运行速度对某高速公路线形设计安全性的分析评价
第32卷第2期2006年6月
湖南交通科技
HUNAN C OMMUN I C AT I O N SC I ENCE AND TECHNOLOGY
Vo.l 32N o .2
J un .2006
收稿日期:2006 03 02
作者简介:胡利娥(1968 ),女,工程师,主要从事公路桥梁设计。
文章编号:1008 844X (2006)02 0037 04
运行速度对某高速公路线形设计安全性的分析评价
胡利娥
(湖南省交通规划勘察设计院,湖南长沙 410008)
摘 要:通过基于某高速公路初步设计阶段平、纵面线形设计的运行速度计算,运用运行
速度协调性评价及设计速度与运行速度协调性评价对线形设计的安全性进行了分析,以求为下一阶段设计能采取相应合理的措施减少安全隐患提供参考。关键词:高速公路;运行速度;弯坡组合;协调性评价;安全性 中图分类号:U4文献标识码:B
0 前言
按照交通部 公路勘察设计典型示范工程咨询示范要点 通知精神,贯彻以人为本、运行安全是公
路设计需考虑的首要因素的设计理念,而线形设计是公路设计的核心,它最终确定公路的空间位置以及公路在驾驶员视觉中的反映。因此本文拟在某高速公路初步设计阶段,运用运行速度协调性及设计速度与运行速度协调性对其整体线形的一致性进行分析,补充论证在现行的公路工程技术标准和规范以设计速度控制道路几何线形设计的安全性,并对下一阶段线形设计提供参考依据。
1 运行速度计算
1.1 路线概述
该高速公路起点k0+000~k77+800设计速度100k m /h ,路基宽度26m,k77+800~终点k113+000设计速度80km /h,路基宽度24.5m 。路线平纵设计指标见表1所示。1.2 运行速度计算
1.2.1 计算模型的采用及计算约定
此次计算采用 公路项目安全性评价指南 (JTG /TB05-2004)附录B (1)运行速度计算方法(一)提供的预测模型。
对于运行速度的计算按最不利情况考虑,不计入路基宽度、交通量和路况对于车辆行驶速度的影响,即认可如下情况:驾驶员的期望运行速度为120k m /h(33.3m /s)。对于车辆在直线段上行驶,小客车实际在不断变加速的运行,由于无法估算车辆的
表1 路线平纵设计指标
指标名称
单位数量路线总长km
113路线增长系数 1.049平均每公里交点数个0.54平曲线最小半径m /个750/1平曲线长占路线总长%71.11直线最大长度m 1860.219最大纵坡%/处 4.6/1最短坡长
m 490竖曲线长占路线总长%52.62平均每公里纵坡变更次数次 1.13竖曲线最小半径
凸形m /个10000/1凹形
m /个7250/1
加速度变化规律,预测中使用匀加速度,即取指南中推荐加速度值的极大值:小客车加速度a=0.5m /s 2
,车辆将保持此加速直到速度达到期望运行速度
(考虑到该高速公路连接风景名胜地区,出入该地区的车辆主要是小客车,所以不计算大货车的运行速度)。
运行速度分析路段划分原则:纵坡坡度小于3%的直线段和半径大于1000m 的大半径曲线自成一段;小半径曲线段和纵坡坡度大于3%、坡长大于300m 的纵坡路段以及弯坡路段作为独立单元单独划分(如果直线段位于两小半径曲线之间,且长度小于临界值200m 时,车辆在此路段上的运行速度保持不变)。
在计算的过程中,平曲线半径大于1000m,按直线段考虑。考虑直线段(含大半径曲线段)纵坡坡度大于3%,坡长大于300m 对运行速度的修正,
湖南交通科技32卷
修正值按实际坡长对于速度调整值直线内插求得;纵坡大于3%,且在小半径曲线(半径小于1000m)内按弯坡组合的模型计算。
1.2.2 路段划分
依据以上计算约定,得出路段划分情况,结果见表2。
1.2.3 运行速度V85的计算
1)方向起点-终点,刚出收费站,初始速度为0。该高速公路主线起点-终点方向运行速度的预测计算结果见表3(没有计入最后一段运行速度预
表2 运行速度分析路段划分
分段编号分路段起
点桩号
分路段终
点桩号
分路段描述
分段
编号
分路段起
点桩号
分路段终
点桩号
分路段描述
1k0+000.000k17+697.541直线段17k30+250.000k30+810.000直线段,3.5%纵坡2k17+697.541k18+100.000R850m曲线段18k30+810.000k32+870.000直线段
3k18+100.000k18+570.581R850m,3.1%纵坡
弯坡组合段
19k32+870.000k33+450.000直线段,3.5%纵坡
4k18+570.581k18+730.000直线段,3.1%纵坡20k33+450.000k48+000.000直线段
5k18+730.000k18+889.351短直线段(速度不变)21k48+000.000k48+400.000直线段,3.15%纵坡6k18+889.351k19+370.000R750m曲线段22k48+400.000k76+735.243直线段
7k19+370.000k19+860.000R750m,- 3.8%纵
坡弯坡组合段
23k76+735.243k77+532.652R800m曲线段
