基于運行速度與公路線形連續性設計分析

彭誼橋

摘 要：相比于線形傳統的設計速度，運行速度的設計具有較強的實踐應用意義，要重視和普及這種公路線形連續性設計。在設計或驗證路線平、縱幾何線形時，要以車輛的實際運行速度作為設計速度進行，它作為重要指標對公路的安全性起到很好的衡量作用。通過對橋梁隧道、沿線設施、路基路面以及路線設計的綜合評定，在道路勘察設計中納入道路安全檢查工作，將安全設計理念認真貫徹落實，盡可能在開工前徹底消除安全隱患。

關鍵詞：運行速度；公路線形；連續性設計

中圖分類號：U412.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）09-0110-02

1 運行速度與設計速度的分析

所謂的運行速度，主要指駕駛人員駕駛汽車在氣候條件和道路交通良好的基礎上所達到的實際行駛速度。汽車在行駛過程中，其行駛速度各不相同。即便相同的一輛車，讓不同的人去駕駛也會存在不同的速度。駕駛員一般會根據道路情況、心理情況和汽車情況適當調整車速。運行速度預測分為理論預測法和GPS定位系統兩種方法。目前，前者可用v運來表示其得出的運行速度，后者則指在已有公路上通過非接觸式測速儀、雷達測速儀等幾種儀器調查數據，將運行速度模型和線形要素通過回歸統計方法進行建立，隨后在對縱坡影響運行速度進行綜合考慮，進而修正、折減回歸模型，將線形幾何要素與運行速度之間的回歸方程計算得出，由于該方法是對現場路段實測的數據進行使用，因此可用v85%表示運行速度。

所謂的設計速度，在氣候條件和道路交通最佳狀態下，車輛在幾何受限的路段上確保安全舒適行駛的最高速度。我國目前制定了公路設計速度（表1），但其已無法適應現代汽車功效和道路交通情況，由于設計速度的局限性造成了許多交通事故。

通過上述內容能夠看出，設計速度值是固定的；在行駛過程中駕駛員行駛的最大速度為可能速度；在公路上汽車行駛的實際速度為運行速度，隨著設計速度的變化，運行速度和可能速度也存在上下的波動。

2 公路線形連續性設計的重要性

公路線形主要從平、縱、橫三個方面表現出連續性。在平面設計中，路線需要對車輛的行駛軌跡進行考慮，只有當平面線形符合或接近這個軌跡時，才能夠表明線形的連續性和良好性，從而使行車更加的安全舒適，這方面在高速行駛條件下比較突出。正因為這個原因，需要將緩和曲線銜接直線和圓曲線應用到平曲線設計中，實現曲率的緩和過度，并將超高設置在緩和曲線上，使線形能夠與汽車行駛軌跡相符合，最大程度的接近駕駛員的期望值。在客觀上線形的連續性也能夠得到保證。與此同時，在對汽車平面線型指標和汽車行駛軌跡考察時，要對汽車的運動視覺、運動力學和心理因素進行綜合考慮。線形質量的好壞不但能夠使駕駛的安全性得到提高，而且對駕駛員的舒適性產生一定影響，使駕駛的經濟性有效改善。對公路線形聯系性加強研究，包括平穩行駛對線形問題連續性問題研究具有極其關鍵的作用。

公路線形連續性需要對以下原則進行遵循：一是運行速度的聯系性，因為公路空間線形是由平縱組合相鄰線形要素、縱斷面相鄰線形要素以及平面相鄰線形要素構成，防止突變情況出現在汽車運行速度中，確保汽車能夠安全、連續、穩定的行駛；二是視覺的連續性，需要對駕駛員的視線形成自然引導，防止駕駛員對線形產生迷茫、茫然或失誤的判斷。在公路中它是衡量線形連續性設計的最基本問題；三是加速度的連續性，有縱、平產生的加速度不允許出現過快或過大的變化，防止對汽車行駛的舒適性、安全性和連續性造成一定影響。

3 公路線形連續性分析

（1）線形曲率變化分析。我國明確規定了相鄰路段不同線形組合的曲率半徑、曲線參數和直線長度，在一定范圍內曲率保持連續變化時，能夠使汽車在行駛過程中的安全性大幅提高，順暢性得到保障。如果所行駛路段曲率變化不連續，但是由于線形的突變因曲率的跳躍而出現，會造成汽車具有較差的穩定性。

（2）運行速度與設計速度匹配分析。在路線設計中，設計速度為關鍵參考，各項參數指標的確定主要取決于設計速度值，如果一條路段的實際運行速度能夠接近于設計的速度，那么該公路線形的設計是連續和協調的，不過在實際道路交通中很難實現。一方面是整條公路具有不同的穿越地形類別，因此導致較差的差異存在于相鄰路段線形的設計指標中。

另一方面是設計速度值是固定不變的，而隨著車輛動力性能、駕駛經驗以及道路線形等各種因素的改變，運行速度也會出現一定的變化。具有表現如下：如果相鄰路段具有連續平順的線形，車輛能夠均勻行駛；如果相鄰路段具有不連續且復雜多變的線形，車輛行駛速度則會隨之產生變化，從而導致路段內實際行駛速度v運行與設計速度vD具有較大的差異，一般情況下，車輛運行速度要普遍高于設計速度，而且不斷降低的道路等級和設計速度會使該差別更加凸顯。

（3）運行速度與公路線形分析。該路段線形變化是否連續能夠通過運行速度表現出來，下面運行速度的確定通過對運行速度與縱坡、平曲線和直線之間的關系分析進行，從而確保車輛在實際運行中設計要素能夠滿足其速度要求，使單一設計速度造成的問題得到有效克服，另外將設計要素之間的相容性有效解決。

（4）公路線形連續性評價標準。公路線形以運行速度為依據設計出來是較連續的，速度突變點不會出現，與司機的駕駛特征相符合，能夠使交通事故大幅減少，降低經濟損失。其不連續的線形具有以下特征：一是某些路段線形指標的變化率較大；二是公路上線形指標有較大或較小的變化幅度；三是單個指標和評價指標間具有較大的差別。通過這三點特征能夠看出，線形指標變化或變化率過大，以及單個線形指標與評價指標存在一定差異，都會造成公路線形不連續。國家相關規定指出，不允許連續路段的速度差要控制在每小時20km以內，而二級公路與一級公路的設計速度之間速度差卻超過了每小時40km。

1）線形連續性評價標準。將運行速度與設計速度的差值作為評價設計線形的標準由美國學者Lamm提出，現如今，公路建設單位廣泛應用線形連續性評價標準，評價時根據此線形進行。

2）線形協調性評價標準。在公路線形連續性中，協調性也是重要的表現指標，其中將相鄰路段運行速度間的差值作為運行速度協調性評價指標，其標準如表2。

4 結語

綜上所述，在公路的線形設計中，平縱曲線半徑、加寬、停車視距、縱坡以及指標道路標志等因素都會對汽車的運行速度產生一定影響，為了使公路線形連續性指標得到優化，通過對各項指標的科學分析和應用，能夠使公路線形質量得到提高，使行車的舒適性和安全性進一步提升，從而推動設計方案在實踐中的應用。想要將線形聯系的問題有效解決好，需要將運行速度連續性的問題優先解決，等同于將公路幾何要素之間的組合問題解決好，給今后公路設計提供借鑒和參考。

參考文獻

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[2]金增曲珍.運行速度與公路線形連續性研究.西南交通大學，2010（07）.