交通调查与技术标准关系的探讨

胡建强

(张家口市公路工程管理处)

1 前 言

公路设计人员,设计出满足规范的路线并不是一件难事。然而,如何满足规范才能使设计最为合理却并不是一件容易的事。量体裁衣,道路是为汽车行驶服务的,这还得从拟建路段的交通调查与分析着手。

交通量调查、分析和预测是公路建设项目可行性研究阶段进行现状评价,综合分析建设项目必要性和可行性的基础,也是确定公路建设项目的建设规模、技术等级、工程设施和经济效益评价的主要依据。

这一观点是公路工程技术人员和各级领导所熟知的。因而他们在项目的前期工作中,对交通调查和分析预测是比较重视的,但在具体勘测设计过程中,却往往忽略了其重要性,其交通特征,包括交通量、交通组成、车速和通行能力是公路设计采用的重要原始资料,是公路几何线型设计的主要因素之一。它决定了在工可阶段确定了技术等级和规模的道路在勘测设计中应该具体掌握什么样的标准。结合拟建路段交通信息,如交通量大小、交通组成、车速、通行能力和实载吨位等,能够避免在测设中肓目追求高标准从而造成不必要的投资浪费,也能够防止为降低造价而过份降低技术标准,从而显著降低道路应有的使用性能和服务功能,使建设项目起不到应有的作用。只有将交通信息、地形特点、工程投资和技术标准合理组合的设计才是理想的设计。只有详尽调查和分析交通信息,才能做到道路各项指标的均衡合理,才能做到工程投资和技术标准的完美统一。

2 实际测设的两条道路举例说明

甲、乙两线均位于河北省西北部的张家口市境内,甲线是国道 110线中的一段,承担着通往内蒙古等大西北省市的过境车辆,乙线为省道下广线中的一段,是蔚煤外运的专用线之一。

经过项目的前期论证和专家评审,两条道路均被确定为平原微丘区二级公路,但因其交通组成特征差别较大,具体调查结果见表 1。

由表 1可以看出,甲、乙两线处于同一地区,而且远景设计交通量折合中型车均为 5 000辆左右,因而均被确定为平原微丘区二级公路,但仔细分析,甲线交通总量较大,汽车所占比例高,为 90.59%,汽车中、小型客货车所占比例较大,约为 75%,大、中型货车及拖挂所占比例较低,而且实载吨位较小。相反,乙线交通总量较小,汽车所占比例较低,为83.39%,汽车中大、中型货车及拖挂车所占比例较大,约占60%,特别是拖挂车所占比例高,实载吨位大,且严重超载。

表 1 交通调查与车型分析

汽车的物理特性及行驶于道路上各种大、小车辆的组成对于道路几何设计具有决定意义。所以,在具体测设中,我们根据两条公路交通运输情况的不同,掌握的工程技术标准也有所区别,下面对应平微区二级公路的主要技术指标见表2,阐述测设中如何具体掌握两条路线技术标准的高低。

设计速度是技术标准中最重要的指标,是决定公路几何形状的基本依据,设计速度一经选定,公路的所有相关特征必须与其配合以获得均衡设计,曲线半径、超高、视距等技术指标都直接与其有关。它对行车安全、工程费用和运输效率的影响最大。因而同一等级的公路采用不同的设计速度是合适的。

表 2 平原微丘区二级公路主要技术指标表

最理想的公路设计是保证行车安全的前提下,无论在何时何地都能使设计车速等于汽车运行的速度。但因为汽车的多样性和其他外部环境条件的不确定性,完全实现这一目标是不可能的。通过研究拟建路段交通特征和其他外部环境,所造定的设计时速接近道路上行驶的大多数车辆的实际运行速度,就是比较理想的设计。

为实现上述目标,目前发达国家日益广泛采用的是“运行车速法”,所谓运行车速是指特定路段上测定的第85个百分位上的车速。我国目前对该法的研究还尚未成熟,仍然采用传统的设计车速法。设计车速是一个定速,用于规定一条道路的最低设计标准,这一概念本身固有许多缺陷。

(1)线型标准不一致,它只是对限制安全行驶速度的地段规定了最小值。

(2)设计要素之间不相容,依据各个孤立的道路特征而指定的设计指标最小值,当它们组合使用时就不安全。

(3)设计车速与运行车速的差别较大,因而相应推算出的其他指标就与实际不符。而且设计车速法提出年代较为久远,随着汽车工业的发展性能的提高,汽车的运行速度与“设计车速”差别越来越大,也不再是等速。结果按“设计车速”设计的道路的事故率和严重性都相应增加。

做为一个设计部门,在具体测没时,仍应满足现行规范,但对拟建项目交通组成和运行车速进行调查研究,采用合理的内控指标是非常必要的。

如表 1,我们分别对甲、乙两线的交通特征进行了研究,因为甲线混合交通少,而且重车所占比例小,所以实际运行速度快,如果以现有规范平微区二级公路 80 km/h做为设计时速,甲线上实际行驶车速超过设计车速的机率很大,这就增加事故率和降低了运输效率。所以平面指标我们以平微区一级公路控制。相反,乙线非机动车多,而且重车所占比例大,超载现象突出,采用 80 km/h的设计时速完全可以满足大多数汽车行驶的要求。所以乙线的平面内控指标以现行规范平微区一级公路指标控制。

相应地,在进行纵断面设计时,也结合具体线路的交通组成,采用合理的内控指标,路纵断面指标主要受汽车的动力性能和纵横稳定性限制。从汽车的爬坡性能分析,小汽车的动力性能优于大、中型货车的动务性能,汽车的输出功率与重量之比,小汽车为 3.75 kW/kn,载重车为 0.75 kW/kn,半挂车为 0.525 kW/kn。

经验表明,几乎所有小客车在 4%～5%的坡度上的行驶,速度与平坦公路上的正常行驶速度相比变化不大,3%的纵向爬坡路段对小汽车的速度影响很小,而重车满载时 3%的纵坡对车速的影响就比较大。

从汽车行驶的稳定性分析,重车重量大,重心高,显然比小车的稳定性差,而且乙线上行驶重车的超高、超载现象比较普遍,这更加不稳定。综合上述,在纵断面测设时,乙线选用了比较高的内控指标,而甲线满足现行规范平微区一般二级公路的指标即可。

同样,考虑到乙线重车、超载车较多,设计荷载也相应的提高一个标准设计。

3 结束语

目前以上两条道路均以建成通车,几年来的实际运营情况表明,我们采用的内控指标是比较合理的。本文只是以平微区一般二级公路为例说明了交通调查与分析在测设中的必要性和重要性。其实其他任何等级的公路只有在充分调查与分析其交通特征后,才能选定出合理的技术指标,才能做出高水平的设计,才能做到投资与技术标准的理想统一。

[1] 张雨化.道路勘测设计[M].人民交通出版社.

[2] 陈胜营.道路勘测设计指南[M].人民交通出版社.

[3] 何景华.道路实用勘测设计[M].人民交通出版社.