8k19+860.000k20+269.954R750m曲线段24k77+532.652k77+800.000直线段
9k20+269.954k20+910.661R900m曲线段25k77+800.000k78+663.233直线段,-3.5%纵坡10k20+910.661k22+760.000直线段26k78+663.233k99+777.875直线段
11k22+760.000k23+420.000直线段,3.3%纵坡27k99+777.875k100+070.000R800m曲线段
12k23+420.000k27+000.000直线段28k100+070.000k100+503.220R800m,4.0%纵坡弯坡组合段
13k27+000.000k27+700.000直线段,4.0%纵坡29k100+503.220k100+630.000直线段,4.0%纵坡14k27+700.000k28+688.765直线段30k100+630.000k111+850.000直线段
15k28+688.765k30+003.447R900m曲线段31k111+850.000k112+450.000直线段,4.6%纵坡16k30+003.447k30+250.000直线段32k112+450.000k113+000直线段
注:以上路段划分,已将平曲线半径大于等于1000m的圆曲线归入直线段。
测,考虑到即将进入收费站,驾驶员会自行减速,速
度预测模型在此段使用不合理)。
2)方向终点-起点,刚出收费站,初始速度为
0。该高速公路终点-起点方向运行速度的预测计
算结果见表4(没有计入最后一段运行速度预测,考
虑到即将进入收费站,驾驶员会自行减速,速度预测
模型在此段使用不合理)。
1.3 运行速度计算小结
1.3.1 运行速度协调性评价
评价方法及评价标准参见 公路项目安全性评
价指南第4.1.2款,协调性评价结果见表5。
表5 运行速度协调性评价结果
行车方向
相应路段协调性情况
好较好不良
起点-终点1~9,10~319~10终点-起点32~27,26~227~26
注:| V
85|<10km/h,协调性好:10km/h!| V
85
|!20km/h
时,协调性较好;| V
85
|>20km/h时,协调性不良。
整条路线中没有运行速度协调性不良的相邻路段,且协调性好的相邻路段所占比例比较高,协调性好。
1.3.2 设计速度与运行速度协调性评价
设计速度与运行速度协调性评价是对同一路段的设计速度与运行速度的差值进行评价。依据 公路项目安全性评价指南第4.1.3款:当同一路段设计速度与运行速度的差值大于20km/h时,应对该路段的技术指标进行安全性验算。
1)起点k0+000~k77+800,设计速度100 km/h,路基宽度26m。
依据计算结果,该段运行速度均保持在100~ 120km/h之间,设计速度与运行速度的差值均小于等于20k m/h,说明设计速度与运行速度协调性较好,该段线形设计质量较高。
2)k77+800~终点k113+000,设计速度80 km/h,路基宽度24.5m。
该段路线除一段R800m的曲线外,其余均为直线和大半径曲线,计算运行速度基本上都保持在100km/h以上,有的甚至达到了最大期望运行速度120km/h,设计速度与运行速度的差值均大于20 km/h。依据 公路项目安全性评价指南规定,设计
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2期胡利娥:运行速度对某高速公路线形设计安全性的分析评价 表3 起点-终点运行速度计算结果
分路段连接形式入口速度/
(k m?h-1)
中部速度/
(km?h-1)
出口速度/
(km?h-1)
V85之差/
(k m?h-1)
备注
起点-分路段1-出口曲线0.0120.0120.0
入口直线-分路段2-出口曲线120.0114.5117.1 2.9
入口曲线-分路段3-出口直线117.1113.0108.6 4.1弯坡组合
入口曲线-分路段4-出口直线108.6112.8116.9 4.0计入纵坡修正入口直线-分路段5-出口曲线116.9116.9116.90.0匀速行驶
入口直线-分路段6-出口曲线116.9111.2113.6 3.3
入口曲线-分路段7-出口曲线113.6109.9108.6 3.7弯坡组合
入口曲线-分路段8-出口曲线108.6103.2107.0 2.8
入口曲线-分路段9-出口直线107.0102.8105.3 1.7
入口曲线-分路段10-出口直线105.3120.0120.014.7
入口直线-分路段11-出口直线120.0118.4116.7 3.3计入纵坡修正入口直线-分路段12-出口直线116.7120.0120.0 3.3
入口直线-分路段13-出口直线120.0118.3116.5 3.5计入纵坡修正入口直线-分路段14-出口曲线116.5120.0120.0 3.5
入口直线-分路段15-出口直线120.0114.8116.2 3.8
入口曲线-分路段16-出口直线116.2120.0120.0 3.8
入口直线-分路段17-出口直线120.0118.6117.2 2.8计入纵坡修正入口直线-分路段18-出口直线117.2120.0120.0 2.8
