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基于运行速度的道路线形连续性设计赵政清

发表时间：2021/4/6 来源：《建筑科技》2020年9月下作者：赵政清

[导读] 道路线形设计作为公路设计的重要内容，在一定程度上会对道路的空间三维布局以及驾驶员的视觉效果产生至关重要的影响。其中，以车辆运行速度作为道路线形设计依据，不仅可以规避传统设计方法所带来的缺陷问题，同时还可以确保线形设计与运行速度的协调性，为道路行车安全提供良好保障。

中铁第五勘察设计院集团有限公司郑州分院赵政清

摘要：道路线形设计作为公路设计的重要内容，在一定程度上会对道路的空间三维布局以及驾驶员的视觉效果产生至关重要的影响。其中，以车辆运行速度作为道路线形设计依据，不仅可以规避传统设计方法所带来的缺陷问题，同时还可以确保线形设计与运行速度的协调性，为道路行车安全提供良好保障。本文主要对基于运行速度的道路线形连续性设计问题进行研究与分析，以供参考。
关键词：运行速度；道路线形；连续性设计；分析
        前言：近些年来，随着我国经济建设水平的不断提升，各地区在公路网络方面逐渐趋向于成熟化与完善化方向发展。在这样的发展趋势下，我国对于交通安全问题予以了高度重视。为确保道路行车安全，公路建设单位对于道路线形设计工作予以了高度重视。要求设计人员应该立足于当前道路运行系统情况，公路线形与车辆运行速度之间所呈现出的作用关系进行研究与分析。并根据分析反馈结果，从多个方面实现对道路线形连续性设计过程，以确保线形的连续性以及行车的安全性效果。
        1.设计速度与运行速度概念
        所谓的设计速度主要是指在无外界因素干扰条件下，行车过程只受到道路线形条件影响，驾驶员在道路安全行驶时所通过的车速。而运行速度主要是指在自由流状态下且外界因素处于理想气候条件，拥有熟练驾驶技术的驾驶员根据车辆情况以及道路线形条件等因素，在道路行驶中所使用的安全行车速度可以理解为运行速度[1]。
        结合以往的调查数据显示，汽车实际运行速度可以理解为85%的车辆低于此车速的速度、15%的车辆高于此车速的速度。不难看出，运行速度大体上可以理解为车辆行驶的实际速度。而设计速度则可以视为确保行车安全而设定的速度。但是结合现行规范来看，设计者在设计过程中常常会出现以下误区问题：如在进行线形设计过程中，设计人员采用设计速度作为依据，虽然可以满足道路设计的最低限度，但是在超过设计速度方面并无明显限制。
        2.运行速度在道路线形设计中的引入
        我国现行设计方法是按照设计速度规定线形设计的最小指标值，却没有考虑是否能够满足实际行车速度的要求。实际上，车辆在道路上行驶时的速度是驾驶员根据线性几何条件和外界影响因素不断调整的，实际车速经常会超过计算行车速度，满足设计速度要求的道路设计值，不一定能够满足实际的运行速度。同时，即使不同路段的设计指标能够满足实际的运行速度，但是相邻路段如果运行速度差值过大，也会造成驾驶人员来不及操作，从而造成交通事故。因此，我们引入运行速度及相邻路段运行速度差值对路线设计指标及运行速度协调性进行评价，使我们道路的线形设计更合理，行车更安全。
        3.基于运行速度的道路线形连续性设计及方法分析
        3.1影响因素及设计要点
        3.1.1影响因素
        车辆运行速度基本上可以视为交通系统的重要组成因素，一般会受到人、车、路、环境等因素的影响。其中，公路线形基本上可以视为影响运行速度快慢的重要因素，同时驾驶员的操作行为也会对运行速度产生一定影响 [2]。
        同时，驾驶员会根据当前环境的交通流信息以及路况信息，对当前驾驶速度进行适当变化。但是需要注意的是，在这一过程中，车辆外廓尺寸信息以及动力性能表现也会对运行速度产生一定影响。
        根据上述影响作用对象的不同，设计人员在道路线形连续性设计过程中应该综合考虑上述因素影响，合理确定运行速度。

