使運行車速與設計車速相匹配的方法

公路設計中運行車速與設計車速相匹配的

研究

中國西部科技2008年7月(下旬)第07卷第21期總第146期

公路設計中運行車速與設計車速相匹配的研究

丁全衛(wèi)

(貴州省遵義公路工程處,貴州遵義563000)

摘要:本文針對高等級公路運行速度與設計速度非合理匹配中存在的問題,提出期望車速的概念,并以設計車速,運

行速度,期望車速為基礎,討論這三種速度之間的相互關系及運行速度與設計車速匹配的現狀,分析運行速度與設計車

速非合理匹配產生的原因,并提出了使高等級公路運行速度與道路設計車速合理匹配的相關措施.

關鍵詞:公路設計;運行車速;設計車速;研究l問曩的提出

公路的設計車速,在行汽車的運行速度是事關公路交

通安全的重要參數.按照我國《公路路線設計規(guī)范》的規(guī)

定,在道路設計過程中,只要所選用的最小幾何指標大于

規(guī)范中所對應的晟小幾何指標,就認為設計是符合要求

的.因而從理論上講,在正常條件下汽車行駛于該道路上

的安全是有保證的.然而,道路交通的實際情況并非如

此.如某山區(qū)高等級公路上有由平,縱曲線組合而成的一

路段,按60km/h的設計速度進行路線幾何設計,其技術指

標為:較長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%,在平曲線內設有超高,各項指標均符合規(guī)

范要求,且未采用極限值.然而實際中該路段發(fā)生多起交

通事故,且多為汽車橫向控制失穩(wěn)及追尾.對經過該路段

上在行車輛車速測試獲知:小汽車的運行速度為94~/h;

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最高在lO lkm/h~載重汽車的運行速度為81 km/h,最高達95km/h.經分析,造成該路段發(fā)生交通事故的主要原因是在行汽車的實際運行車速大大高于設計速度,使得按60km/h設計速度設置的路面超高及停車視距嚴重不足,即在行汽車的運行速度與公路設計車速的非合理匹配所致.高等級公路上的其他許多實例也表明:一些獨立單項指標符合規(guī)范要求的公路幾何線形,并不能有效地保證汽車行駛的安全性.從駕駛員的駕車本性來講,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,因而汽車在設計指標較高的路路段上總是以遠大于設計車速的車速行駛.當在行汽車突然由設計指標較高的路段駛入指標較低的曲結路段時,因駕駛者不能及時意識到行駛速度過高或當感覺速度過高時已來不及減速或并且減速不夠,從而引發(fā)交通事故.這表明,高等級公路中不同路段上在行汽車的運行速度與道路設計車速的非合理匹配對道路交通安全具有重要影響.

2三種速度的概念及相互關系分析

經分析,與高等級公路道路交通安全相關的車速主要有設計車速,運行速度,期望車速.

收稿日期:2008—06—13修回日期:2008—07—15

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(1)設計車速V:即計算行車速度,是指在行汽車在

行車條件良好,公路設計要素均起控制作用的情況下安全行駛于給定路段時的允許速度.該車速主要用于公路設計,是公路線形設計中起決定性作用的最重要參數之一.

(2)運行速度V運行:是指在行汽車實際行車速度.

行車速度是一個隨機變量,不同的駕駛員在行駛過程中隨所駕車輛及行車路段的不同,其行車速度是不相同的.實際中通常用自由交通流狀態(tài)下各類小汽車在車速累計分布

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曲線上第85位百分點的車輛行駛速度V85作為確定限制在汽車最大運行速度的依據,即V運行≤V85.

(3)期望車速V期望:是指在行車輛在不受或基本不

受其他車輛約束的條件下,駕駛員所希望達到的最高"安全"車速.一般而言,期望車速與道路等級及交通狀況,

在行車輛的性能狀況,駕駛員的性格,承運任務的急緩相關.當在行車輛駕駛員感覺行駛過程中的運行速度低于期望車速一定數值時,便有改變其車速的意圖.

期望車速是駕駛員駕車過程中依據道路條件,車流狀

況,所駕車輛性能經綜合考慮后存在于其心目中的一種目標車速.該車速首先決定于道路等級,在道路等級一定

后,其大小隨駕駛員性別,年齡,性格的差異及駕車風格

的不同而在一定范圍內變化,并呈現出一定的模糊性.

一

般來說,期望車速與運行速度并不一致,實際中當

運行速度與期望車速之差達到一定數值時,駕駛員便會改變行車速度直至達到期望車速.雖然期望車速存在于駕駛員的心目中,但該車速直接影響行車輛的實際運行速度值的大小.

由以上討論知,設計車速是用于規(guī)定道路路段的設計

標準.高等級公路因受地形,地貌影響,實際中不同路段

分別采用不同的設計車速.V85是在行車輛實際運行速度的最大許可值;V運行是在行車輛的實際運行速度,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車速,也隨道路條件的不同而變化;實際中v期望與v運行并不始終一致,兩者之間的關系是:V期望影響V運行,并使V運行盡可能接近V期望.上述三種車速之間的理想關系為:對于高等級公路上不同路段的設計車速,確定與之相

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適應的運行速度,同時也使駕駛員產生與之對應的期望車速.實際中,三種車速間的關系是:駕駛員并不關注高等級公路的設計車速,而是根據路段條件,確定相應的運行速度,期望車速,只要條件許可,便按心目中的期望車速引導在行汽車的運行速度.

