谈运行速度在路线方案比选中的应用

屈 强

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安 710075)

0 引言

我国交通基础设施不断发展，公路建设取得了显著成就。但我国道路交通事故仍存在高发、频发、伤亡大、损失大等特点，事故率高出欧洲发达国家数倍之多，直接经济损失十分惊人。道路交通安全特别是高速公路交通安全备受全社会关注，给公路设计及建设提出了新的技术挑战及考验。

安全性是公路设计追求的首要目标和基本要求。公路作为一种带状建筑物，其线形是道路行车安全的基础条件，路线设计自然成为公路设计的关键内容，路线方案研究及比选是路线设计的重中之重。运行速度理论的提出，为公路路线设计提供了更科学的理论依据。

1 运行速度在我国的应用环境分析

我国对运行速度的研究晚于欧美发达国家，但公路建设者及专家学者积极结合我国国情，通过大量的实际调研、数据采集，也取得了丰硕的技术性成果。2004年9月，《公路项目安全性评价指南》给出了运行速度计算方法和评价标准，是我国最早的关于运行速度的标准性文件;2007年10月，新颁布的《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》明确要求公路工程项目勘察设计中应进行运行速度检验。从此，运行速度在我国公路设计过程中逐步被广泛地应用，我国公路设计方法有了一个新的开始。“以人为本，安全至上”成为公路设计新理念的核心思想后，运行速度成为提高公路行车安全性的重要理论依据。

随着运行速度的深入研究及广泛应用，我国运行速度测算软件开发也取得了丰硕成果，迅速实现了运行速度测算程序化和模块化的目的，如纬地运行速度测算分析系统(HintV85)、金思路运行速度计算分析系统，为运行速度的实际应用提供了技术保障。

2 路线方案的比选方法

2.1 比选思路

路线方案比选是公路设计的重要环节，其目的在于选出技术指标良好、使用性能较好、工程规模适中等综合最佳的路线方案。在“安全至上”新理念的指导下，行车安全性成为了路线方案比选中更为关键的因素。运行速度能够科学反映路线线形的实际行驶速度，也是路线方案行车安全性的评价依据。复杂路段路线方案比选中引入运行速度，分析未来道路线形汽车行驶速度的变化特性，利于选择出行车安全性较高的路线方案。

路线方案布设及比选中采用运行速度和设计速度相结合的方法。在设计速度理论基础上，对有价值的路线方案进行路线线形设计，并对各路线方案进行运行速度测算，依据运行速度分布图分析行车速度的变化特性，判断各方案路线线形的行车安全性，在工程规模增加不大的情况下，尽量选择运行速度连续性好、行车安全性较好的路线方案。

2.2 比选方法

运用运行速度进行路线方案比选是一个反复的过程。具体方法如下:

1)根据复杂路段的地形地质条件，分析有价值的路线走向。并依据设计速度，灵活选择线形指标，布设路线方案。2)借助运行速度测算相关软件，对布设的路线方案进行运行速度测算，绘制运行速度分布图。3)依据《公路项目安全性评价指南》的标准，分析各路线方案运行速度的连续性和协调性，评价路线线形的行车安全性。4)对运行速度连续性和协调性差的路线方案，分析引起运行速度剧变的技术原因，并结合地形地质条件，进一步优化路线线形设计。5)对优化了的路线方案，重新进行运行速度测算，重复2)～4)。6)当运行速度连续性和协调性较差的路线方案，由于受地形地质等条件限制，没有进一步优化调整的条件时，必须针对该方案的运行速度特点，制定有效的安全处置方案。7)当所有路线方案均没有优化的条件时，依据各方案的运行速度分布图，综合分析比较最终各路线方案的运行速度连续性和协调性，预判未来道路的行车安全性。并综合工程规模及安全处置方案，尽量选择工程规模适中、运行速度连续性和协调性较好、利于行车安全的路线方案。路线方案比选流程图见图1。

图1 路线方案比选流程图

2.3 实例应用

以某高速公路B路段方案比选为例说明路线方案比选的方法及过程。设计中结合地形、地质及沿线规划等因素布设了方案Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三个路线方案，经多次优化后，三个方案运行速度情况见图2。

由图2可知:方案Ⅱ运行速度变化频繁且变化幅度大。如K14+000～K16+300路段，因平曲线半径由2 500 m减小到750 m，且出现了3.8%的大纵坡，小客车运行速度最大值为120 km/h，最小值为89 km/h，|⊿V85|=31 km/h，而且运行速度变化大，变化急剧，说明该方案小客车行驶速度的连续性差;大货车运行速度最大值为75 km/h，最小值为48 km/h，|⊿V85|=27 km/h，运行速度变化较大，虽总体比小客车运行速度变化缓慢，但在K16+300～K18+800路段出现550 m～800 m的小半径平曲线，运行速度比方案Ⅰ，Ⅲ变化快，说明该方案大货车行驶速度的连续性也不良。因此，方案Ⅱ运行速度连续性差，线形不利于行车安全，在K12+000～K14+000路段及K16+000～K17+000路段，需设置强制减速或限速装置。

图2 各方案运行速度分布图

方案Ⅰ运行速度变化幅度稍小。小客车运行速度仅在K17+000～K18+800路段因550 m～800 m的小半径出现较大变化，最大值为120 km/h，最小值为97 km/h，|⊿V85|=23 km/h;大货车运行速度在K13+900～K15+000路段因3.8%大纵坡和K17+000～K18+800路段因550 m～800 m的小半径分别发生较大变化。因此，方案Ⅰ运行速度协调性稍差，线形不利于行车安全。K13+800～K15+100路段需设置安全驾驶提示标志，K16+200～K17+100路段需设置减速或限速装置。

方案Ⅲ运行速度变化幅度最小，小客车运行速度最大值为120 km/h，最小值为111 km/h，|⊿V85|=9 km/h;大货车运行速度最大值为75 km/h，最小值为69 km/h，|⊿V85|=6 km/h，因此，方案Ⅱ运行速度协调性良好，线形的行车安全性较好，需要的安全设置少。

由此可见，各方案运行速度分布和变化情况如实反映了线形指标的变化情况，客观反映了车辆行车速度的连续性，充分反映了未来道路的行车安全性。再结合工程规模及施工条件等因素，选择推荐了路线方案Ⅲ。

3 结语

目前，公路路线方案比选主要从地方建设规划、路网规划、工程规模及投资等角度进行的，适当地考虑了环境保护、行车安全等因素，但未能系统科学地使行车安全因素数量化、具体化。运行速度的理论科学性以及在公路线形安全评价中的作用，已经被公路建设者及设计者所重视，但还没有完全地应用在路线方案比选中。运行速度在路线设计、路线方案比选中的应用，还需随运行速度的深入研究进一步地讨论完善。

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［4］Federal Highway Administration，interactive Highway Safety Design.Mode(IHSDM)，Washington.D.C，1995.

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