隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)高速公路步入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的階段。截至2010年底，全國(guó)公路網(wǎng)總里程達(dá)到398.4萬(wàn)公里。公路是車輛的載體，公路線形的好壞，會(huì)直接影響車輛行駛的安全性，在山區(qū)更是如此。由于地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，環(huán)境條件特殊，路線設(shè)計(jì)更為困難，經(jīng)常出現(xiàn)長(zhǎng)大連續(xù)縱坡。由于運(yùn)行速度是各線形指標(biāo)綜合作用的結(jié)果，因此研究運(yùn)行速度的連續(xù)性對(duì)長(zhǎng)大連續(xù)縱坡設(shè)計(jì)具有很大的實(shí)用意義。
1、公路的車速設(shè)計(jì)
當(dāng)前,設(shè)計(jì)速度是公路設(shè)計(jì)的一個(gè)重要指標(biāo),然而汽車在公路上實(shí)際運(yùn)行的速度不可能總是設(shè)計(jì)速度,汽車的行駛速度受駕駛?cè)?、車況、路況以及自然條件等因素的影響而不斷的變化,這就需要從車輛的實(shí)際運(yùn)行速度來(lái)考慮公路的線形設(shè)計(jì),從而不斷改進(jìn)公路設(shè)計(jì)觀念。1車輛行駛特性的分析道路設(shè)計(jì)的目的是盡量滿足汽車的行駛要求,所以道路線形設(shè)計(jì)必須符合汽車的行駛特性,在保證汽車行駛力學(xué)要求的基礎(chǔ)上,充分考慮駕駛員視覺(jué)和心理方面的要求,注意公路線形設(shè)計(jì),盡量做到線形連續(xù)、指標(biāo)均衡、視覺(jué)良好、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適。我國(guó)道路線形設(shè)計(jì)的現(xiàn)行規(guī)范是以設(shè)計(jì)速度作為設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。
2、運(yùn)行車速理論的引入
2.1運(yùn)行車速理論
運(yùn)行速度又稱行駛速度，是指在良好的氣候條件和正常的交通條件下，一般駕駛員駕駛汽車沿某條道路 行駛時(shí)實(shí)際采用的車速。1994年美國(guó) AASHTO（美國(guó)各州公路與運(yùn)輸工作者協(xié)會(huì)）制定的公路線形設(shè)計(jì)
政策當(dāng)中雖然采用的還是設(shè)計(jì)速度法，但它采用運(yùn)行速度來(lái)輔助評(píng)價(jià)公路的線形設(shè)計(jì)質(zhì)量。近年來(lái)，采用運(yùn)行速度來(lái)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)公路線形質(zhì)量己經(jīng)得到了很多西方國(guó)家（例如澳大利亞、瑞士、瑞典等）的重視和應(yīng)用。汽車在路段上行駛時(shí)的車速各異，不同的駕駛員駕駛相同的汽車運(yùn)行時(shí)車速也不同，即使相同的駕駛員駕駛相同的汽車也會(huì)因駕駛員的心理狀況、汽車的狀況、道路的狀況而車速不同，另外貨車和小客車的運(yùn)行速度也是不同的。運(yùn)行車速理論正是從這種實(shí)際行駛狀態(tài)出發(fā)，針對(duì)不同的車型，通過(guò)降低相鄰路段的容許速度差，以及相鄰路段所能提供的不同容許速度的級(jí)差控制，達(dá)到線形協(xié)調(diào)，消除安全隱患的目的。運(yùn)行車速理論并不關(guān)注局部路段線形指標(biāo)的高低，甚至這個(gè)指標(biāo)是否突破規(guī)范底線都不重要，而是注重從車輛性能和駕駛?cè)诵袨榈膶?shí)際出發(fā)，充分保證路線線形與實(shí)際行駛速度的協(xié)調(diào)。