入口直线-分路段19-出口直线120.0118.6117.1 2.9计入纵坡修正入口直线-分路段20-出口直线117.1120.0120.0 2.9
入口直线-分路段21-出口直线120.0119.0118.0 2.0计入纵坡修正入口直线-分路段22-出口曲线118.0120.0120.0 2.0
入口直线-分路段23-出口直线120.0114.2115.6 4.4
入口曲线-分路段24-出口直线115.6120.0120.0 4.4
入口直线-分路段25-出口直线120.0120.0120.00.0计入纵坡修正入口直线-分路段26-出口曲线120.0120.0120.00.0
入口直线-分路段27-出口曲线120.0114.2116.6 3.4
入口曲线-分路段28-出口直线116.6112.4108.2 4.2弯坡组合
入口曲线-分路段29-出口直线108.2111.6114.9 2.5计入纵坡修正入口直线-分路段30-出口直线114.9120.0120.0 5.1
入口直线-分路段31-出口直线120.0117.6115.2 4.8计入纵坡修正入口直线-分路段32-终点115.2
速度与运行速度的协调性不好。
该段因为受交通量、工程造价等条件限制而将路基宽度由26m降到了24.5m,设计速度由100 k m/h降到了80k m/h,建议在下一设计阶段,充分结合地形条件,调整平、纵面线形,以提高设计速度与运行速度的协调性。
2 结语
我国开展运行速度研究工作,并将其应用于实际设计中的时间并不长,理论基础需要进一步完善,适用于我国公路实际特点的相关参数也还需要继续研究论证,实际操作经验更有待不断积累总结。本文根据现行公路行业参考标准 公路项目安全性评价指南,通过基于某高速公路初步设计阶段平、纵面线形设计的运行速度计算,并结合考虑该高速公路自身的某些因素,运用运行速度协调性评价及设计速度与运行速度协调性评价对线形设计的安全性进行了分析,以便在进行下一阶段设计时能进一步
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湖南交通科技32卷 表4 终点-起点运行速度计算结果
分路段连接形式入口速度/
(k m?h-1)
中部速度/
(km?h-1)
出口速度/
(km?h-1)
V85之差/
(k m?h-1)
备注
终点-分路段32-出口直线0.095.1120.0
入口直线-分路段31-出口直线120.0120.0120.00.0计入纵坡修正入口直线-分路段30-出口直线120.0120.0120.00.0
入口直线-分路段29-出口曲线120.0120.0120.00.0计入纵坡修正入口直线-分路段28-出口曲线120.0114.8112.9 5.2弯坡组合
入口曲线-分路段27-出口直线112.9107.2109.3 5.6
入口曲线-分路段26-出口直线109.3120.0120.010.7
入口直线-分路段25-出口直线120.0117.8115.7 4.3计入纵坡修正入口直线-分路段24-出口曲线115.7120.0120.0 4.3
入口直线-分路段23-出口直线120.0114.2115.6 4.4
入口曲线-分路段22-出口直线115.6120.0120.0 4.4
入口直线-分路段21-出口直线120.0120.0120.00.0计入纵坡修正入口直线-分路段20-出口直线120.0120.0120.00.0
入口直线-分路段19-出口直线120.0120.0120.00.0计入纵坡修正入口直线-分路段18-出口直线120.0120.0120.00.0
入口直线-分路段17-出口直线120.0120.0120.00.0计入纵坡修正入口直线-分路段16-出口曲线120.0120.0120.00.0
入口直线-分路段15-出口直线120.0114.8116.2 3.8
入口曲线-分路段14-出口直线116.2120.0120.0 3.8
入口直线-分路段13-出口直线120.0120.0120.00.0计入纵坡修正入口直线-分路段12-出口直线120.0120.0120.00.0
入口直线-分路段11-出口直线120.0120.0120.00.0计入纵坡修正入口直线-分路段10-出口曲线120.0120.0120.00.0
入口直线-分路段9-出口曲线120.0114.8116.6 3.4
入口曲线-分路段8-出口曲线116.6109.5112.0 4.6
入口曲线-分路段7-出口曲线112.0108.5107.5 3.4弯坡组合
入口曲线-分路段6-出口直线107.5102.1104.7 3.9
入口曲线-分路段5-出口直线104.7104.7104.70.0匀速行驶
入口直线-分路段4-出口曲线104.7108.7112.57.8计入纵坡修正入口直线-分路段3-出口曲线112.5111.9110.60.6弯坡组合
入口曲线-分路段2-出口直线110.6105.1107.3 4.6入口曲线-分路段1-起点107.3120.0
提高线形设计的安全性,更好地贯彻以人为本、运行安全的设计理念。
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