車輛比較稀疏的公路來說，可以直接修建直線公路，但是經(jīng)過大量的實踐證明，直線公路不能過長，容易造成駕駛員疲勞，釀成比較嚴重的交通事故[4]。因此在實際的設(shè)計中，為了確保行車安全，需要確定科學(xué)的加速度范圍。③平曲線道路速度測定。根據(jù)大量的研究發(fā)現(xiàn)，針對平曲線運動來說，能夠?qū)ζ湓斐捎绊懙闹饕蛩貫楣肪€形設(shè)計。因此，在實際的設(shè)計中，需要通過對平曲線半徑入口前速度、曲線長度進行研究，完善對應(yīng)的公路設(shè)計。如可以在平曲線公路上選擇幾個位置，并且分別實施速度測試后，對最終的運行速度進行計算，進而對大客車、小轎車的運行速度進行確定。④彎道與坡道速度設(shè)定。針對彎道和坡道來說，在山區(qū)中比較常見，由于山路地段設(shè)計線形指數(shù)比較高，車輛的行駛速度容易過快，發(fā)生交通事故的概率更大。因此，需要采取數(shù)據(jù)模型的方式，對地形進行準確分析，通過建立運動模型對公路線形進行明確，進而更加準確地確定運行速度。⑤交叉路口速度。交叉路口對于車速的影響非常大，如果交叉路口的數(shù)量相對較多，則會直接影響到車輛正常行駛，同時也非常容易引發(fā)各種各樣的交通事故[5]。因此，在公路設(shè)計中需要合理地設(shè)計交叉路口，尤其是高速公路中，更加不能設(shè)計過多的交叉路口。同時，在設(shè)計中需要考慮到交通信號燈的合理設(shè)置。

3.2 公路線形安全設(shè)計

針對公路設(shè)計工作來說，其運行速度設(shè)計的合理性和有效性，能夠直接影響到公路安全性。為了能夠提升公路的整體安全性能，在公路線形設(shè)計中，需要充分結(jié)合運行速度，實現(xiàn)對設(shè)計方案的有效完善。影響線形的因素有很多，這些因素之間都存在著較明顯的內(nèi)在聯(lián)系。因此，為了能夠?qū)崿F(xiàn)對公路線形的合理設(shè)計，需要及時建立對應(yīng)的評價體系，從影響最大的因素入手，對每個影響交通安全的因素建立模型，明確不同因素之間的聯(lián)系和區(qū)別[6]。以此保證通過開展對應(yīng)的線形安全系統(tǒng)設(shè)計，評定每個指標，通過對公路線形單元設(shè)計實施總體分析，形成一個全面、綜合的公路質(zhì)量研究體系，為整個公路的安全性提供保障。

具體的指標主要包括以下幾點：①速度連續(xù)性指標。由于車輛實際行駛速度能夠非常直接地將公路線形設(shè)計水平反映出來，因此，在設(shè)計中可以應(yīng)用車輛運行速度，確保公路線形設(shè)計是否進行科學(xué)合理的驗證。通過大量分析后發(fā)現(xiàn)，線形指數(shù)變化較大的路段，交通事故發(fā)生率也更大，所以在實際的設(shè)計中，線形設(shè)計需要保證具備良好的連貫性。同時，基于公路設(shè)計能夠直接影響到行車速度變化，可以通過對相鄰路段行車速度之間存在的差異進行對比，發(fā)現(xiàn)公路線形設(shè)計存在的實際區(qū)別，實現(xiàn)對公路設(shè)計方案的有效完善。②線形連續(xù)性指標。通過分析公路中單獨線形設(shè)計、整體線形設(shè)計之間的實際連續(xù)，明確了線形指標的實際變化規(guī)律、二者之間的差別及其在實際道路中的表現(xiàn)。如經(jīng)過比較2個相鄰的圓曲線半徑后發(fā)現(xiàn)了明顯差別，這種突變形式的公路設(shè)計，會造成駕駛員無法正常行駛，造成駕駛員出現(xiàn)緊張等情緒，對于行駛安全非常不利。針對這種情況，需要及時減小圓曲線安全半徑，為行車安全提供一定保障[7]。

4 基于運行速度的公路設(shè)計方法具體應(yīng)用

4.1 初始設(shè)計

初始設(shè)計中，通常是以公路工程前期可行性為基本參考，然后確定公路計算運行速度標準，再對運行速度進行考慮，從而對公路的線型縱斷面、初始平面進行設(shè)計。在實際的應(yīng)用中，需要重視以下2個方面。

