运行速度检验在山区公路设计中的应用
随着我国经济的迅速发展，我国高速公路步入了一个蓬勃发展的阶段。截至2010年底，全国公路网总里程达到398.4万公里。公路是车辆的载体，公路线形的好坏，会直接影响车辆行驶的安全性，在山区更是如此。由于地形、地质条件复杂，环境条件特殊，路线设计更为困难，经常出现长大连续纵坡。由于运行速度是各线形指标综合作用的结果，因此研究运行速度的连续性对长大连续纵坡设计具有很大的实用意义。
1、公路的车速设计
当前,设计速度是公路设计的一个重要指标,然而汽车在公路上实际运行的速度不可能总是设计速度,汽车的行驶速度受驾驶人、车况、路况以及自然条件等因素的影响而不断的变化,这就需要从车辆的实际运行速度来考虑公路的线形设计,从而不断改进公路设计观念。1车辆行驶特性的分析道路设计的目的是尽量满足汽车的行驶要求,所以道路线形设计必须符合汽车的行驶特性,在保证汽车行驶力学要求的基础上,充分考虑驾驶员视觉和心理方面的要求,注意公路线形设计,尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。我国道路线形设计的现行规范是以设计速度作为设计的基本依据。
2、运行车速理论的引入
2.1运行车速理论
运行速度又称行驶速度，是指在良好的气候条件和正常的交通条件下，一般驾驶员驾驶汽车沿某条道路 行驶时实际采用的车速。1994年美国 AASHTO（美国各州公路与运输工作者协会）制定的公路线形设计政策当中虽然采用的还是设计速度法，但它采用运行速度来辅助评价公路的线形设计质量。近年来，采用运行速度来设计评价公路线形质量己经得到了很多西方国家（例如澳大利亚、瑞士、瑞典等）的重视和应用。汽车在路段上行驶时的车速各异，不同的驾驶员驾驶相同的汽车运行时车速也不同，即使相同的驾驶员驾驶相同的汽车也会因驾驶员的心理状况、汽车的状况、道路的状况而车速不同，另外货车和小客车的运行速度也是不同的。运行车速理论正是从这种实际行驶状态出发，针对不同的车型，通过降低相邻路段的容许速度差，以及相邻路段所能提供的不同容许速度的级差控制，达到线形协调，消除安全隐患的目的。运行车速理论并不关注局部路段线形指标的高低，甚至这个指标是否突破规范底线都不重要，而是注重从车辆性能和驾驶人行为的实际出发，充分保证路线线形与实际行驶速度的协调。
2.2运行车速理论的核心
相关研究显示，在公路上行驶的驾驶人是根据自己对车辆性能的了解和对前方公路线形及路况等的直觉判断来调整车速。他们不清楚也不必要清楚行驶路段的设计速度。运行车速理论的核心正是从这种实际行驶状态出发，针对不同车型通过降低相邻路段的容许速度差，也即通过相邻路段所能提供的不同容许速度的级差控制，达到线形协调，消除安全隐患的目的。运行车速理论并不大关注局部指标的高低，甚至这个指标是否突破规范要求底线都不重要。路段运行车速主要受驾驶人行为、车辆状况和公路状况三方面因素影响。
（1） 驾驶人行为
驾驶人在公路的直线段和曲线段行车，会采取不同的驾驶行为。在直线段和半径大于临界半径的曲线段（当曲线半径大于某一临界值R0时，其对车速影响可以忽略，以下简称R0为“临界半径”），驾驶人的行为取决于路段长度、初速度和车辆加速性能。若路段很短，则保持初速度；在较长路段上则会加速直至终速（以下称“直线段运行车速”，对应不同初速度有不同的直线加速特性），然后一直以这一速度行驶。驾驶人在到达曲线后，若曲线半径大于临界半径，则作为直线处理；若小于临界半径，则会在回旋线内减速，直至到达其认为对前方圆曲线安全的速度（以下简称“曲线段运行速度”），并保持该速度匀速行驶。如此循环往复，驾驶人则始终以自己感觉“安全”的速度行驶。
