运行速度设计法在公路路线设计中的应用

祁 亮

在公路路线设计中，速度是最关键的参数和最基础的指标。速度对确定公路平、竖曲线半径、超高、视距、纵坡、坡长等技术指标起着决定性的作用，同时也影响着车道宽度、中间带以及路肩宽度等指标的确定，速度取值的大小直接影响着公路的效率和安全运营。目前，我国现行公路路线设计主要是采用基于设计速度的设计方法，并局部引入运行速度的概念，但在欧美等国家，基于运行速度的设计方法在公路路线设计中已得到广泛的应用。

1 设计速度设计法的缺陷

现行的公路路线设计方法是基于设计速度的。设计时，当公路功能、公路等级确定后，在满足汽车运动学和力学要求的前提下，是以一个恒定的设计速度作为基础控制参数，然后对照相应的技术标准确定出设计路段几何线形的指标采用值。

现行的方法容易理解和掌握，但设计速度仅控制了最低指标，在具体设计中设计者在指标采用时随意性较大，经常出现机械套用规范指标和参数的现象，却忽略了路线前后线形的均衡和与驾驶行为的一致性等问题，导致汽车在公路上实际的行驶速度与设计速度出现明显不一致性;而且，恒定的设计速度与动态变化的实际驾驶特征也存在许多偏差，甚至不符的情况。国内外大量研究和统计表明，这些在速度方面出现的问题是发生交通事故的主要诱因之一，成为公路交通安全潜在的隐患。

2 现行规范对运行速度的引入

现行规范采用的都是基于设计速度的设计法，但同时对采用运行速度的设计法提出了要求。JTG B01-2003公路工程技术标准在设计上引入了运行速度的概念，建议设计人员在设计速度变化路段、爬坡车道、超高等受限制路段用运行速度进行验算。JTG D20-2006公路路线设计规范第1.0.9条要求，设计速度不同的路段相衔接处、因条件制约使线形设计受限制的地段，宜采用运行速度进行检验，以改善平纵技术指标或采用必要的交通安全技术、管理措施;在规范相关章节对需采用运行速度进行检验的路段、技术指标等作了规定。《公路路线设计细则》(总校稿)第4.3.2条要求，公路路线设计应采用运行速度进行设计检验。

可见，采用运行速度的设计方法已渐行渐近，将逐渐成为适合我国公路设计的新方法。

3 运行速度设计法的设计理念

基于运行速度的设计法是对现行设计方法的发展和完善。由于运行速度能够体现汽车行驶对道路的动力学要求，更加直接地反映出不同公路线形对驾驶员驾驶行为和心生理特征的干扰，以及路侧环境、大型公路工点对速度的影响。通过测算设计路段上的运行速度，评价和分析路段上速度分布的连续性和协调性，达到动态检验与评价设计路线的各项技术指标的目的，其结果是力求保证设计线形、公路行驶环境的连续和协调。

运行速度设计法为公路设计中路线方案的优化与调整、具体技术参数的选取、完善交通设施设计等提供依据和合理地处治措施，避免驾驶特性与公路特征不匹配的现象，增强了公路后期行车的安全性;在设计中注重体现“以人为本”、服务于公路使用者的思想，突出强调路线安全设计这一理念。

4 运行速度设计法的发展现状与应用研究

在欧美等国家已广泛应用基于运行速度的公路设计方法。我国自2000年开始立专题开展适合我国交通运行特征和行驶特性的运行速度测算方法和设计标准的研究工作，并取得阶段性的研究成果。

经过多年的研究，已初步建立符合我国高速公路和双车道公路运行速度的应用模型，在2004年交通部颁布的《公路项目安全性评价指南》(简称《指南》)中提供了适用高速公路标准的具体计算和评价分析方法。目前，《高速公路运行速度设计方法与标准》已列入《公路项目安全性评价指南》，《运行速度指南》也在编制之中，已经初步建立符合我国高速公路和双车道公路运行速度的应用模型，具备了逐步推行使用的基础，待条件成熟后正式纳入《公路工程技术标准》。

采用运行速度法，首先要计算运行速度。运行速度可通过类似公路实地调查的运行速度累计分布曲线或运行速度预测模型来计算，这就要求，需要对我国的运行速度进行深入的调查，建立适合我国交通运行特征的路线运行速度设计方法和设计流程，以确保公路几何线形设计能够满足车辆实际行驶速度的要求，同时解决各设计要素之间的相容性问题。

目前，基于运行速度研究高速公路新的设计方法和设计流程的工作已通过多条典型高速公路的试设计、评价过程得以实施、总结和完善，逐渐形成适合我国高速公路设计的新方法。高速公路运行速度的应用模型、安全评价标准及设计方法已日趋成熟，可满足高速公路设计的要求，特别适用于设计速度为60 km/h，80 km/h，100 km/h的山区高速公路或部分一级公路(封闭)，包括新建公路、改扩建公路，甚至已建的公路项目。与此同时，适用于长大隧道内、互通式立交区间的运行速度应用模型、一级公路的运行速度应用模型和评价标准等尚在进一步的研究和总结中，双车道公路的运行速度研究也有一定的初步成果。

5 现行运行速度设计法的实际应用

目前，我国公路路线设计方法仍以设计速度法为主，再用运行速度进行必要的检验，尚未完全采用运行速度设计法。鉴于此，现阶段公路路线设计的主要步骤是:使用设计速度进行初始设计，采用运行速度对线形指标进行行车安全性检验，从而量化公路各项指标的合理性和运营后的安全性。

用运行速度检验是设计的必要条件，是设计中一个不可或缺的重要环节。将运行速度对路线状况的评价贯穿于整个公路设计的各个阶段，更加注重安全、舒适、快捷的交通服务需求。

该方法适应驾驶员心理、视觉和驾驶行为等实时变化，分析评价出驾驶特性与公路特征不匹配的路段，发现可能出现交通事故的设计盲点，为现阶段提高公路设计质量提供新的方法和途径。

6 结语

虽然现行公路路线设计仍采用设计速度法为主，但运行速度法已开始逐渐应用于公路路线设计的检验。运行速度设计法能够更好地体现车辆行驶的安全性和驾驶员的舒适性，可以获得连续、一致的均衡设计，贯彻了“以人为本、节约资源、保护环境”的设计原则，树立了“可持续发展”的指导思想。随着社会的发展进步，人民生活水平的逐渐提高，对公路的运输能力要求也越来越高，运行速度法的应用必将渐行渐近，逐渐成为适合我国公路设计的新方法。

［1］ JTG B01-2003，公路工程技术标准［S］.

［2］ JTG/T B05-2004，公路项目安全性评价指南［S］.

［3］ JTG D20-2006，公路路线设计规范［S］.

［4］ JTG/T D20-2009(总校稿)，公路路线设计细则［S］.