運行速度與公路路線設計摘要本文論述了運行速度概念并介紹了關于運行速度的路線設計步驟關鍵詞運行速度公路設計Abstract:thispaperdiscussestheconceptandintroducedtherunningspeedofaboutrunningspeedroutedesignstepsKeywords:therunningspeedofthehighwaydesign運行速度考慮了公路上大多數駕駛者的交通心理需求，以車輛的實際運行速度作為路線設計速度，從而可以有效地保證路線所有相關要素，如半徑、縱坡、超高、視距等與設計速度合理搭配，從而可以獲得連續、一致的均衡設計。因此，可以有效的解決設計速度與汽車實際行駛速度相脫節的問題，近年來，以運行速度為基礎的路線設計方法已被歐美等發達國家廣泛采用。1運行速度概念運行速度又稱行駛速度，是指在良好的氣候條件和正常的交通條件下，一般駕駛員駕駛汽車沿某條道路行駛時實際采用的車速。汽車在路段上行駛時的車速各異，不同的駕駛員駕駛相同的汽車運行時車速也不同，即使相同的駕駛員駕駛相同的汽車也會因駕駛員的心理狀況、汽車的狀況、道路的狀況而車速不同，另外貨車和小客車的運行速度也是不同的。國外通過大量的實況速度調查，選用V85來表示路段上的汽車實際運行速度。V85指的是在某路段上85%分位車速，即85%的車輛所能達到的最高車速。國外一些國家在設計速度的基礎上，也同樣進行了適當的修改。如：意大利：標準中對所設計公路，均給出一個設計速度區間，上限是安全速度，即單個車輛安全行駛的速度上限值。美國：在其最新版的《公路與城市道路幾何設計指南》中指出：考慮到基于設計速度的路線設計方法已被大家所了解、掌握，對于設計速度大于100km/h的高速公路環境，仍采用設計速度方法，但對平曲線半徑、最大縱坡與坡長限制、視距和加減速車道長度等一些關鍵性設計指標的選取，都在原設計速度后增加了對應的運行速度指標，要求按實際的運行速度進行調整修正。我國仍采用設計車速進行設計，但要求對線形設計受地形條件或其他特殊情況限制的路段，采用運行速度進行檢驗。2影響運行速度的主要因素由于駕駛員、道路、汽車以及周圍環境構成了一個封閉的道路交通系統。因此,汽車的運行速度就會受到道路條件、汽車自身狀況、駕駛員和路側自然景觀及周圍環境等因素的影響。而對于道路設計者來說道路條件對運行速度的影響是我們首先要考慮的問題。道路線形是由直線和各種曲線連接而成，常用的曲線是緩和曲線（回旋線）和圓曲線。直線是以往公路設計中最主要的設計線形，尤其在地形地勢平坦的地帶采用更多。但長直線會使駕駛員感到單調乏味和厭煩，有早點駛出直線區域的沖動，故駕駛員會一味地加速，造成行車速度過高，當在發現有障礙物（包括過路行人、車輛）或小半徑曲線的急轉彎路段時，往往不能及時剎車制動而發生車禍;另外，直線不易適應復雜地形,也不易與周圍自然景觀很好地融合，不易保證道路線形的連續性，從而影響駕駛員的視覺和心理感受，造成判斷上的誤差，影響汽車的運行速度。圓曲線具有很多優點，但處理不好，不僅會使線形顯得曲折，使駕駛員判斷失誤，造成不必要的加速或減速，甚至導致交通事故。如圓曲線地段的道路轉角對道路安全有很大關系，轉角愈大，事故率愈高，但轉角過小又會把曲線長度看的比實際要小，使駕駛員產生急轉彎的錯覺,造成不必要的減速。緩和曲線可以保證曲率變化柔和、連續，符合汽車行駛軌跡，還可以保證汽車在進入圓曲線時不必過多地降低運行速度而安全地行駛。隨著運行速度的提高,緩和曲線應隨之變得更緩更長一點，這樣有利于安全舒適地行駛。線形組合也會對運行速度產生影響。例如:凹形豎曲線的底部插入小半徑的平曲線或平曲線不能包容豎曲線的線形組合具有較差的視線誘導性，容易使駕駛員判斷失誤,導致事故。如果線形在駕駛員的視域內反復變化,會使線形外觀不連續，形成視線盲區和錯覺，容易使駕駛員產生緊張,導致不必要的減速,影響運行速度和燃油消耗。道路橫斷面的結構對運行速度也存在一定的影響。有研究表明四車道無分隔帶的道路事故率比雙車道道路的事故率高,雙車道的路面寬度如大于6m，其事故率比5.5m的路面低的多。路面的抗滑能力直接影響到汽車的運行速度。由于路面的抗滑能力不強,駕駛員處于安全考慮,將會以較低的運行速度行駛，從而影響運輸的經濟性;如駕駛員不考慮路面的抗滑能力，以高速度行駛必將導致交通事故。路面平整度也是影響運行速度的一個方面。路面坑坑洼洼，道路阻力系數增大很多，直接導致運行速度的急劇下降,同時還影響舒適性。