基于运行速度的山区低等级公路线形设计探究

基于运行速度的山区低等级公路线形设计探究

孙登科

陕西省水利电力勘测设计研究院陕西西安710001

摘要：在我国经济发展较为良好的区域，交通体系以及建设的非常健全，但是在我国经济发展较差的区域，交通基础设施建设还需要进一步加强。想要促进区域经济发展，首先需要做的就是加强交通基础设施建设，从而为经济发展提供良好的交通环境。随着交通网络建设规模的不断扩展，我国众多山区也在积极的进行公路建设。但是对于我国山区公路建设现况进行深入调查发现，其中存在着很多的不良问题，对于车辆行驶的安全性和稳定性造成了非常不良的影响。其中较为严重的就是山区低级公路线性设计存在的问题。本文就是对基于运行速度的山区低等级公路线形设计进行深入探究，希望对相关设计人员有所启示。

关键词：运行速度；山区公路；线性设计方法；科学性

引言：随着我国经济发展速度不断加快，人们的生活水平、消费水平也得到了很大的提升，上道车辆数量大幅度上涨，导致我国交通事故产生也越来越为频繁。导致不良交通事故产生的因素众多，其中包括驾驶人员的违规驾驶、道路建设质量、行驶车辆的性能等众多方面。公路线形设计也是影响车辆行驶安全的重要因素，必须要严格的保障公路线性设计的合理性、科学性。我国每年发生的交通事故，有很多都是在山区公路发生的。所以对基于运行速度的山区低等级公路线形设计进行深入探究是具有深远现实意义的，对于促进我国交通领域发展，降低不良交通事故发生的概率有着积极地影响。

一、设计车速与运行车速分析

（一）设计车速的局限性

山区公路设计人员在对设计车速进行计算时，对于外界众多的影响因素没有进行深入考虑，只是考虑山区道路本身对车辆行驶速度的影响，还需要驾驶人员驾驶经验丰富，能够熟练的掌控车辆的行驶速度，这样的计算方式也导致设计车速具有很大的局限性，它只是决定了设计中的极限指标。对于山区公路车辆行驶的实际情况进行深入调查发现，设计的行驶速度存在较大的差距，从而车辆行驶速度概率分布图中就可以看出，并且了解以设计车速为基准确定的山区公路线性设计可能存在以下不良问题：首先就是在受到限制的山区公路行驶路段才会用到，这些受限制的路段形状大都以曲线的形式存在，直线路段不会设计到行驶车辆的设计速度。其次就是车辆实际行驶速度与设计速度存在着较大的差异性，山区低级公路线形设计的均匀性不能得到良好的保障。还有就是设计人员不能正确的评判出，山区公路线形设计对于车辆行驶安全的影响。

（二）运行车速具有的优势

对于运行车速进行详细阐述，就是车辆在山区低等级公路上行驶的实际速度。以运行速度为基础，可以良好的评判山区低等级公路线形设计的合理性、科学性。运行车速是通过实际测量得到的，具有真实、可靠的特点。设计人员站在车辆实际行驶速度的角度对山区低等级公路进行线形设计，有效的排除众多设计要素之间存在的不相容问题。依据车辆行驶速度控制原则，保障山区低等级工作各个路段的车辆行驶速度可以较为协调。对山区低等级公路线形设计的合理性、科学性进评价，保障山区低等级公路线形设计满足我国交通体系建设的实际需求。

二、运行车速预测模型的构建

对于我国以往的山区低等级公路线形设计进行深入调查发现，众多的设计人员主要是以设计速度为基础，导致线形设计与道路车辆行驶的实际需求存在较大的差距，车辆行驶设计速度和实际运行速度的相容性较差，经常会导致不良交通事故产生。山区低等级公路线形设计人员对车辆实际行驶速度进行调查，并且将调查的信息数据作为基础参数进行设计工作开展，最终对公路线形的安全性进行评判，保障山区低等级公路线形设计满足车辆行驶的实际需求，降低不良交通事故的发生概率。想要准确的了解道路车辆的实际行驶速度，最为重要的工作环节就是对运行测速预测模型进行构建。