2.2運(yùn)行車速理論的核心
相關(guān)研究顯示，在公路上行駛的駕駛?cè)耸歉鶕?jù)自己對(duì)車輛性能的了解和對(duì)前方公路線形及路況等的直覺(jué)判斷來(lái)調(diào)整車速。他們不清楚也不必要清楚行駛路段的設(shè)計(jì)速度。運(yùn)行車速理論的核心正是從這種實(shí)際行駛狀態(tài)出發(fā)，針對(duì)不同車型通過(guò)降低相鄰路段的容許速度差，也即通過(guò)相鄰路段所能提供的不同容許速度的級(jí)差控制，達(dá)到線形協(xié)調(diào)，消除安全隱患的目的。運(yùn)行車速理論并不大關(guān)注局部指標(biāo)的高低，甚至這個(gè)指標(biāo)是否突破規(guī)范要求底線都不重要。路段運(yùn)行車速主要受駕駛?cè)诵袨?、車輛狀況和公路狀況三方面因素影響。
（1） 駕駛?cè)诵袨?br />
駕駛?cè)嗽诠返闹本€段和曲線段行車，會(huì)采取不同的駕駛行為。在直線段和半徑大于臨界半徑的曲線段（當(dāng)曲線半徑大于某一臨界值R0時(shí)，其對(duì)車速影響可以忽略，以下簡(jiǎn)稱R0為“臨界半徑”），駕駛?cè)说男袨槿Q于路段長(zhǎng)度、初速度和車輛加速性能。若路段很短，則保持初速度；在較長(zhǎng)路段上則會(huì)加速直至終速（以下稱“直線段運(yùn)行車速”，對(duì)應(yīng)不同初速度有不同的直線加速特性），然后一直以這一速度行駛。駕駛?cè)嗽诘竭_(dá)曲線后，若曲線半徑大于臨界半徑，則作為直線處理；若小于臨界半徑，則會(huì)在回旋線內(nèi)減速，直至到達(dá)其認(rèn)為對(duì)前方圓曲線安全的速度（以下簡(jiǎn)稱“曲線段運(yùn)行速度”），并保持該速度勻速行駛。如此循環(huán)往復(fù)，駕駛?cè)藙t始終以自己感覺(jué)“安全”的速度行駛。
?。?）車輛狀況
不同車型具有不同的車輛性能（如加速性能，制動(dòng)性能和幾何特性等）。作為我國(guó)公路交通中的最主要車型，小客車可用作運(yùn)行車速檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)車型；此外因貨車，尤其是大型載重貨車的機(jī)動(dòng)性能較差，易出危險(xiǎn)，為保證行車安全，大貨車應(yīng)作為驗(yàn)算車型。
（3） 公路狀況
公路等級(jí)是影響運(yùn)行車速的關(guān)鍵因素，不同等級(jí)的公路因路側(cè)干擾和對(duì)向行車干擾的不同，會(huì)對(duì)駕駛?cè)诵袨楫a(chǎn)生不同影響，從而帶來(lái)運(yùn)行車速變化；此外，包括路面類型、橫斷面、路面平整度和縱坡等公路技術(shù)特征也會(huì)對(duì)運(yùn)行車速產(chǎn)生影響。為研究方便，可定義為高等級(jí)公路（高等級(jí)或一級(jí)公路；雙向四車道，車道寬3.75m；平坡；高級(jí)路面；路面平整無(wú)病害）和普通公路（二、三或四級(jí)公路；平坡；高級(jí)路面或次高級(jí)路面；路面平整無(wú)病害）兩種標(biāo)準(zhǔn)條件。公路技術(shù)特征的變化對(duì)運(yùn)行車速的影響可通過(guò)修正標(biāo)準(zhǔn)條件下路段車輛的運(yùn)行車速獲得。
2.3應(yīng)用案例分析
運(yùn)用運(yùn)行車速理論，改善公路線形，消除安全隱患是我們研究運(yùn)行車速理論的目的所在。下面就“川九路”改建工程為例，看看實(shí)際工程中如何運(yùn)用運(yùn)行車速理論的。對(duì)于老路交通事故多發(fā)的不良線形組合路段，運(yùn)用運(yùn)行車速理論，改善線形，提高行駛安全性。K14～K15段為大半徑（JD39，R=580m）接同向小半徑（JD38，R=120m）的不利組合，九寨溝至川主寺方向時(shí)有惡性交通事故發(fā)生。