曲南高速公路限速方案評(píng)價(jià)研究

陳衛(wèi)霞 石紅磊

(1.北京華達(dá)工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司，北京 100088； 2.中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100088)

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曲南高速公路限速方案評(píng)價(jià)研究

陳衛(wèi)霞1石紅磊2

(1.北京華達(dá)工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司，北京 100088； 2.中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100088)

針對(duì)曲南高速公路施工圖限速設(shè)計(jì)方法，分析了影響高速公路限速的因素，在此基礎(chǔ)上結(jié)合正在修編的《公路限速標(biāo)志設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)》提出適合我國(guó)交通特性的高速公路分段、分車道、分車型限速設(shè)計(jì)方法及具體實(shí)施流程，該方法綜合考慮了運(yùn)行速度、高速公路線形、設(shè)計(jì)速度和交通安全等因素，可合理、科學(xué)的確定高速公路限速方案。

高速公路，限速值，運(yùn)行速度，車道，車型

1 工程概況

曲南高速公路位于廣東省北部韶關(guān)市境內(nèi)，路線起于曲江區(qū)馬壩鎮(zhèn)，連接京珠高速公路，途經(jīng)湞江區(qū)、仁化縣、始興縣，終于南雄市梅嶺鎮(zhèn)，連接贛州至大余高速公路，進(jìn)而與粵贛高速公路相接。

本項(xiàng)目推薦線全長(zhǎng)125.645 km，采用雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目起點(diǎn)至丹霞互通立交(K40+340)段標(biāo)準(zhǔn)寬度為33.5 m，丹霞互通立交(K40+340)至項(xiàng)目終點(diǎn)采用不設(shè)硬路肩而設(shè)置港灣式緊急停車帶的路基橫斷面，整體式路基寬29 m，分離式路基寬度16.75 m，設(shè)計(jì)速度100 km/h。

2 限速影響因素分析

在評(píng)價(jià)曲南高速公路限速方案時(shí)，需要在行車安全、空間因素、交通流因素、法規(guī)的可實(shí)施性以及其他可能影響行駛速度選擇的因素中權(quán)衡，使速度管理盡可能滿足不同車型的需求。

1)安全因素。在確定最高限速與最低限速值時(shí)，除了應(yīng)滿足法律、法規(guī)的要求外，還應(yīng)重點(diǎn)考慮車輛以最高限速值行駛時(shí)幾何設(shè)計(jì)指標(biāo)如平曲線半徑、豎曲線半徑、縱坡、超高、視距等是否滿足安全行車要求。最低限速值的選用應(yīng)考慮盡可能減小不同車型之間的速度差，降低車輛之間的干擾，提高行車的安全性。

2)空間因素。影響限速方案制定的空間因素主要包括高速公路長(zhǎng)度、行車道數(shù)量、隧道等構(gòu)造物情況。根據(jù)曲南高速公路全線運(yùn)行速度預(yù)測(cè)結(jié)果來(lái)看，小客車及大貨車運(yùn)行速度變化平穩(wěn)，相鄰路段運(yùn)行速度差均未超過(guò)10 km/h，可不考慮實(shí)施分段限速。另外，曲南高速公路為六車道高速公路，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可考慮采用分車道限速。行車方向內(nèi)側(cè)車道和中間車道為高限速車道，外側(cè)車道為低限速車道。相鄰兩車道限速值相差20 km/h或?yàn)? km/h。分車道限速的同時(shí)，每個(gè)車道亦要有最低限速要求，最低限速值比本車道最高限速值低20 km/h。另外，考慮到本項(xiàng)目有頂峰山隧道、回龍山隧道、白山隧道和大梅關(guān)等四座隧道，其中回龍山隧道、白山隧道長(zhǎng)度超過(guò)1 km。根據(jù)國(guó)內(nèi)隧道限速情況，這兩座隧道應(yīng)單獨(dú)限速，以保證隧道路段的行車安全性。

3)交通流因素。根據(jù)工程可行性研究報(bào)告特征年交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，貨車比例超過(guò)27%，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)可考慮采用分車型限速，同時(shí)綜合考慮分車道限速的方案。行車方向內(nèi)側(cè)車道為限速的最高值，只能小客車使用，中間車道和外側(cè)車道為混行車道。

3 常用限速方法分析

以下對(duì)幾種常見(jiàn)限速方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，以評(píng)價(jià)曲南高速公路現(xiàn)有限速方案的合理性。

