可能速度及其在公路線形設計中的應用

龐戰(zhàn)勇

【摘 要】作為一條三維帶狀工程構造物，公路工程線形組成部分主要包括平面與縱斷面。因公路線形設計中設計速度存有局限性，為確保公路線形與汽車行駛特性需求相符，必須重視線形設計內平、縱面組合的合理性。針對公路線形設計實際情況，本文提出了可能速度與其在公路線形設計中的應用方式，目的是作為一種線形設計評價方式，對公路平、縱面線形設計質量的檢查，為路線設計指標取值提供依據(jù)，以此對汽車超速行駛加以有效控制，達到降低交通事故率，行車安全性能提升的目的。

【關鍵詞】可能速度 公路工程 線形設計 概念 設計方法 應用

1可能速度的概念

汽車行駛于公路時，按照公路幾何條件與汽車動力性能，司機可對行駛速度加以控制。在條件允許時，司機通常都會高速行駛。如具有較高線形指標直線路段或大半徑平、豎曲線路段，汽車實際行駛速度往往在設計速度以上。在較低線形指標陡坡路段或半徑較小的平、曲線路段，司機往往傾向于來不及減速而大于設計速度行駛。其結果為超速行駛，致使公路幾何設計指標在符合現(xiàn)行技術指標的基礎上，卻事故頻發(fā)。為降低車輛安全事故率，需合理引入可能速度，通過可能速度分析公路線形設計是否合理、規(guī)范。

可能速度是指在良好氣候條件與交通環(huán)境中，汽車行駛的影響因素只有公路自身線形條件，技術嫻熟的司機駕駛車輛順著公路行駛時可能達到的速度。該定義內氣候條件良好是指平整、干凈的路面，此定義內對積雪、結冰等情況不做考慮；交通環(huán)境良好是指自由流行駛狀態(tài)，對交叉口、行人等情況不做考慮。在公路寬度、視距符合相關規(guī)定的情況下，司機駕駛車輛能夠達到的最大速度，該情況下需對上坡加減速換擋、下坡加速換擋等行為加以考慮；司機技術嫻熟是指能夠確保最高速度行駛，但不存在冒險行為。

如選取可能速度評價公路線形設計內的線形，需對幾何要素指標取值的合理性、相鄰技術指標的均衡性、平縱組合的協(xié)調性進行全面檢查。有針對性地加以修整，并為超高值、斷面寬度、行車視距等參數(shù)的確定提供依據(jù)，進而從本質上有效處理設計速度帶來的問題，為實現(xiàn)公路線形設計連續(xù)性、協(xié)調性與安全性提供可靠保障。

2應用可能速度的線形設計方法

2.1設計步驟

將現(xiàn)行公路線形設計方法作為前提，增加應用可能速度預測模型預測設計路段可能速度的步驟，以此對線路初定指標進行詳細檢查，其步驟（圖1）主要包括以下幾點：

（1）設計速度選定，并與地形條件初定路線平、縱面指標相結合；

（2）初定平、縱技術指標；

（3）根據(jù)規(guī)范線形設計規(guī)定對初定路線進行檢查與修改；

（4）分別預測上、下行并進行可能速度圖準確繪制；

（5）根據(jù)可能速度規(guī)定對初定路線進行檢查與修改；

（6）路線各技術指標的確定及相關設施布設。

2.2設計特點

第一，選取可能速度線形設計評價方法無需改變現(xiàn)行方法，只需將可能速度檢查、修正過程增添到現(xiàn)行方法內。

第二，選取改變平、縱技術指標，確保突變、平順等問題不出現(xiàn)于可能速度圖內，也可根據(jù)設想對可能速度圖進行平順修正，以此對平、縱選用指標進行反算。

第三，選取設計速度和可能速度同時存在的方式，不僅能夠對汽車行駛力學相關需求加以滿足，還能對汽車動力學需求加以滿足。

第四，選取可能速度線形設計方法，利用改變線形設計指標，對汽車最高可能速度加以控制，這有利于行車安全。

第五，以線形評價與控制為主分析，如公路設計速度每小時大于等于60千米，可遵循小客車的可能速度設計；如公路設計速度每小時小于等于40千米，需根據(jù)載重汽車的可能速度設計。