（一）运行车速预测方法

我国对于山区公路建设非常的重视，并且投入了大量的建设资金，希望改善山区的交通环境，加快我国贫困地区的经济发展，也使得众多的科研人员投身于山区低级公路建设研究中去。对车辆行驶速度进行测速的方法众多，通常情况下都是以GPS系统采集的众多信息数据为基础，遵循运动学平衡规律，还需要考虑驾驶人员驾驶操作行为，进行自由流状态下车辆加速和减速模型的构建。对于预测结果造成不良影响的因素众多，其中包括曲线路段的半径、曲线路段的长度、车道建设宽度和自然气候等。西方发达国家与我国车辆行驶速度预测模型的构建存在一定差异性，但是二者都有着属于各自的优点。现阶段，应用最为广泛的车辆行驶速度预测方法就是利用采集的众多数据，进行曲线的拟建（如图三所示），对不同类型车辆的运行速度进行回归分析，从而得到两条相接近的曲线图。

（二）运行车速预测模型

北美洲的车速预测模型以LAMMETAL建立的模型为代表，其回归曲线方程为v85=34.70一1.00（D）C+2.08l（LW）+0.l74（SW）+0.0004（AADT）式中州85为平曲线上第85位预测速度DC为曲度海100英尺弧长变化率；LW为车道宽度，单位为英尺SW为路肩宽度，单位英尺八AO下为年平均日交通量。欧洲的德国、瑞士、意大利等均有学者做了相关研究，这些模型包含平曲线与纵坡的组合、平曲线与竖曲线的组合、弯坡组合时、断面布置对运行车速的影响等诸多方面。我国《公路项目安全评价指南》也对运行车速模型做了详细论述。

（三）现有模型存在的问题分析

山区低等级公路实际建设中，公路线形设计是基础性工作，是山区低等级公路整体布局的关键所在。如果将公路比作一具躯体，那么公路线形就是这具躯体的骨架，公路线形设计的合理性、科学性，对于车辆行驶安全有着直接性的影响，对于山区低等级公路线形设计必须要给予高度的重视。在上文中也提到我国山区低等级公路交通事故发生频繁，很多交通事故的产生都是因为山区低等级公路线形设计不合理导致的。虽然国内外对于车辆行驶速度预测模型的构建都进行了大量的研究，但是这些模型主要是应用在对山区低等级公路线形设计安全评价工作中，在山区低等级公路线形设计中应用程度较差。主要是受到以下众多因素的限制，首先是信息数据的采集方法具有很大的局限性，而且车辆运行速度的假定与驾驶人员的驾驶习惯也会存在一定的差距，对于曲线路段车辆行驶速度变化特征的了解存在很大的难度性。车辆行驶速度预测模型构建形式单一，具有实际应用价值的模型数量较少，车速预测主要是以小车型为主。

三、基于运行车速的山区公路线形设计流程

山区公路路线复杂平曲线和竖曲线多崖路段行车速度变化大，以基于运行车速的线形设计优势更为突出。设计主要流程为：绘制线形草图，对全线进行分段根据曲线径和纵坡坡度的大小将整条路线划分为直线段、纵坡段、平曲线段和弯坡组合段等若干个分析单元海个单元的起、终点为预测运行速度线形特征点进行各路段运行车速预测（需要考虑期望车速、纵坡折减、加速度等）。计算相邻设计单元的运行车速差值。根据运行车速差值进行线形设计优化。根据运行车速检验路线的行车视距和超高。

结语：山区低等级公路建设已经成为我国交通网络建设的重要内容，对于促进我回国经济发展有着不可忽视的影响力。山区低等级公路也是不良交通事故的多发路段，很多不良交通事故都是因为山区低等级公路线形设计不合理导致的。基础车辆实际行驶速度进行山区低等级公路线形设计工作开展，可以促进道路建设质量的提升，保障车辆行驶的安全性，相关人员还需要进一步加强研究力度，为促进我国交通体系建设奠定良好基础。

参考文献：

[1]门玉琢，于海波.山区公路平曲线路段线形与行车减速模型[J].公路.2012（08）

[2]刘守良.浅谈公路线形安全设计[J].北方交通.2012（07）