公路线形优化设计总结
公路线形是车辆运行的直接载体,一旦确定,无论优劣,都很难改变,高速公路尤其如此。
这就要求公路设计者应特别重视线形设计质量,任何一个不安全的指标、一个不良的组合设计都可能形成交通安全隐患,设计者必须认识到所绘制的每条线不仅是几何线,还是经济线、能源线、环境线,更是生命线。
以往,我们已经认识到长直线接小半径等不利线形组合是车辆运行安全的隐患,但受设计车速体系制约,该问题一直无法定量化。
运行车速理论提供了解释和解决该类问题的方法。
有关研究显示,大量的公路交通事故是由相邻路段较大的运行车速差导致,当相邻路段运行车速差超过某一限值时,路段存在运行安全隐患,而运行车速理论的核心就是通过改善相邻路段指标组合,降低容许运行车速差,从而消除安全隐患。
运行速度作为公路安全设计的主要指标,将指导我国公路设计工作更加关注“以人为本,注重安全”等新理念,以期在设计阶段就消除隐含的一些安全隐患,体现动态设计、考虑驾驶行为。
所以根据基本的平、纵、横设计数据,进行运行速度测算分析;以分析结果指导路线设计与优化,将逐渐成为我国公路设计工作(流程)中不可或缺的重要一环。
01
运行速度的定义及路段划分
运行车速是在单元路段上车辆的实际行驶速度。
因不同车辆在行驶过程中可能采用不同车速,通常按统计学中测定的从高速到低速排列第85个百分点对应的车辆行驶速度作为运行车速。
有别于设计车速的人为规定,运行车速是一个统计学指标,是单元路段车辆实际行驶速度。
因此,运行速度的定义:是指在特定路段(无横向干扰等)上,在干净、潮湿条件下,在自由流的情况下,85%的驾驶员行车不会超过的行驶速度,简称V85。
运行车速计算之前,首先要对路线进行单元路段划分,通过《公路项目安全性评价指南》中的预测模型公式计算出单元路段
),然后根据各单元路段特征点的运行速特征点的运行速度(v
85
)进行评价,最后按评价结果指导路线线形最优设度之差(△v
85
计。
路线单元路段通常划分为直线段、纵坡段、小半径组合段、弯坡组合段、短直线段等路段类型。
直线段是指路线纵坡小于3%的直线段或曲线半径大于1000m 且纵坡小于3%的曲线段。
小半径组合段是指曲线半径小于等于1000m且纵坡小于3%的曲线段。
纵坡段是指路线纵坡大于等于3%的直线段或曲线半径大于1000m且纵坡大于等于3%的曲线段。
弯坡组合段是指路线曲线半径小于等于1000m且纵坡大于等于3%的曲线段。
短直线段是指曲线半径小于等于1000m的两曲线之间直线长度小于200m的路段。
02
运行速度的测算
2.1直线段运行速度的测算
《公路项目安全性评价指南》中直线段运行速度的测算是采
=,式中:
用匀加速稳定运行模型,其公式为:v
s
——直线段终点处的运行速度(m/s);
v
s
——直线段起点处的初始运行速度(m/s);
v
2.2小半径组合段运行速度的测算
2.3纵坡段运行速度的测算
《公路项目安全性评价指南》中纵坡段运行速度的测算是功率重量比P标定模型和图表修正法,根据前一段测算的运行速度加上纵坡段长度乘以04表对应的单位修正数,即可测算出纵坡段终点处的运行速度。
表04纵坡下各车型运行速度的修正
2.4弯坡组合段运行速度的测算
2.5
短直线段运行速度的测算按直线段运行速度的测算方法进行测算。
03
运行速度的评价标准
评价指标是采用相邻路段运行速度的差值△v
85。
∣<10km/h:运行速度协调性好。
∣△v
85
∣为10~20km/h:运行速度协调性较好。
条件允许时∣△v
85
尽量调整相邻路段技术指标,使运行速度的差值小于或等于10km/h。
∣>20km/h:运行速度协调性不良。
相邻路段应重新调∣△v
85
整平、纵面设计。
04
运行速度的安全性检验
同一路段设计计速度与运行速度的差值大于20km/h时,应对该路段进行安全性检验,如平曲线半径、缓和曲线长度、最小直
计算值调整相应的技术线长度、停车视距等的检验,合理运用v
85
指标,或增加爬坡车道、紧急停车带、紧急避险车道等必要的措施,从而达到安全行车的目的。
对于线形确实难以调整的特殊困难路段(如老路改造,若调整线形将导致大量废弃工程时),则应采取以下安全性措施:1)改善视距,增加线形诱导标志,使驾驶人主动提前减速;
2)增设限速标志,设置减速振荡线,迫使驾驶人被动减速;
3)加大曲线超高,降低以较高速度行驶车辆的风险。
05
结束语
运行车速理论具有充分顾及交通安全的人性化特点、保证线形与实际运行车速紧密协调的优势,是我国公路设计理论和体系的发展方向,因此,按设计车速理论进行设计的过程中,应开展运行车速安全性检验工作,从而提高路线线形设计质量。