談運(yùn)行速度在路線方案比選中的應(yīng)用

屈 強(qiáng)

(中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司，陜西西安 710075)

0 引言

我國交通基礎(chǔ)設(shè)施不斷發(fā)展，公路建設(shè)取得了顯著成就。但我國道路交通事故仍存在高發(fā)、頻發(fā)、傷亡大、損失大等特點(diǎn)，事故率高出歐洲發(fā)達(dá)國家數(shù)倍之多，直接經(jīng)濟(jì)損失十分驚人。道路交通安全特別是高速公路交通安全備受全社會關(guān)注，給公路設(shè)計及建設(shè)提出了新的技術(shù)挑戰(zhàn)及考驗(yàn)。

安全性是公路設(shè)計追求的首要目標(biāo)和基本要求。公路作為一種帶狀建筑物，其線形是道路行車安全的基礎(chǔ)條件，路線設(shè)計自然成為公路設(shè)計的關(guān)鍵內(nèi)容，路線方案研究及比選是路線設(shè)計的重中之重。運(yùn)行速度理論的提出，為公路路線設(shè)計提供了更科學(xué)的理論依據(jù)。

1 運(yùn)行速度在我國的應(yīng)用環(huán)境分析

我國對運(yùn)行速度的研究晚于歐美發(fā)達(dá)國家，但公路建設(shè)者及專家學(xué)者積極結(jié)合我國國情，通過大量的實(shí)際調(diào)研、數(shù)據(jù)采集，也取得了豐碩的技術(shù)性成果。2004年9月，《公路項(xiàng)目安全性評價指南》給出了運(yùn)行速度計算方法和評價標(biāo)準(zhǔn)，是我國最早的關(guān)于運(yùn)行速度的標(biāo)準(zhǔn)性文件;2007年10月，新頒布的《公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計文件編制辦法》明確要求公路工程項(xiàng)目勘察設(shè)計中應(yīng)進(jìn)行運(yùn)行速度檢驗(yàn)。從此，運(yùn)行速度在我國公路設(shè)計過程中逐步被廣泛地應(yīng)用，我國公路設(shè)計方法有了一個新的開始?！耙匀藶楸荆踩辽稀背蔀楣吩O(shè)計新理念的核心思想后，運(yùn)行速度成為提高公路行車安全性的重要理論依據(jù)。

隨著運(yùn)行速度的深入研究及廣泛應(yīng)用，我國運(yùn)行速度測算軟件開發(fā)也取得了豐碩成果，迅速實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行速度測算程序化和模塊化的目的，如緯地運(yùn)行速度測算分析系統(tǒng)(HintV85)、金思路運(yùn)行速度計算分析系統(tǒng)，為運(yùn)行速度的實(shí)際應(yīng)用提供了技術(shù)保障。

2 路線方案的比選方法

2.1 比選思路

路線方案比選是公路設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，其目的在于選出技術(shù)指標(biāo)良好、使用性能較好、工程規(guī)模適中等綜合最佳的路線方案。在“安全至上”新理念的指導(dǎo)下，行車安全性成為了路線方案比選中更為關(guān)鍵的因素。運(yùn)行速度能夠科學(xué)反映路線線形的實(shí)際行駛速度，也是路線方案行車安全性的評價依據(jù)。復(fù)雜路段路線方案比選中引入運(yùn)行速度，分析未來道路線形汽車行駛速度的變化特性，利于選擇出行車安全性較高的路線方案。

路線方案布設(shè)及比選中采用運(yùn)行速度和設(shè)計速度相結(jié)合的方法。在設(shè)計速度理論基礎(chǔ)上，對有價值的路線方案進(jìn)行路線線形設(shè)計，并對各路線方案進(jìn)行運(yùn)行速度測算，依據(jù)運(yùn)行速度分布圖分析行車速度的變化特性，判斷各方案路線線形的行車安全性，在工程規(guī)模增加不大的情況下，盡量選擇運(yùn)行速度連續(xù)性好、行車安全性較好的路線方案。

2.2 比選方法

運(yùn)用運(yùn)行速度進(jìn)行路線方案比選是一個反復(fù)的過程。具體方法如下:

1)根據(jù)復(fù)雜路段的地形地質(zhì)條件，分析有價值的路線走向。并依據(jù)設(shè)計速度，靈活選擇線形指標(biāo)，布設(shè)路線方案。2)借助運(yùn)行速度測算相關(guān)軟件，對布設(shè)的路線方案進(jìn)行運(yùn)行速度測算，繪制運(yùn)行速度分布圖。3)依據(jù)《公路項(xiàng)目安全性評價指南》的標(biāo)準(zhǔn)，分析各路線方案運(yùn)行速度的連續(xù)性和協(xié)調(diào)性，評價路線線形的行車安全性。4)對運(yùn)行速度連續(xù)性和協(xié)調(diào)性差的路線方案，分析引起運(yùn)行速度劇變的技術(shù)原因，并結(jié)合地形地質(zhì)條件，進(jìn)一步優(yōu)化路線線形設(shè)計。5)對優(yōu)化了的路線方案，重新進(jìn)行運(yùn)行速度測算，重復(fù)2)～4)。6)當(dāng)運(yùn)行速度連續(xù)性和協(xié)調(diào)性較差的路線方案，由于受地形地質(zhì)等條件限制，沒有進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整的條件時，必須針對該方案的運(yùn)行速度特點(diǎn)，制定有效的安全處置方案。7)當(dāng)所有路線方案均沒有優(yōu)化的條件時，依據(jù)各方案的運(yùn)行速度分布圖，綜合分析比較最終各路線方案的運(yùn)行速度連續(xù)性和協(xié)調(diào)性，預(yù)判未來道路的行車安全性。并綜合工程規(guī)模及安全處置方案，盡量選擇工程規(guī)模適中、運(yùn)行速度連續(xù)性和協(xié)調(diào)性較好、利于行車安全的路線方案。路線方案比選流程圖見圖1。

圖1 路線方案比選流程圖

2.3 實(shí)例應(yīng)用

以某高速公路B路段方案比選為例說明路線方案比選的方法及過程。設(shè)計中結(jié)合地形、地質(zhì)及沿線規(guī)劃等因素布設(shè)了方案Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三個路線方案，經(jīng)多次優(yōu)化后，三個方案運(yùn)行速度情況見圖2。

由圖2可知:方案Ⅱ運(yùn)行速度變化頻繁且變化幅度大。如K14+000～K16+300路段，因平曲線半徑由2 500 m減小到750 m，且出現(xiàn)了3.8%的大縱坡，小客車運(yùn)行速度最大值為120 km/h，最小值為89 km/h，|⊿V85|=31 km/h，而且運(yùn)行速度變化大，變化急劇，說明該方案小客車行駛速度的連續(xù)性差;大貨車運(yùn)行速度最大值為75 km/h，最小值為48 km/h，|⊿V85|=27 km/h，運(yùn)行速度變化較大，雖總體比小客車運(yùn)行速度變化緩慢，但在K16+300～K18+800路段出現(xiàn)550 m～800 m的小半徑平曲線，運(yùn)行速度比方案Ⅰ，Ⅲ變化快，說明該方案大貨車行駛速度的連續(xù)性也不良。因此，方案Ⅱ運(yùn)行速度連續(xù)性差，線形不利于行車安全，在K12+000～K14+000路段及K16+000～K17+000路段，需設(shè)置強(qiáng)制減速或限速裝置。

圖2 各方案運(yùn)行速度分布圖

方案Ⅰ運(yùn)行速度變化幅度稍小。小客車運(yùn)行速度僅在K17+000～K18+800路段因550 m～800 m的小半徑出現(xiàn)較大變化，最大值為120 km/h，最小值為97 km/h，|⊿V85|=23 km/h;大貨車運(yùn)行速度在K13+900～K15+000路段因3.8%大縱坡和K17+000～K18+800路段因550 m～800 m的小半徑分別發(fā)生較大變化。因此，方案Ⅰ運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性稍差，線形不利于行車安全。K13+800～K15+100路段需設(shè)置安全駕駛提示標(biāo)志，K16+200～K17+100路段需設(shè)置減速或限速裝置。

方案Ⅲ運(yùn)行速度變化幅度最小，小客車運(yùn)行速度最大值為120 km/h，最小值為111 km/h，|⊿V85|=9 km/h;大貨車運(yùn)行速度最大值為75 km/h，最小值為69 km/h，|⊿V85|=6 km/h，因此，方案Ⅱ運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性良好，線形的行車安全性較好，需要的安全設(shè)置少。

由此可見，各方案運(yùn)行速度分布和變化情況如實(shí)反映了線形指標(biāo)的變化情況，客觀反映了車輛行車速度的連續(xù)性，充分反映了未來道路的行車安全性。再結(jié)合工程規(guī)模及施工條件等因素，選擇推薦了路線方案Ⅲ。

3 結(jié)語

目前，公路路線方案比選主要從地方建設(shè)規(guī)劃、路網(wǎng)規(guī)劃、工程規(guī)模及投資等角度進(jìn)行的，適當(dāng)?shù)乜紤]了環(huán)境保護(hù)、行車安全等因素，但未能系統(tǒng)科學(xué)地使行車安全因素數(shù)量化、具體化。運(yùn)行速度的理論科學(xué)性以及在公路線形安全評價中的作用，已經(jīng)被公路建設(shè)者及設(shè)計者所重視，但還沒有完全地應(yīng)用在路線方案比選中。運(yùn)行速度在路線設(shè)計、路線方案比選中的應(yīng)用，還需隨運(yùn)行速度的深入研究進(jìn)一步地討論完善。

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