3運行速度預測模型運行速度可采用實測或估算兩種方式獲得，對于現有公路采用實測的方法在現場實際測量運行速度的大小，但對于擬建公路卻無法量測,目前國內外常用的方法是建立運行速度預測模型，從而估算出運行速度的數值。基于平面和橫斷面的運行速度預測模型平面與車速的關系以及橫斷面與車速的關系,目前我國還處于研究階段。結合國內的實際情況，引入德國的研究方法，建立平面的曲度、橫斷面的路面寬度與行駛速度的關系,直接查圖即可得到行駛速度。橫斷面對車速的影響，主要是行車道寬度對駕駛員心理方面的影響，行車道越窄，車速越低。基于豎曲線的運行速度預測模型1997年,Fambro博士曾對42個豎曲線車速數據進行了分析，建立了豎曲線的車速模型。方程如下:V運行=72.74+0.47V計算。該模型可以較準確的預測路肩寬度小于1.8m時車輛的運行車速，但也存在著不足。近期,DanielR.Jessen等學者收集了內布拉斯加州公路上70個豎曲線的車速數據。研究發現公路里程、豎曲線坡度、道路兩側護欄、平曲線半徑、橋梁與涵洞、交叉口、交通控制與管理、車道寬、路面、交通流和計算行車速度等因素均對運行車速產生潛在影響。為了簡化模型,將對車速影響較大的豎曲線坡度、交通量納入模型,從而重新詮釋了豎曲線運行車速的特征,方程如下:V85=73.9+0.400V計算-0.124g-0.00143TADT式中:g一豎曲線坡度(%);TADT—年平均日交通量。目前，交通部公路科學研究院正在開發運行速度計算軟件，國內也有多家公司開發了或正在運行速度測算軟件，如：緯地運行速度測算分析系統。4運用運行速度判斷道路線型連續道路線形的連續性是路線設計的基本要求之一，連續性設計是指道路的幾何條件既不違背駕駛員的期望,也不違背駕駛員安全地操作和駕駛汽車的能力，即:連續的道路設計確保駕駛員能夠沿著路線以他們期望的速度行駛。但我國目前所使用的技術標準和設計規范中雖已提出線形連續性，但對連續性的標準并無明確的要求。如《公路工程技術標準》JTGB01-2003中規定:“路線設計應根據公路等級及其功能,正確運用技術指標,保持線形連續、均衡，確保行車安全、舒適。”；《公路路線設計規范》中指出:“等級較高的公路應注重立體線形設計，使駕駛員在視覺上能保持線形的連續性,在心里上有舒適感和安全感,并與沿線的環境、景觀相協調”等。線形指標的不連續主要是通過駕駛員駕駛汽車和乘客的感覺表現出來的。線形指標的變化是否符合駕駛員的期望，汽車的運行速度變化是否符合乘客舒適性的要求等等，最終表現出來的是汽車的運行速度是否連續，以此來表示線形指標的連續性。目前國外對于線形連續性的研究有很多，其中基于速度的研究比較成熟,因為道路線形連續與否對車輛產生的影響首要表現在車速上，車速變化的大小也就代表著線形連續程度。事故率大小是對道路線形連續性的直接檢驗結果,事故率比較大的事故多發地點,也必然代表著其線形在此處存在問題。通過分析事故率與車速變化的關系,可根據V85的變化范圍△V85來評價連續性的好與差：連續性較好:V85的變化范圍△V85<10kmZh(事故率低，基本不存在事故多發地點)。連續性一般:10km/h20km/h(事故率很高，事故多發地點比較密)。因此為了保證道路線形具有良好的連續性，在道路設計時應保證△V85<10kmZh。5基于運行速度的路線設計方法目前，國際上流行的運行速度路線設計方法通常采用設計速度和運行速度相結合的聯合設計。即在按設計速度設計出初始線形指標后，再采用運行速度進行設計檢驗與修正，直至滿足一致性檢查為止。6運用運行速度經行設計的優點運行速度是近20年來國外路線設計人員針對設計車速法在實際應用中的缺陷而提出的。運用運行速度來研究、解決道路線形的問題，具有以下優點：避免了設計速度作為一個固定值進行公路線形設計的盲目性和不具體性；可以利用道路某路段的實際行駛車速來進行公路線形設計，具有很強的針對性和實用性；考慮影響實際行駛車速的各種因素，利用運行速度來研究道路線形問題，更加科學，考慮的因素也更加全面；考慮駕駛員在實際行駛當中的換檔情況；以運行速度為依據設計出來的公路線形是連續的，不會出現速度突變點。7結束語《公路工程技術標準》JTGB01-2003中引入了運行速度的概念,但因為許多設計人員往往是剛剛接觸運行速度概念，對具體測算分析過程更是了解甚少，加之具體計算模型復雜、路線分段過程繁瑣，導致實際設計工作和安全評價工作中，僅僅是簡單對項目的個別區段進行手工簡