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        3.1.2设计要点
        从客观角度上来讲，道路平面线形主要由直线、圆曲线以及缓和曲线等线形设计部分构成。其中，线形参数表现情况往往会对运行速度产生较大影响。因直线设计施工成本低且运行简单，导致在驾驶过程中会让驾驶员放松警惕，容易产生疲劳感。一般来说，距离过短的直线往往会导致驾驶员操作疲劳，引发心理不适。为调整路线方向，确保驾驶员驾驶安全，在设计过程中，我们需要在两段直线中衔接圆曲线以及缓和曲线[3]。
        根据实际设计反馈情况来看，当车辆通过曲线路段时，驾驶员会根据线形的变化对当前行车速度进行适当调整，以确保行车安全性。除此之外，在路基标准横断面的设计组成方面，主要可以从车道、中间带以及路肩等部分进行研究与分析。结合以往的经验来看，当车道宽度处于不断增加状态时，驾驶人员心理压力会逐渐减小，此时运行速度表现较高。需要注意的是，运行速度也会受到纵断面各类现行指标因素的影响，如竖曲线半径以及坡度等。在设计过程中，我们需要综合考虑上述影响因素，对当前运行速度进行适当调整，以免出现行车意外问题。
        3.2运行速度预测模型分析
        构建科学合理的运行速度预测模型，在一定程度上可以视为有效确定车辆运行速度的重要保障。结合以往的经验来看，车辆运行速度主要可以通过实测方式或者理论估算进行确定。其中，实测法比较适用于现有公路运行速度测量。而对于拟建或者在建公路无法进行实时测量。需要根据实际情况构建运行速度预测模型，并进行估算分析。根据当前应用实践情况来看，现有运行速度预测模型主要可以从平面与横断面、基于竖曲线的车速等方面进行研究与分析。在具体分析过程中，设计人员可以结合当前道路实际情况选择合适的运行速度预测模型进行应用[4]。
        3.3设计方法
        关于道路线形设计中运行速度的设计方法，我们主要可以从以下三个方面实现对运行速度的合理设计：
        一方面，设计人员可以根据拟建公路实际情况以及国家现行政策标准，确立科学合理的运行速度。同时，设计人员可以按照现行设计规范，并结合自身工作经验实现平纵初始设计过程，确立科学合理的初始设计方案。
        另一方面，在初始设计的前提条件下，对已有车辆运行速度预测模型进行合理构建，并对各路段车辆所通行的运行速度进行精准分析。通过与顺序速度差值进行比较分析，对局部路段进行合适的平纵设计。
        除此之外，对当前车辆运行速度预测模型所体现出的各路段运行速度进行精准估算，并对优化调整后的设计方案运行速度进行准确把握，确保在满足运行速度的条件下对当前平纵横指标以及超高等进行合理设计。
        3.4线性连续性评价标准分析
        道路线形连续性设计基本上可以视为道路设计的要点所在。在正式设计过程中，设计人员应该结合道路线形几何条件，对当前安全操作以及驾驶汽车通行情况进行明确把握。并按照现行连续性评价标准对现有运行速度进行合理估测与分析。在道路线形设计方面，应该将运行速度差值（△V85）设定在不超过10km/h范围当中。对于运行困难路段，可以适当放宽，调整到不超过20km/h范围当中。
        结论：总而言之，在道路线形连续性设计过程中，设计人员应该结合运行速度要求以及路况实际情况，对具体设计内容进行统筹规划与合理部署。并按照相关规范以及路段实际情况，构建合适的运行速度预测模型，合理确定当前路段行车速度，减少行车事故问题。
参考文献：
[1]尹正文. 运行速度设计法在公路路线设计中的应用[J]. 北方交通，2020(03):73-77.
[2]向辉. 基于运行速度的公路设计方法[J]. 交通世界，2020(11):87-88.
[3]曾舜，张恒. 基于运行速度的山区公路改扩建设计选线研究[J]. 公路交通技术，2019,35(02):1-6.
[4]张涛. 道路线形设计的连贯性研究[J]. 工程技术研究，2019,4(12):180-181.