公路設(shè)計(jì)中運(yùn)行車(chē)速與設(shè)計(jì)車(chē)速相匹配的

研究

中國(guó)西部科技2008年7月(下旬)第07卷第21期總第146期

公路設(shè)計(jì)中運(yùn)行車(chē)速與設(shè)計(jì)車(chē)速相匹配的研究

丁全衛(wèi)

(貴州省遵義公路工程處,貴州遵義563000)

摘要:本文針對(duì)高等級(jí)公路運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)速度非合理匹配中存在的問(wèn)題,提出期望車(chē)速的概念,并以設(shè)計(jì)車(chē)速,運(yùn)

行速度,期望車(chē)速為基礎(chǔ),討論這三種速度之間的相互關(guān)系及運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)車(chē)速匹配的現(xiàn)狀,分析運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)車(chē)

速非合理匹配產(chǎn)生的原因,并提出了使高等級(jí)公路運(yùn)行速度與道路設(shè)計(jì)車(chē)速合理匹配的相關(guān)措施.

關(guān)鍵詞:公路設(shè)計(jì);運(yùn)行車(chē)速;設(shè)計(jì)車(chē)速;研究l問(wèn)曩的提出

公路的設(shè)計(jì)車(chē)速,在行汽車(chē)的運(yùn)行速度是事關(guān)公路交

通安全的重要參數(shù).按照我國(guó)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)

定,在道路設(shè)計(jì)過(guò)程中,只要所選用的最小幾何指標(biāo)大于

規(guī)范中所對(duì)應(yīng)的晟小幾何指標(biāo),就認(rèn)為設(shè)計(jì)是符合要求

的.因而從理論上講,在正常條件下汽車(chē)行駛于該道路上

的安全是有保證的.然而,道路交通的實(shí)際情況并非如

此.如某山區(qū)高等級(jí)公路上有由平,縱曲線組合而成的一

路段,按60km/h的設(shè)計(jì)速度進(jìn)行路線幾何設(shè)計(jì),其技術(shù)指

標(biāo)為:較長(zhǎng)的一段直線接半徑為R=350m的平曲線,直線段

縱坡為I一4.2%,在平曲線內(nèi)設(shè)有超高,各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)

范要求,且未采用極限值.然而實(shí)際中該路段發(fā)生多起交

通事故,且多為汽車(chē)橫向控制失穩(wěn)及追尾.對(duì)經(jīng)過(guò)該路段

上在行車(chē)輛車(chē)速測(cè)試獲知:小汽車(chē)的運(yùn)行速度為94~/h;

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最高在lO lkm/h~載重汽車(chē)的運(yùn)行速度為81 km/h,最高達(dá)95km/h.經(jīng)分析,造成該路段發(fā)生交通事故的主要原因是在行汽車(chē)的實(shí)際運(yùn)行車(chē)速大大高于設(shè)計(jì)速度,使得按60km/h設(shè)計(jì)速度設(shè)置的路面超高及停車(chē)視距嚴(yán)重不足,即在行汽車(chē)的運(yùn)行速度與公路設(shè)計(jì)車(chē)速的非合理匹配所致.高等級(jí)公路上的其他許多實(shí)例也表明:一些獨(dú)立單項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求的公路幾何線形,并不能有效地保證汽車(chē)行駛的安全性.從駕駛員的駕車(chē)本性來(lái)講,只要道路條件允許,駕駛者總是傾向于采用較高的速度行駛,因而汽車(chē)在設(shè)計(jì)指標(biāo)較高的路路段上總是以遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)車(chē)速的車(chē)速行駛.當(dāng)在行汽車(chē)突然由設(shè)計(jì)指標(biāo)較高的路段駛?cè)胫笜?biāo)較低的曲結(jié)路段時(shí),因駕駛者不能及時(shí)意識(shí)到行駛速度過(guò)高或當(dāng)感覺(jué)速度過(guò)高時(shí)已來(lái)不及減速或并且減速不夠,從而引發(fā)交通事故.這表明,高等級(jí)公路中不同路段上在行汽車(chē)的運(yùn)行速度與道路設(shè)計(jì)車(chē)速的非合理匹配對(duì)道路交通安全具有重要影響.

