運行速度設計法在公路路線設計中的應用

祁 亮

在公路路線設計中，速度是最關鍵的參數和最基礎的指標。速度對確定公路平、豎曲線半徑、超高、視距、縱坡、坡長等技術指標起著決定性的作用，同時也影響著車道寬度、中間帶以及路肩寬度等指標的確定，速度取值的大小直接影響著公路的效率和安全運營。目前，我國現行公路路線設計主要是采用基于設計速度的設計方法，并局部引入運行速度的概念，但在歐美等國家，基于運行速度的設計方法在公路路線設計中已得到廣泛的應用。

1 設計速度設計法的缺陷

現行的公路路線設計方法是基于設計速度的。設計時，當公路功能、公路等級確定后，在滿足汽車運動學和力學要求的前提下，是以一個恒定的設計速度作為基礎控制參數，然后對照相應的技術標準確定出設計路段幾何線形的指標采用值。

現行的方法容易理解和掌握，但設計速度僅控制了最低指標，在具體設計中設計者在指標采用時隨意性較大，經常出現機械套用規范指標和參數的現象，卻忽略了路線前后線形的均衡和與駕駛行為的一致性等問題，導致汽車在公路上實際的行駛速度與設計速度出現明顯不一致性;而且，恒定的設計速度與動態變化的實際駕駛特征也存在許多偏差，甚至不符的情況。國內外大量研究和統計表明，這些在速度方面出現的問題是發生交通事故的主要誘因之一，成為公路交通安全潛在的隱患。

2 現行規范對運行速度的引入

現行規范采用的都是基于設計速度的設計法，但同時對采用運行速度的設計法提出了要求。JTG B01-2003公路工程技術標準在設計上引入了運行速度的概念，建議設計人員在設計速度變化路段、爬坡車道、超高等受限制路段用運行速度進行驗算。JTG D20-2006公路路線設計規范第1.0.9條要求，設計速度不同的路段相銜接處、因條件制約使線形設計受限制的地段，宜采用運行速度進行檢驗，以改善平縱技術指標或采用必要的交通安全技術、管理措施;在規范相關章節對需采用運行速度進行檢驗的路段、技術指標等作了規定。《公路路線設計細則》(總校稿)第4.3.2條要求，公路路線設計應采用運行速度進行設計檢驗。

可見，采用運行速度的設計方法已漸行漸近，將逐漸成為適合我國公路設計的新方法。

3 運行速度設計法的設計理念

基于運行速度的設計法是對現行設計方法的發展和完善。由于運行速度能夠體現汽車行駛對道路的動力學要求，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，以及路側環境、大型公路工點對速度的影響。通過測算設計路段上的運行速度，評價和分析路段上速度分布的連續性和協調性，達到動態檢驗與評價設計路線的各項技術指標的目的，其結果是力求保證設計線形、公路行駛環境的連續和協調。

運行速度設計法為公路設計中路線方案的優化與調整、具體技術參數的選取、完善交通設施設計等提供依據和合理地處治措施，避免駕駛特性與公路特征不匹配的現象，增強了公路后期行車的安全性;在設計中注重體現“以人為本”、服務于公路使用者的思想，突出強調路線安全設計這一理念。

4 運行速度設計法的發展現狀與應用研究

在歐美等國家已廣泛應用基于運行速度的公路設計方法。我國自2000年開始立專題開展適合我國交通運行特征和行駛特性的運行速度測算方法和設計標準的研究工作，并取得階段性的研究成果。

經過多年的研究，已初步建立符合我國高速公路和雙車道公路運行速度的應用模型，在2004年交通部頒布的《公路項目安全性評價指南》(簡稱《指南》)中提供了適用高速公路標準的具體計算和評價分析方法。目前，《高速公路運行速度設計方法與標準》已列入《公路項目安全性評價指南》，《運行速度指南》也在編制之中，已經初步建立符合我國高速公路和雙車道公路運行速度的應用模型，具備了逐步推行使用的基礎，待條件成熟后正式納入《公路工程技術標準》。

采用運行速度法，首先要計算運行速度。運行速度可通過類似公路實地調查的運行速度累計分布曲線或運行速度預測模型來計算，這就要求，需要對我國的運行速度進行深入的調查，建立適合我國交通運行特征的路線運行速度設計方法和設計流程，以確保公路幾何線形設計能夠滿足車輛實際行駛速度的要求，同時解決各設計要素之間的相容性問題。

目前，基于運行速度研究高速公路新的設計方法和設計流程的工作已通過多條典型高速公路的試設計、評價過程得以實施、總結和完善，逐漸形成適合我國高速公路設計的新方法。高速公路運行速度的應用模型、安全評價標準及設計方法已日趨成熟，可滿足高速公路設計的要求，特別適用于設計速度為60 km/h，80 km/h，100 km/h的山區高速公路或部分一級公路(封閉)，包括新建公路、改擴建公路，甚至已建的公路項目。與此同時，適用于長大隧道內、互通式立交區間的運行速度應用模型、一級公路的運行速度應用模型和評價標準等尚在進一步的研究和總結中，雙車道公路的運行速度研究也有一定的初步成果。

5 現行運行速度設計法的實際應用

目前，我國公路路線設計方法仍以設計速度法為主，再用運行速度進行必要的檢驗，尚未完全采用運行速度設計法。鑒于此，現階段公路路線設計的主要步驟是:使用設計速度進行初始設計，采用運行速度對線形指標進行行車安全性檢驗，從而量化公路各項指標的合理性和運營后的安全性。

用運行速度檢驗是設計的必要條件，是設計中一個不可或缺的重要環節。將運行速度對路線狀況的評價貫穿于整個公路設計的各個階段，更加注重安全、舒適、快捷的交通服務需求。

該方法適應駕駛員心理、視覺和駕駛行為等實時變化，分析評價出駕駛特性與公路特征不匹配的路段，發現可能出現交通事故的設計盲點，為現階段提高公路設計質量提供新的方法和途徑。

6 結語

雖然現行公路路線設計仍采用設計速度法為主，但運行速度法已開始逐漸應用于公路路線設計的檢驗。運行速度設計法能夠更好地體現車輛行駛的安全性和駕駛員的舒適性，可以獲得連續、一致的均衡設計，貫徹了“以人為本、節約資源、保護環境”的設計原則，樹立了“可持續發展”的指導思想。隨著社會的發展進步，人民生活水平的逐漸提高，對公路的運輸能力要求也越來越高，運行速度法的應用必將漸行漸近，逐漸成為適合我國公路設計的新方法。

［1］ JTG B01-2003，公路工程技術標準［S］.

［2］ JTG/T B05-2004，公路項目安全性評價指南［S］.

［3］ JTG D20-2006，公路路線設計規范［S］.

［4］ JTG/T D20-2009(總校稿)，公路路線設計細則［S］.