車輛選擇。在以往的設(shè)計中，會由于過于注重交通通行量及公路通行能力指標情況，對代表性車型進行設(shè)計?；谶\行速度的公路設(shè)計工作，需要重點對車型組成、車型比例進行準確分析，區(qū)別對待不同車輛情況。針對不同類型的汽車，要分析以下幾種情況：①在縱面設(shè)計時，要考慮極限坡度的實際坡長；②在橫斷面設(shè)計時，要考慮不同車道超高的情況，并針對性設(shè)計避險車道；③對停車視距進行檢測，并且檢查布置好各類安全設(shè)施。同時，在實際設(shè)計中，涉及到小客車、大貨車不同車型時，在一般交通情況下，可以以小型客車作為代表，來對速度進行測算。但需要注意的是，如果路段存在長大縱坡且需要設(shè)置避險車道時，就要根據(jù)大型貨車的運行速度進行計算和考慮。此外，針對一些中型、大型客貨車比例超過總交通量的30%時，則需要將大貨車作為重點車型開展技術(shù)評價工作，包括超高和視距等內(nèi)容。

運行速度測算。在進行測算時，要根據(jù)公路的實際路線分布情況，按照雙幅沿著車輛形式方向進行單獨測算和考慮，即順著樁號方向行駛是正向，反之則為反方向。在計算中，一般是將路線促使運行速度（采用V0表示）為起始，依據(jù)劃分路段實際類型作為根本依據(jù)，從V0開始根據(jù)路段不同類型，以平曲線段以及直線段、縱坡路段、彎坡等方式，通過組合分析的形式，對運行速度進行測算。實際測量及計算過程中，直線段、平曲線路段依據(jù)對應(yīng)的公式進行計算；針對縱坡路段的計算，要注意采用修正法；而對于彎坡組合的路段，則要結(jié)合兩階段彎坡模型和相關(guān)參數(shù)進行測算。

4.2 設(shè)計檢驗以及修正

完成對應(yīng)的初始設(shè)計工作后，需要結(jié)合實際情況，采用對應(yīng)的設(shè)計方法，對設(shè)計方法實際應(yīng)用情況進行檢驗、修正。具體操作過程中，需要從以下幾個方面入手：①將路段劃分為多個部分，對各個路段進行獨立分析，再結(jié)合路段特點進行組合分析。一般情況下，分段的依據(jù)是道路的坡度、曲線半徑等，然后命名為彎坡組合段、縱坡路段、平直路段等。彎坡路段測算速度時，要將平曲線劃分開，然后對中心兩端的縱坡加權(quán)平均值進行計算。針對平直路段，要根據(jù)車輛在該路段運行的速度數(shù)值（一般以小型客車120 km/h、大型客貨車75 km/h為標準）進行測算；對于平曲線路段，當車輛駛?cè)肭€路段，到曲中路段會進行減速，并且這個減速一般還會遵循半徑小時減幅更大的規(guī)律。而在駛出平曲線過程中，可能會出現(xiàn)小幅的加速情況，也可能會出現(xiàn)出現(xiàn)運輸或者減速前進情況，具體的情況與道路前方連接線形有一定關(guān)系?？v坡路段車輛行駛表現(xiàn)一般是上坡減速、下坡加速，在分析路段車道寬度情況超過3.75 m，路緣寬度超過0.5 m時，橫斷面并不是對自由狀態(tài)下的形成速度造成影響，而針對一些分道行駛的公路，如高速公路，需要在測算過程中考慮路緣寬度、車道寬度對于速度產(chǎn)生的影響。②繪圖。按照已經(jīng)修正完成的線形，在此對運行速度變化過程進行推算，將路線長度情況作為橫坐標，運行速度作為縱坐標，對公路沿線運行速度的動態(tài)變化趨勢進行模擬并繪制成圖。③線形連續(xù)性檢驗。對相鄰路段的運行速度差異進行計算分析。通常情況下，任何相鄰路段的運行速度差值不能大于10 km/h，否則有違安全運行要求，同時也不利于保證行車舒適度。若存在超過標準的情況，要聯(lián)合相關(guān)部門迅速進行現(xiàn)場考察分析，并做好工程改造和修正。④對設(shè)計速度一致性進行分析評估。⑤根據(jù)測算結(jié)果，模擬并繪制雙向車道運行車速斷面圖，以供后續(xù)分析參考。

5 結(jié)語

運行速度是公路設(shè)計中非常重要一項指標，對設(shè)計方案的科學(xué)合理性、行車安全等，都能造成一定的影響。因此，在實際的設(shè)計中，除了需要掌握地點的地形地貌外，還需要在掌握大量真實數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立對應(yīng)的運行速度預(yù)測模型，并且開展公路線形安全設(shè)計。以此保證能夠結(jié)合運行速度，不斷對公路設(shè)計方案進行完善，為提升公路的安全性、保證駕駛安全等提供一定支持。