2三種速度的概念及相互關(guān)系分析

經(jīng)分析,與高等級(jí)公路道路交通安全相關(guān)的車(chē)速主要有設(shè)計(jì)車(chē)速,運(yùn)行速度,期望車(chē)速.

收稿日期:2008—06—13修回日期:2008—07—15

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(1)設(shè)計(jì)車(chē)速V:即計(jì)算行車(chē)速度,是指在行汽車(chē)在

行車(chē)條件良好,公路設(shè)計(jì)要素均起控制作用的情況下安全行駛于給定路段時(shí)的允許速度.該車(chē)速主要用于公路設(shè)計(jì),是公路線形設(shè)計(jì)中起決定性作用的最重要參數(shù)之一.

(2)運(yùn)行速度V運(yùn)行:是指在行汽車(chē)實(shí)際行車(chē)速度.

行車(chē)速度是一個(gè)隨機(jī)變量,不同的駕駛員在行駛過(guò)程中隨所駕車(chē)輛及行車(chē)路段的不同,其行車(chē)速度是不相同的.實(shí)際中通常用自由交通流狀態(tài)下各類(lèi)小汽車(chē)在車(chē)速累計(jì)分布

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曲線上第85位百分點(diǎn)的車(chē)輛行駛速度V85作為確定限制在汽車(chē)最大運(yùn)行速度的依據(jù),即V運(yùn)行≤V85.

(3)期望車(chē)速V期望:是指在行車(chē)輛在不受或基本不

受其他車(chē)輛約束的條件下,駕駛員所希望達(dá)到的最高"安全"車(chē)速.一般而言,期望車(chē)速與道路等級(jí)及交通狀況,

在行車(chē)輛的性能狀況,駕駛員的性格,承運(yùn)任務(wù)的急緩相關(guān).當(dāng)在行車(chē)輛駕駛員感覺(jué)行駛過(guò)程中的運(yùn)行速度低于期望車(chē)速一定數(shù)值時(shí),便有改變其車(chē)速的意圖.

期望車(chē)速是駕駛員駕車(chē)過(guò)程中依據(jù)道路條件,車(chē)流狀

況,所駕車(chē)輛性能經(jīng)綜合考慮后存在于其心目中的一種目標(biāo)車(chē)速.該車(chē)速首先決定于道路等級(jí),在道路等級(jí)一定

后,其大小隨駕駛員性別,年齡,性格的差異及駕車(chē)風(fēng)格

的不同而在一定范圍內(nèi)變化,并呈現(xiàn)出一定的模糊性.

一

般來(lái)說(shuō),期望車(chē)速與運(yùn)行速度并不一致,實(shí)際中當(dāng)

運(yùn)行速度與期望車(chē)速之差達(dá)到一定數(shù)值時(shí),駕駛員便會(huì)改變行車(chē)速度直至達(dá)到期望車(chē)速.雖然期望車(chē)速存在于駕駛員的心目中,但該車(chē)速直接影響行車(chē)輛的實(shí)際運(yùn)行速度值的大小.

由以上討論知,設(shè)計(jì)車(chē)速是用于規(guī)定道路路段的設(shè)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn).高等級(jí)公路因受地形,地貌影響,實(shí)際中不同路段

分別采用不同的設(shè)計(jì)車(chē)速.V85是在行車(chē)輛實(shí)際運(yùn)行速度的最大許可值;V運(yùn)行是在行車(chē)輛的實(shí)際運(yùn)行速度,隨道路條件的不同而變化;V期望是存在于駕駛員心目中的一種目標(biāo)車(chē)速,也隨道路條件的不同而變化;實(shí)際中v期望與v運(yùn)行并不始終一致,兩者之間的關(guān)系是:V期望影響V運(yùn)行,并使V運(yùn)行盡可能接近V期望.上述三種車(chē)速之間的理想關(guān)系為:對(duì)于高等級(jí)公路上不同路段的設(shè)計(jì)車(chē)速,確定與之相

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適應(yīng)的運(yùn)行速度,同時(shí)也使駕駛員產(chǎn)生與之對(duì)應(yīng)的期望車(chē)速.實(shí)際中,三種車(chē)速間的關(guān)系是:駕駛員并不關(guān)注高等級(jí)公路的設(shè)計(jì)車(chē)速,而是根據(jù)路段條件,確定相應(yīng)的運(yùn)行速度,期望車(chē)速,只要條件許可,便按心目中的期望車(chē)速引導(dǎo)在行汽車(chē)的運(yùn)行速度.