結(jié)合地形條件，設(shè)計(jì)通過(guò)采用降低大半徑，提高小半徑的方法，減小車速級(jí)差（JD38、JD39平曲線半徑分別采用200m，250m），達(dá)到了運(yùn)行安全的目的。K45+600～K46段為較大半徑曲線接小半徑曲線的連續(xù)S形曲線，川主寺至九寨溝方向時(shí)有發(fā)生車輛沖出路外的交通事故。設(shè)計(jì)進(jìn)行了裁彎取直處理，從而降低相鄰路段的車速差。盡管這些處理措施看似十分簡(jiǎn)單，實(shí)施起來(lái)也并不困難，但卻實(shí)實(shí)在在地起到了改善公路線形，消除安全隱患的目的，其理論依據(jù)便是運(yùn)行車速理論。
3、避險(xiǎn)車道的設(shè)置
山區(qū)高速公路由于布線的需要, 會(huì)出現(xiàn)許多長(zhǎng)大下坡路段, 而在長(zhǎng)下陡坡路段, 盡管在線形設(shè)計(jì)中盡可能考慮了運(yùn)營(yíng)安全的問(wèn)題, 但有的車輛因機(jī)械故障或駕駛?cè)藛T操作失誤仍會(huì)造成制動(dòng)失靈而發(fā)生事故, 甚至造成嚴(yán)重的二次事故, 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮設(shè)置避險(xiǎn)車道, 讓這些車輛減速并分離主道停下來(lái)。避險(xiǎn)車道設(shè)置的位置, 通常只能根據(jù)預(yù)測(cè)車輛可能失控路段確定：
（1）避險(xiǎn)車道入口必須設(shè)計(jì)得能使車輛以高速率安全駛?cè)搿?br />
主要的車行道路面應(yīng)鋪設(shè)至出口三角區(qū)某一點(diǎn)以外, 使車輛前輪能同時(shí)進(jìn)入制動(dòng)坡床, 并使司機(jī)有所準(zhǔn)備；
（2）最好設(shè)在直線段、較緩曲率的曲線段或左偏曲線的切線方向, 并應(yīng)修建在失控車輛不能安全轉(zhuǎn)彎的主線彎道之前, 以便使司機(jī)控制故障車輛轉(zhuǎn)移到撤離坡道上；
?。?）視野開(kāi)闊, 應(yīng)有清晰醒目的前置標(biāo)志, 并修建在人口密集區(qū)之前；
?。?）制動(dòng)坡床要求采用滾動(dòng)阻力系數(shù)較大的路面
材料, 并不易壓實(shí), 如碎礫石、礫石、砂、豆礫石等松散材料；
?。?）坡道長(zhǎng)度必須足以消除行駛車輛的動(dòng)能, 以使失控車輛能夠安全停??；
?。?）避險(xiǎn)車道寬度應(yīng)足以容納1 輛以上車輛, 制動(dòng)坡床加服務(wù)道路的最小寬度應(yīng)不小于 8m；
?。?）撤離坡道的線形應(yīng)采用直線或很緩的曲線。
4、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)上面的研究，我們知道長(zhǎng)直線接小半徑平曲線和兩半徑相差很大的S形平曲線等不利線形組合是車輛運(yùn)行安全的隱患。但受設(shè)計(jì)速度體系的制約，該問(wèn)題一直無(wú)法定量化，運(yùn)行車速理論提供了解釋和解決該類問(wèn)題的方法。有關(guān)研究顯示，大量的交通事故是由相鄰路段較大的運(yùn)行車速差導(dǎo)致。當(dāng)相鄰路段運(yùn)行車速差超過(guò)某一限值時(shí)，路段存在運(yùn)行安全隱患。而運(yùn)行車速理論的核心就是通過(guò)改善相鄰路段指標(biāo)組合，降低容許運(yùn)行車速差，從而消除安全隱患。運(yùn)行車速理論具有充分顧及交通安全的人性化特點(diǎn)，保證線形與實(shí)際運(yùn)行車速緊密協(xié)調(diào)的優(yōu)勢(shì)，是我國(guó)公路設(shè)計(jì)理論和體系的發(fā)展方向。因此，即使在現(xiàn)階段按設(shè)計(jì)速度理論進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也可以且應(yīng)該開(kāi)展運(yùn)行車速安全性檢驗(yàn)工作。
