运行速度在山区公路线形设计中的运用研究

袁庆洲

(重庆交通大学 土木工程学院， 重庆 400074)

运行速度在山区公路线形设计中的运用研究

袁庆洲

(重庆交通大学 土木工程学院， 重庆 400074)

近些年来，由于设计速度的不断改进，我们使用的设计速度在平原地区的高等级公路具有良好的适应性，在面对山岭公路尤其是曲率变化极大的复杂线性组合的公路时很难取得好的应用效果。虽然这些年我国加入了基于运行速度曲线的设计评价环节。但目前V85统计模型与公路实际的行驶速度很大差距，根据实测结果建立关系模型，最后提出了行驶轨迹——行驶速度协同控制的山区公路平面线形设计新方法。

山岭公路；运行速度；行驶轨迹；V85统计模型

1 设计速度的特性

设计速度方法的思想是假定驾驶人操纵车辆以恒定速度沿道路中线行驶，然后用设计速度来决定道路几何要素的取值。这种假设适用于平原地形设计速度60km/h的公路行驶特征。设计人员通过曲线半径与路幅宽度合理组合，能使曲线路段和直线路段速度符合。行驶速度沿行驶方向基本是恒定的。

2 山岭地区中的运行速度设计

1山区公路在少数困难急弯或弯坡组合，行驶速度接近设计速度在大多数非受限地段实际行驶速度都远高于此值，因此按照设计速度得到的超高，曲线半径，视距等指标不能满足实际需要。

2运行速度基于驾驶人员沿道路中线行驶，根据道路线性的几何条件来调整行驶速度。用V85来决定道路几何要素的取值的设计思想。体现了道路平曲线对驾驶员速度选择的影响，很大程度上提高了道路选择的一致性，相邻曲线半径R协调性得到了明显的改善，目前在使用运行速度方法在设计公路线性时，只调整 R一个指标，而其他几何变量，转角、回旋线、偏转方向、弯曲线段直线长度和路宽得到调整。在真实的公路上驾驶人员对预期行驶速度的选择主要依赖于汽车预期行驶轨迹的曲率特征。对曲率轨迹起控制作用的是前方道路的整个几何特征并非半径R唯一控制。汽车轨迹和曲率还受到驾驶习惯和车辆性能的影响。

3 运行速度在山区道路的研究

根据轨迹曲率在车辆动力性能和行驶安全性舒适性的基础上，决策出典型速度控制习惯对应的控制速度，用行驶轨迹和行驶速度控制道路几何要素的取值，由于半径、转角、回旋线、弯间距、偏转方向和路幅宽度等要素能改变道路几何边界。因此这些要素变化时，行驶速度和行驶轨迹必然发生变化、因此以行驶轨迹和行驶速度作为设计参量，能够实现对上述全部几何要素的设计控制。

研究工作主要是基于行驶轨迹——行驶速度协同控制路线，分析地形条件，车道数量，驾驶员类型，车型和连续行驶速度的关联和影响，探讨行驶速度的波动特性与设计车速之间的偏差，研究公路上行驶车辆的横向加速特性。根据汽车行驶特性的测试结果，阐述了横向加速度与轨迹半径及速度之间的负相关关系，分析复杂道路汽车轨迹的决策方法，通过研究公路线性与车辆性能及行车干扰等因素对轨迹决策行为的影响机理和约束机制，建立典型方向控制下复杂道路行驶轨迹决策模型，分析道路环境，车辆性能对速度选择行为的约束机制以及行驶轨迹——行驶速度之间的耦合机理，建立山区公路行驶速度决策模型和动态求解算法。

4 结语

基于运行速度的道路线性方法尤其适用于起伏地形的高速公路设计，这些公路由于要顺势地形，减少环境影响，线性复杂变化率大，车辆行驶处于不利状态，经常发生车辆驶离路面的恶性事故。本设计方法可以适应此种需求，与复杂线性结合紧密。

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TU7

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1007-6344（2017）09-0090-01