3V運(yùn)行與V合理匹配分析

(1)V運(yùn)行與V的最大允許差值.那么,針對(duì)不同的道

路設(shè)計(jì)車(chē)速標(biāo)準(zhǔn),在確保在行車(chē)輛行車(chē)安全的前提下,運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)車(chē)速的最大差值應(yīng)為多大?國(guó)內(nèi)外的研究表明:當(dāng)V運(yùn)行與V之差大于20km/h,公路線形由高指標(biāo)向低指標(biāo)變化時(shí),容易發(fā)生交通事故.因而國(guó)外道路線形設(shè)計(jì)規(guī)定:V85與V之差必須小于20km/h,且在道路路線的平,縱由線設(shè)計(jì)中要盡可能使V85與V保持一致.

(2)高級(jí)公路在行車(chē)輛實(shí)際運(yùn)行速度狀況.對(duì)于

V=12Okm/h的高等級(jí)公路,小客車(chē)的V運(yùn)行一般會(huì)大于130km/h;對(duì)于V=lOOkm/h的高等級(jí)公路,V運(yùn)行一般會(huì)大于1 lOkm/h~對(duì)于V=8Okm/h的高等級(jí)公路,V運(yùn)行一般會(huì)大于lOOkm/h:對(duì)于V=6Okm/h的高等級(jí)公路,V運(yùn)行一般也會(huì)大于80km/h.國(guó)外高等級(jí)公路的情況基本相同:在設(shè)計(jì)車(chē)速

V:k于lOOkm/h的高等級(jí)公路上,V運(yùn)行一般比V大lOkm/h;在設(shè)計(jì)車(chē)速wJ,于lOOkm/h的高等級(jí)公路上,v運(yùn)行一般比

V:k20km/h.上述數(shù)據(jù)表明,高等級(jí)公路上在行汽車(chē)的v運(yùn)行比V普遍要高,且隨著道路設(shè)計(jì)車(chē)速的降低,這種差別愈明顯.這種情況代表了目前我國(guó)高等級(jí)公路在行車(chē)輛實(shí)際運(yùn)行的整體狀況.

(3)實(shí)際中V運(yùn)行與V差值超限的原因分析.汽車(chē)在公路上行駛時(shí),駕駛者一般是依據(jù)道路的行車(chē)條件及車(chē)輛性能確定所駕車(chē)輛的期望車(chē)速和運(yùn)行速度.由于在行車(chē)輛的實(shí)際運(yùn)行速度在正常情況下比道路的設(shè)計(jì)車(chē)速高,因此要

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保證高等級(jí)公路上的交通安全,必須合理控制在行車(chē)輛的實(shí)際運(yùn)行速度,使之與道路設(shè)計(jì)車(chē)速的差值保持在許可范圍內(nèi).從有利于交通安全而言,針對(duì)不同的道路設(shè)計(jì)車(chē)速,駕駛員確定與之相應(yīng)的期望車(chē)速并選擇與之對(duì)應(yīng)的運(yùn)行速度.然而實(shí)際中要完全做到卻存在較大困難,具體原因如下:①隨道路指標(biāo)變化,駕駛員因駕駛慣性對(duì)運(yùn)行速度的調(diào)整滯后.在行汽車(chē)由設(shè)計(jì)指標(biāo)較高的路段突然駛?cè)胫笜?biāo)較低的曲線路段時(shí),許多駕駛員因駕駛慣性等原因而不能及時(shí)意識(shí)到車(chē)速不定期高,或當(dāng)感覺(jué)車(chē)速不定期高時(shí)已不能減速或減速不夠,交通事故便在瞬間發(fā)生.②道路設(shè)計(jì)者,交通管理者對(duì)"以人為本"重視不夠.所謂"以