（2）车辆状况
不同车型具有不同的车辆性能（如加速性能，制动性能和几何特性等）。作为我国公路交通中的最主要车型，小客车可用作运行车速检验的标准车型；此外因货车，尤其是大型载重货车的机动性能较差，易出危险，为保证行车安全，大货车应作为验算车型。
（3） 公路状况
公路等级是影响运行车速的关键因素，不同等级的公路因路侧干扰和对向行车干扰的不同，会对驾驶人行为产生不同影响，从而带来运行车速变化；此外，包括路面类型、横断面、路面平整度和纵坡等公路技术特征也会对运行车速产生影响。为研究方便，可定义为高等级公路（高等级或一级公路；双向四车道，车道宽3.75m；平坡；高级路面；路面平整无病害）和普通公路（二、三或四级公路；平坡；高级路面或次高级路面；路面平整无病害）两种标准条件。公路技术特征的变化对运行车速的影响可通过修正标准条件下路段车辆的运行车速获得。
2.3应用案例分析
运用运行车速理论，改善公路线形，消除安全隐患是我们研究运行车速理论的目的所在。下面就“川九路”改建工程为例，看看实际工程中如何运用运行车速理论的。对于老路交通事故多发的不良线形组合路段，运用运行车速理论，改善线形，提高行驶安全性。K14～K15段为大半径（JD39，R=580m）接同向小半径（JD38，R=120m）的不利组合，九寨沟至川主寺方向时有恶性交通事故发生。结合地形条件，设计通过采用降低大半径，提高小半径的方法，减小车速级差（JD38、JD39平曲线半径分别采用200m，250m），达到了运行安全的目的。K45+600～K46段为较大半径曲线接小半径曲线的连续S形曲线，川主寺至九寨沟方向时有发生车辆冲出路外的交通事故。设计进行了裁弯取直处理，从而降低相邻路段的车速差。尽管这些处理措施看似十分简单，实施起来也并不困难，但却实实在在地起到了改善公路线形，消除安全隐患的目的，其理论依据便是运行车速理论。
3、避险车道的设置
山区高速公路由于布线的需要, 会出现许多长大下坡路段, 而在长下陡坡路段, 尽管在线形设计中尽可能考虑了运营安全的问题, 但有的车辆因机械故障或驾驶人员操作失误仍会造成制动失灵而发生事故, 甚至造成严重的二次事故, 设计时应考虑设置避险车道, 让这些车辆减速并分离主道停下来。避险车道设置的位置, 通常只能根据预测车辆可能失控路段确定：
（1）避险车道入口必须设计得能使车辆以高速率安全驶入。
主要的车行道路面应铺设至出口三角区某一点以外, 使车辆前轮能同时进入制动坡床, 并使司机有所准备；
（2）最好设在直线段、较缓曲率的曲线段或左偏曲线的切线方向, 并应修建在失控车辆不能安全转弯的主线弯道之前, 以便使司机控制故障车辆转移到撤离坡道上；
（3）视野开阔, 应有清晰醒目的前置标志, 并修建在人口密集区之前；
（4）制动坡床要求采用滚动阻力系数较大的路面材料, 并不易压实, 如碎砾石、砾石、砂、豆砾石等松散材料；
（5）坡道长度必须足以消除行驶车辆的动能, 以使失控车辆能够安全停住；
（6）避险车道宽度应足以容纳1 辆以上车辆, 制动坡床加服务道路的最小宽度应不小于 8m；
（7）撤离坡道的线形应采用直线或很缓的曲线。
4、结束语
通过上面的研究，我们知道长直线接小半径平曲线和两半径相差很大的S形平曲线等不利线形组合是车辆运行安全的隐患。但受设计速度体系的制约，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，即使在现阶段按设计速度理论进行设计的过程中，也可以且应该开展运行车速安全性检验工作。
建筑资质代办咨询热线：13198516101
咨询热线：13198516101 