3V運行與V合理匹配分析

(1)V運行與V的最大允許差值.那么,針對不同的道

路設計車速標準,在確保在行車輛行車安全的前提下,運行速度與設計車速的最大差值應為多大?國內外的研究表明:當V運行與V之差大于20km/h,公路線形由高指標向低指標變化時,容易發(fā)生交通事故.因而國外道路線形設計規(guī)定:V85與V之差必須小于20km/h,且在道路路線的平,縱由線設計中要盡可能使V85與V保持一致.

(2)高級公路在行車輛實際運行速度狀況.對于

V=12Okm/h的高等級公路,小客車的V運行一般會大于130km/h;對于V=lOOkm/h的高等級公路,V運行一般會大于1 lOkm/h~對于V=8Okm/h的高等級公路,V運行一般會大于lOOkm/h:對于V=6Okm/h的高等級公路,V運行一般也會大于80km/h.國外高等級公路的情況基本相同:在設計車速

V:k于lOOkm/h的高等級公路上,V運行一般比V大lOkm/h;在設計車速wJ,于lOOkm/h的高等級公路上,v運行一般比

V:k20km/h.上述數據表明,高等級公路上在行汽車的v運行比V普遍要高,且隨著道路設計車速的降低,這種差別愈明顯.這種情況代表了目前我國高等級公路在行車輛實際運行的整體狀況.

(3)實際中V運行與V差值超限的原因分析.汽車在公路上行駛時,駕駛者一般是依據道路的行車條件及車輛性能確定所駕車輛的期望車速和運行速度.由于在行車輛的實際運行速度在正常情況下比道路的設計車速高,因此要

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保證高等級公路上的交通安全,必須合理控制在行車輛的實際運行速度,使之與道路設計車速的差值保持在許可范圍內.從有利于交通安全而言,針對不同的道路設計車速,駕駛員確定與之相應的期望車速并選擇與之對應的運行速度.然而實際中要完全做到卻存在較大困難,具體原因如下:①隨道路指標變化,駕駛員因駕駛慣性對運行速度的調整滯后.在行汽車由設計指標較高的路段突然駛入指標較低的曲線路段時,許多駕駛員因駕駛慣性等原因而不能及時意識到車速不定期高,或當感覺車速不定期高時已不能減速或減速不夠,交通事故便在瞬間發(fā)生.②道路設計者,交通管理者對"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駕駛員對道路的使用要求.道路設計者,交通管理者應充分了解駕駛員在使用道路過程中的特點,駕駛習慣,期望及要求,對道路設計中因客觀條件無法滿足大多數駕駛員的使用要求及滿足道路交通安全的需要.如高等級公路中,一些因地形和經濟原因沒有采用高等級道路設計指標,或因技術原因目前無法采用高等級道路指標設計的困難路段,就給駕駛員安全使用道路造成了隱患或障礙,對此,道路交通管理部門應設置醒目的交通標志,提示駕駛員注意采用與此道路條件相適應的車速行駛.

4使V運行與V合理匹配的相關措施

(1)道路設計方面——運行速度檢驗.為了使在行汽

車的實際行駛速度與公路設計幾何指標相適應,在高等級公路線形設計過程中可根據設計車速對V85(因高等級公路設計過程中不可能有在行汽車的實際運行速度)進行檢驗.檢驗的依據是道路的設計車速v與V85之差的最大值應小于20km/h.如果檢驗的結果滿足標準,說明設計車速是

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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的行車安全.因而,對于道路幾何要素變化較大的路段,應使V85與V之差的變化小于lOkm/h,以保證道路線形的連續(xù)性.對于平曲線半徑,超高值,豎曲線半徑,停車視距及車道寬度

等,均可采用V85進行檢驗.

(2)交通管理方面——交通安全設施補償.從某種意

義上講,道路設計者,交通管理者的服務對象都是道路使用者.其中,道路設計者的任務是為道路使用者提供符合安全要求的行車道路,交通管理者的債務是為道路使用者提供安全保障服務.實際中,當已設計的道路線形無條件修正或當修正道路線形很不經濟時,道路交通管理者可通過增設必要的交通安全設施如交通標志及修建防撞護欄等,經彌補道路線形設計上的不足,從而提高道路交通安全性.

(3)道路使用方面——設置合理期望車速并準確把握運行速度.目前,我國高等級公路上在行汽車在行車速度方面存在的突出問題是許多駕駛員在行車過程中的期望車速過高(因技術性能不佳的車輛除外),導致所駕車輛的實際運行速度偏高.這是需要引起特別注意的.對駕駛員而言,駕車過程中依據路段交通狀況設置合理的期望車速并準確把握好在行汽車的運行速度,對保證行車安全非常重要.當在行汽車由設計指標較高的路段突然轉向設計指標較低的曲線路段時,為保證行車安全,駕駛員應迅速調整期望車速的同時髦及時降低車輛運行速度.要做到這一點,駕駛員在行車過程中一是切忌"高速"行駛;二是要保持較高的注意力,仔細觀察道路狀況并使車輛處于可控狀態(tài).