人為本"就是以道路使用者一一駕駛員和乘客為中心,最大限度地滿足大多數(shù)駕駛員對(duì)道路的使用要求.道路設(shè)計(jì)者,交通管理者應(yīng)充分了解駕駛員在使用道路過(guò)程中的特點(diǎn),駕駛習(xí)慣,期望及要求,對(duì)道路設(shè)計(jì)中因客觀條件無(wú)法滿足大多數(shù)駕駛員的使用要求及滿足道路交通安全的需要.如高等級(jí)公路中,一些因地形和經(jīng)濟(jì)原因沒(méi)有采用高等級(jí)道路設(shè)計(jì)指標(biāo),或因技術(shù)原因目前無(wú)法采用高等級(jí)道路指標(biāo)設(shè)計(jì)的困難路段,就給駕駛員安全使用道路造成了隱患或障礙,對(duì)此,道路交通管理部門(mén)應(yīng)設(shè)置醒目的交通標(biāo)志,提示駕駛員注意采用與此道路條件相適應(yīng)的車(chē)速行駛.

4使V運(yùn)行與V合理匹配的相關(guān)措施

(1)道路設(shè)計(jì)方面——運(yùn)行速度檢驗(yàn).為了使在行汽

車(chē)的實(shí)際行駛速度與公路設(shè)計(jì)幾何指標(biāo)相適應(yīng),在高等級(jí)公路線形設(shè)計(jì)過(guò)程中可根據(jù)設(shè)計(jì)車(chē)速對(duì)V85(因高等級(jí)公路設(shè)計(jì)過(guò)程中不可能有在行汽車(chē)的實(shí)際運(yùn)行速度)進(jìn)行檢驗(yàn).檢驗(yàn)的依據(jù)是道路的設(shè)計(jì)車(chē)速v與V85之差的最大值應(yīng)小于20km/h.如果檢驗(yàn)的結(jié)果滿足標(biāo)準(zhǔn),說(shuō)明設(shè)計(jì)車(chē)速是

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適宜的.

連續(xù)的道路線形能大大地提高在行汽車(chē)的行車(chē)安全.因而,對(duì)于道路幾何要素變化較大的路段,應(yīng)使V85與V之差的變化小于lOkm/h,以保證道路線形的連續(xù)性.對(duì)于平曲線半徑,超高值,豎曲線半徑,停車(chē)視距及車(chē)道寬度

等,均可采用V85進(jìn)行檢驗(yàn).

(2)交通管理方面——交通安全設(shè)施補(bǔ)償.從某種意

義上講,道路設(shè)計(jì)者,交通管理者的服務(wù)對(duì)象都是道路使用者.其中,道路設(shè)計(jì)者的任務(wù)是為道路使用者提供符合安全要求的行車(chē)道路,交通管理者的債務(wù)是為道路使用者提供安全保障服務(wù).實(shí)際中,當(dāng)已設(shè)計(jì)的道路線形無(wú)條件修正或當(dāng)修正道路線形很不經(jīng)濟(jì)時(shí),道路交通管理者可通過(guò)增設(shè)必要的交通安全設(shè)施如交通標(biāo)志及修建防撞護(hù)欄等,經(jīng)彌補(bǔ)道路線形設(shè)計(jì)上的不足,從而提高道路交通安全性.

(3)道路使用方面——設(shè)置合理期望車(chē)速并準(zhǔn)確把握運(yùn)行速度.目前,我國(guó)高等級(jí)公路上在行汽車(chē)在行車(chē)速度方面存在的突出問(wèn)題是許多駕駛員在行車(chē)過(guò)程中的期望車(chē)速過(guò)高(因技術(shù)性能不佳的車(chē)輛除外),導(dǎo)致所駕車(chē)輛的實(shí)際運(yùn)行速度偏高.這是需要引起特別注意的.對(duì)駕駛員而言,駕車(chē)過(guò)程中依據(jù)路段交通狀況設(shè)置合理的期望車(chē)速并準(zhǔn)確把握好在行汽車(chē)的運(yùn)行速度,對(duì)保證行車(chē)安全非常重要.當(dāng)在行汽車(chē)由設(shè)計(jì)指標(biāo)較高的路段突然轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)指標(biāo)較低的曲線路段時(shí),為保證行車(chē)安全,駕駛員應(yīng)迅速調(diào)整期望車(chē)速的同時(shí)髦及時(shí)降低車(chē)輛運(yùn)行速度.要做到這一點(diǎn),駕駛員在行車(chē)過(guò)程中一是切忌"高速"行駛;二是要保持較高的注意力,仔細(xì)觀察道路狀況并使車(chē)輛處于可控狀態(tài).