姚海波

摘 要：在公路建设中，公路路线设计是各专业设计的基础，而目前公路线形设计主要是以设计速度作为依据，为确保公路建设的安全性，本文主要介绍采用运行速度协调性来检验和评价公路路线设计的安全性，以此来优化公路设计线形。

关键词：道路线形;运行速度;安全评价

中图分类号：U412.3 文献标识码：A

0 引言

根据《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）、《公路路线设计规范》（JTG D20-2017），现行公路设计方法中以设计速度作为确定几何线形的核心因素，从而确定道路的平纵曲线半径、超高、纵坡、视距等技术指标。但设计速度是一个固定值，驾驶员总是倾向于在条件允许的情况下采用较高的速度，这就形成了设计指标与实际行驶速度所要求线形指标之间的矛盾，对公路运行的安全性存在不利影响。我国交通运输部颁布的《公路项目安全性评价规范》（JTG B05-2015）提出采用运行速度为公路线形设计提供辅助，检验设计指标的合理性。

1 运行速度的概念和评价标准

运行速度是指交通处于自由流状态，且天气良好时，在路段特征点上测定的第85个百分位上的车速。相关调查研究表明，上车辆的行驶速度一般呈正态分布，而采用运行速度V85是考虑到绝大多数驾驶员的交通心理需求。因此采用基于运行速度的公路路线设计可使视距、超高、曲线半径、纵坡等要素相互协调一致，达到连续、一致的均衡设计。

2 运行速度的计算和评价标准

（1）运行速度的计算。确定运行速度是评价公路平纵线形指标合理性和判断设计速度与运行速度协调性的前提和基础。《公路项目安全性评价规范》（JTG B05-2015）附录（B）提供了运行速度的计算方法：

第一步：按照附录（B）中单元划分原则将公路划分为平直路段、平曲线路段、纵坡路段、弯坡组合路段等分析单元。

第二步：确定路段第一个分析单元的起点初始运行速度V0，然后根据行车方向和分析单元对应的运行速度预测模型及修正方法，计算出第一个分析单元末端的运行速度V85，并以此作为第二个分析单元的初始速度，接着代入第二个分析单元对应的计算公式计算出该单元末端的运行速度，并以此方法依次迭代计算直到最后一个分析单元。

平直路段终点的运行速度模型宜按照式（式1-1）确定。

式中：vout——平直路段终点速度（km/h）;vin——平直路段起点速度（km/h）;s——平直路段长度（m）;a——车辆加速度（m/s2），按（式1-2）计算：

——最大加速度（m/s2）;——最小加速度（m/s2）;——期望速度（km/h）。

第三步：公路干扰修正。

有平面交叉口、有路侧干扰、部分控制出入的路段，需根据路侧干扰和平面交叉口密度情况，对分析单元运行速度进行修正。

路侧干扰情况宜用路侧冲突等级来量化路侧冲突的严重程度，根据分析单元的路侧冲突等级，选择相应的影响系数对运行速度进行修正。

平面交叉口密度则根据分析单元的当量化平面交叉口密度，选择相应的影响系数对运行速度进行修正。

修正后，即为最终分析单元的运行速度。

（2）运行速度的评价标准。运行速度评价主要包括运行速度协调性评价和设计速度与运行速度一致性评价。

1）运行速度协调性评价。运行速度协调性评价是对相邻路段的运行速度的差值进行评价，相邻路段是指平面、纵断面、横断面指标或设计速度不同的相接路段。评价标准采用相邻路段运行速度差值的绝对值|ΔV85|及运行速度梯度的绝对值|ΔIV|，评判如下：

|ΔV85|<10 km/h且|ΔIV|≤10 km/（h·m）：运行速度协调性好。

10 km/h≤|ΔV85|<20 km/h且|ΔIV|≤10 km/（h·m）：运行速度协调性较好。相邻路段为减速时，宜对相邻路段平纵面设计进行优化，或采取安全措施。

|ΔV85|≥20 km/h或且|ΔIV|>10 km/（h·m）：运行速度协调性不良。相邻路段为减速时，应调整相邻路段平纵面设计;当调整困难时，应采取安全措施。

2）设计速度与运行速度一致性评价。设计速度与运行速度一致性评价是对同一路段的设计速度与运行速度的差值进行评价。同一路段是指设计速度、平纵面技术指标及横断面相同的路段。当同一路段设计速度与运行速度的差值大于20 km/h，应根据运行速度对该路段的相关技术指标进行评价。

3 应用运行速度优化线形的工程实例

（1）工程概况。江苏省苏中地区一条东西向干线公路改扩建项目，设计标准为双向六车道一级公路，K0+000～K12+700路段设计速度采用100 km/h，路基宽度为44.5 m，K12+700～K16+400路段设计速度采用80 km/h，路基宽度为65 m。

（2）运行速度计算。根据项目设计文件，首先对项目进行路段划分，分别得到直线段、纵坡段、平曲线段、互通式立体交叉路段等共26个分析单元。第一个分析单元的起点初始运行速度V0根据设计速度采用《公路项目安全性评价规范》规定值，即V0小=100 km/h，V0大=75 km/h，期望速度采用Ve小=120 km/h，Ve大=80 km/h。互通式立體交叉主线路段的运行速度需在不考虑互通式立体交叉分析单元的运行速度预测值基础上进行折减，其中小型车折减值为-8 km/h，大型车折减值为-5 km/h。本工程K0+000～K12+700路段两侧多为农田，路侧等级取作0级，影响系数为1.0;K12+700～K16+400路段两侧有稀落的农舍，且有少量行人出入，路侧等级取作1级，影响系数为0.91。全线主要设置14处平面交叉，分别计算相应分析单元的当量化平面交叉口密度，按《公路项目安全性评价规范》规定的影响系数表对运行速度进行相应的修正。

（3）运行速度评价：

1）相邻路段运行速度协调性。运行速度检验结果表明：本项目K12+700.000～K13+240.000路段的相邻路段运行速度差值的绝对值|ΔV85|=27.18 km/h>20 km/h，|ΔIV|≤10 km/（h·m），运行速度协调性不良。因此在施工图设计阶段，本路段建议调整线形，若条件受限，在对应位置应采取合理的交通安全管理措施，设置警示标牌等提醒驾驶员注意安全。

2）大小车运行速度协调性。本项目大小车运行速度差值的绝对值|ΔV85|=20 km/h，大小车运行速度协调性较差，因此建议采用分车型车道分配方式，设置门框式交通标志和地面标志文字，提醒大车驾驶员沿外侧车道行驶，小车驾驶员沿内侧车道行驶，减少大小车之间的相互干扰。

3）运行速度与设计速度一致性。小车运行速度与设计速度100 km/h的差值均小于等于20 km/h，本项目运行速度与设计速度一致性良好。

4 结语

综上所述，运行速度在进行公路路线设计中的优势是十分明显的，本文以现行《公路项目安全性评价规范》为依据，结合实际应用情况，阐述了基于运行速度的公路路线设计安全性评价方法及步骤，从而可以辅助优化以设计速度为基础的公路线形设计，从设计源头上减少安全隐患，保证车辆能够以较高的速度安全、连续的行驶。希望通过本文的阐述，能够让更多的工程设计人员了解到采用运行速度的优势所在，能够为建设平安公路贡献一份力量。

参考文献：

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[2]JTGB05-2015，公路项目安全性评价规范[S].

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