3可能速度在公路線形設計中的應用

3.1擬建與已建公路中的應用

擬建公路：在擬建公路中運用可能速度，也就是在公路設計環(huán)節(jié)，將可能速度引入，檢查、修正公路線形設計，以此實現(xiàn)連續(xù)、均衡與協(xié)調的需求，進而對車輛超速行駛加以控制，并避免速差過大造成的危害，盡可能降低交通事故率。可能速度在擬建公路中，需嚴格遵循初定路線平、縱線形要素，通過可能速度預測模型計算獲取。可能速度不僅要對公路線形設計進行全面檢查、修正，還要為超高、視距等設計提供可靠依據(jù)。

已建公路：建成通車運輸養(yǎng)護管理期為已建公路所處階段，可能速度在改建該公路或重新設置交通安全標志中起到指導作用。可能速度在已建公路內需按照原設計文件內的路線平、縱線性因素，由可能速度預測模型計算取得。

3.2為公路線形設計檢查和修改提供依據(jù)

第一，通過可能速度圖的線形設計檢查。作為一條連續(xù)曲線圖，可能速度圖內需具備相關信息資料，如里程樁號、平曲線示意圖等。在可能速度圖內可及時找出線形設計存有問題的地方，為正確修改提供依據(jù)。該檢查方式更為直接、有效。

第二，通過可能速度圖的線形修改。如線形設計存有問題需做修改，可通過以下方式修改，具體如下：

其一修改線形要素技術指標改變速度。通過圓曲線半徑、縱坡值等修改，可達到可能速度曲線變化的目的，進而將原線形設計存有問題消除。

其二根據(jù)設想將可能速度圖直接進行修改，以此將原線形設計存有問題消除。根據(jù)修改過的可能速度進行線形要素指標的再次確定。如根據(jù)可能速度對圓曲線半徑、超高值進行反算等。

3.3其他設計與沿線設施設計

（1）確定超高值。設計速度確定的圓曲線超高值因超速行駛，導致其超高值與設計需求不符，存有偏低現(xiàn)象，進而增加事故率。如將可能速度作為超高值確定的依據(jù)，可增加其合理性，減少交通事故發(fā)生機率。但必須有效控制最大超高值，通常設置于標準規(guī)定值以下。

（2）確定行車視距。停車、超車、會車與錯車視距為規(guī)定的行車視距。行車視距和行駛速度息息相關，如具有較低行駛速度，要求其具備較短視距。當以設計速度對行車視距加以確定，車輛超速行駛過程中，極易產(chǎn)生視距過短現(xiàn)象，進而增加行車危險性。當以可能速度對行車視距加以確定，則可避免以上問題的產(chǎn)生。

（3）確定斷面寬度。公路橫斷面具有較多構成部分，行車道、中間帶、路肩等為正線路段橫斷面的主要構成部分。如具有較低行駛速度，無需較寬安全凈距寬度。如車輛行駛過程中存有超速現(xiàn)象，極易產(chǎn)生安全凈距過短現(xiàn)象，進而對車輛行駛安全性造成嚴重影響?；诖?，可按照可能速度對橫斷面構成部分的寬度加以確定。

（4）確定爬坡車道位置與長度。載重汽車爬坡時，如路段具有較大縱坡，必須對坡度阻力加以克服，這種情況下需降低行車速度，進而增加了載重車和小客車之間的速度差，間接增加了超車頻率，最終導致交通事故率驟增。除此之外，車輛混合行駛時因具有較大速差，將對快車行駛自由度造成嚴重影響，降低通行能力。為對以上問題進行有效處理，需將載重汽車行駛的專用車道增設于陡坡路段上坡方向行車道右側，從主線車流內將載重汽車分離出現(xiàn)，此為爬坡車道。爬坡車道通常設置于2種情況下，如載重汽車在上坡方向時，其行駛速度低于表1容許最低速度；或路段設計通行能力在設計小時交通量以下時設置。

4結語

綜上所述，可能速度是在良好的氣候條件與交通環(huán)境下，汽車行駛的影響因素只有公路自身幾何條件，技術嫻熟的司機駕駛車輛順著公路行駛時可能達到的速度，被叫做可能速度。在可能速度線形設計應用中其基礎前提為現(xiàn)行設計方式，通過可能速度預測流程的增加，可對初定路線平、縱線形指標加以檢查、修改，實現(xiàn)可能速度圖變化的連續(xù)性、均衡性。并為其他技術指標確定及沿線設施合理設置提供可靠依據(jù)。作為公路線形設計應用中的一種全新方式，可能速度在公路線形設計中的合理運用，可有效處理公路線形設計質量與安全問題，實現(xiàn)公路工程事業(yè)的快速發(fā)展。

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