1)分車型限速的適應(yīng)性。我國(guó)公路貨車混入率較高，高速公路處于混合交通狀態(tài)，近十年來(lái)道路上以小客車為代表的小型車性能有了很大提高，但以大貨車為代表的貨車的總體性能仍然偏低，與高速公路不相匹配，導(dǎo)致高速公路上不同車型的車速差別明顯，通過(guò)運(yùn)行速度觀測(cè)，結(jié)果表明小客車與大貨車的運(yùn)行速度差超過(guò)20 km/h。高速公路小型車與大型車車速差距明顯，具備了實(shí)施分車型限速的條件。再者由于大貨車重量大，慣性大，一旦發(fā)生交通事故后果往往較嚴(yán)重。綜上所述，高速公路采取分車型限速來(lái)避免采用單一限速帶來(lái)安全隱患的情況是必要的也是符合條件的。

2)分車道限速的適應(yīng)性。對(duì)于六車道高速公路，采取的分車道限速模式較多，如圖1所示曲南高速施工圖分車道限速方案，不同車道的上限值和下限值均不同，其他現(xiàn)有六車道高速有不同車道取同一上限速度的，也有不同車道取同一下限速度的，有的與車道功能劃分結(jié)合，有的則單獨(dú)使用。

3)分車道與分車型結(jié)合限速的適應(yīng)性。分車道與分車型結(jié)合限速實(shí)際上是對(duì)單向三車道及以上高速公路同時(shí)采用分車道和分車型的限速方法，不僅能夠克服分車型不分車道限速時(shí)同一車道車速離散性大和潛在安全問(wèn)題多的缺陷，還克服了單獨(dú)分車道不分車型限速時(shí)不能體現(xiàn)不同類型車輛駕駛員的速度需求特點(diǎn)，多種車型在同一車道行駛而造成通行能力下降和車輛借道超車頻繁等缺陷。這種方法綜合了分車道和分車型限速的共同優(yōu)點(diǎn)，既保證了通行效率，節(jié)約了高速車輛的時(shí)間成本，又減少了速度差異帶來(lái)的交通沖突，是實(shí)踐中的一種值得推廣應(yīng)用的限速方法。

4 施工圖限速方案評(píng)價(jià)

1)施工圖限速方案。曲南高速公路采用分車道限速的方案，左側(cè)車道最高限速120 km/h，最低限速100 km/h；中間車道最高限速100 km/h，最低限速80 km/h；右側(cè)車道最高限速80 km/h，最低限速60 km/h，如圖1所示。

2)限速方案分析。通過(guò)前面對(duì)本項(xiàng)目的圓曲線半徑、豎曲線半徑、縱坡、視距、超高等的安全性分析，除部分平曲線路段中央分隔帶側(cè)視距不滿足設(shè)計(jì)速度100 km/h和預(yù)測(cè)運(yùn)行速度120 km/h對(duì)應(yīng)的停車視距要求外，其余指標(biāo)均滿足預(yù)測(cè)運(yùn)行速度120 km/h的要求。因此，本文認(rèn)為施工圖限速方案采用最高限速120 km/h是合適的。

為了掌握六車道高速公路的運(yùn)行速度規(guī)律，對(duì)廣東4個(gè)六車道高速公路斷面(其中2個(gè)斷面設(shè)計(jì)速度為80 km/h，2個(gè)斷面設(shè)計(jì)速度為100 km/h)的運(yùn)行速度進(jìn)行了觀測(cè)，并分析如下：

a.分車型運(yùn)行速度分析。4個(gè)斷面分車型運(yùn)行速度統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

表1 斷面分車型運(yùn)行速度統(tǒng)計(jì)結(jié)果 km/h

由表1分析可知，斷面小客車運(yùn)行速度V85在84 km/h～111 km/h之間變化，大貨車運(yùn)行速度V85在69 km/h～87 km/h之間變化，小客車和大貨車之間的運(yùn)行速度差均較大，因此有必要考慮分車型限速。

b.分車道運(yùn)行速度分析。4個(gè)斷面分車道運(yùn)行速度統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

表2 斷面分車道運(yùn)行速度統(tǒng)計(jì)結(jié)果 km/h

由表2分析可知，對(duì)于六車道高速公路，斷面內(nèi)側(cè)車道運(yùn)行速度V85在79 km/h～111 km/h之間變化，中間車道運(yùn)行速度V85在83 km/h～105 km/h之間變化，外側(cè)車道運(yùn)行速度V85在73 km/h～97 km/h之間變化。內(nèi)側(cè)車道與中間車道運(yùn)行速度V85相差不大，且均高于外側(cè)車道運(yùn)行速度V85，個(gè)別斷面外側(cè)車道運(yùn)行速度V85較內(nèi)側(cè)車道和中間車道低20 km/h左右。

根據(jù)國(guó)家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“公路通行能力”相關(guān)研究成果，并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行速度的觀測(cè)情況，道路橫斷面對(duì)運(yùn)行速度的影響模型如下：

外側(cè)車道的運(yùn)行速度模型:

V外=V外0-a(w10-w1)-b(ws0-ws)。

其中，a取24;b取8.5。整理后，外側(cè)車道的運(yùn)行速度模型為：

V外=100-24×(3.75-w1)-8.5×(2.5-ws)。

中間車道的運(yùn)行速度模型:

V中=V中0-a(w10-w1)。

其中，a取24。整理后，中間車道的運(yùn)行速度模型為：

V中=120-24×(3.75-w1)。

內(nèi)側(cè)車道的運(yùn)行速度模型：

V內(nèi)=V內(nèi)0-a(w10-w1)-c(wm0-wm)。

其中，a取24；c取11.5。整理后，內(nèi)側(cè)車道的運(yùn)行速度模型為：

V內(nèi)=120-24×(3.75-w1)-11.5×(0.5-wm)。

根據(jù)本項(xiàng)目的橫斷面設(shè)計(jì)要素，起點(diǎn)至丹霞互通立交(K40+340)段右側(cè)設(shè)置有3 m寬的硬路肩，由上述計(jì)算公式可以推出：

V外≈100 km/h；V中=120 km/h；V內(nèi)≈120 km/h。

丹霞互通立交至終點(diǎn)段右側(cè)未設(shè)置硬路肩，由上述計(jì)算公式可以推出：

V外≈80 km/h；V中=120 km/h；V內(nèi)≈120 km/h。

5 主要建議限速方案完善

1)根據(jù)以上分析，并考慮到本項(xiàng)目起點(diǎn)至丹霞互通立交(K40+340)段右側(cè)設(shè)置有3 m寬的硬路肩，建議中間車道和右側(cè)車道最高限速提高20 km/h。同時(shí)對(duì)不同車型分別限速，即采用分車道與分車型限速相結(jié)合的方案。具體如下：

a.內(nèi)側(cè)車道最高限速120 km/h，最低限速100 km/h；中間車道最高限速120 km/h，最低限速80 km/h；外側(cè)車道最高限速100 km/h，最低限速60 km/h。

b.小客車最高限速120 km/h；其他車輛最高限速100 km/h。

2)對(duì)于丹霞互通立交(K40+340)至本項(xiàng)目終點(diǎn)段，考慮到右側(cè)未設(shè)置硬路肩，僅有港灣式緊急停車帶，建議仍舊采用施工圖設(shè)計(jì)中提出的分車道限速方案。同時(shí)對(duì)不同車型分別限速。具體如下：

a.內(nèi)側(cè)車道最高限速120 km/h，最低限速100 km/h；中間車道最高限速100 km/h(盡管計(jì)算出的V中=120 km/h，但考慮到相鄰車速最高限速一般應(yīng)不超過(guò)20 km/h，從安全的角度考慮取中間車道最高限速為100 km/h)，最低限速80 km/h；外側(cè)車道最高限速80 km/h，最低限速60 km/h，即和施工圖設(shè)計(jì)中提出的限速方案一致。

b.小客車最高限速120 km/h；其他車輛最高限速100 km/h。

對(duì)于隧道路段，特別是長(zhǎng)隧道路段，其封閉的運(yùn)營(yíng)環(huán)境對(duì)運(yùn)行速度有一定的影響。從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行速度觀測(cè)情況來(lái)看，實(shí)際車速一般在100 km/h左右。因此，建議對(duì)回龍山隧道和白山隧道單獨(dú)限速100 km/h。

[1] 唐琤琤.限速、車速與安全[J].公路交通科技,2005,3(22):97-100.

[2] 高海龍,劉興旺,吳京梅.基于多元因素的道路限速值設(shè)計(jì)方法研究[A].第四屆中國(guó)智能交通年會(huì)論文集[C].2008.

[3] 李長(zhǎng)城,吳京梅.公路限速方法及其適用性分析[J].交通科技,2006(6)：57-59.

Research on speed limitation scheme evaluation of Qunan Expressway

Chen Weixia1Shi Honglei2

(1.BeijingHuadaEngineeringDesignConsultancy,Beijing100088,China;

2.CCCCRoadPlanningDesignInstituteCo.,Ltd,Beijing100088,China)

According to the speed limitation design methods for construction map of Qunan Expressway, the paper analyzes the factors affecting the expressway speed limitation, points out the limitation design methods and factual implementation procedure for sections, lanes and car types of traffic features in China by combining with the compiling ofRoadSpeedLimitationSignAllocationStandard, and indicates the method has the comprehensive consideration for factors including velocity, expressway linear, design speed, and traffic safety, so as to identify the expressway speed limitation scheme in reasonable and scientific way.

expressway, speed limit value, velocity, lane, car type

1009-6825(2015)02-0121-02

2014-11-03

陳衛(wèi)霞(1981- )，女，工程師; 石紅磊(1982- )，男，工程師

U412.366

A