公路線(xiàn)形是車(chē)輛運行的直接載體，一旦確定，無(wú)論優(yōu)劣，都很難改變，高速公路尤其如此。這就要求公路設計者應特別重視線(xiàn)形設計質(zhì)量，任何一個(gè)不安全的指標、一個(gè)不良的組合設計都可能形成交通安全隱患，設計者必須認識到所繪制的每條線(xiàn)不僅是幾何線(xiàn)，還是經(jīng)濟線(xiàn)、能源線(xiàn)、環(huán)境線(xiàn)，更是生命線(xiàn)。
     以往，我們已經(jīng)認識到長(cháng)直線(xiàn)接小半徑等不利線(xiàn)形組合是車(chē)輛運行安全的隱患，但受設計車(chē)速體系制約，該問(wèn)題一直無(wú)法定量化。運行車(chē)速理論提供了解釋和解決該類(lèi)問(wèn)題的方法。有關(guān)研究顯示，大量的公路交通事故是由相鄰路段較大的運行車(chē)速差導致，當相鄰路段運行車(chē)速差超過(guò)某一限值時(shí)，路段存在運行安全隱患，而運行車(chē)速理論的核心就是通過(guò)改善相鄰路段指標組合，降低容許運行車(chē)速差，從而消除安全隱患。
     運行速度作為公路安全設計的主要指標，將指導我國公路設計工作更加關(guān)注“以人為本，注重安全”等新理念，以期在設計階段就消除隱含的一些安全隱患，體現動(dòng)態(tài)設計、考慮駕駛行為。所以根據基本的平、縱、橫設計數據，進(jìn)行運行速度測算分析；以分析結果指導路線(xiàn)設計與優(yōu)化，將逐漸成為我國公路設計工作（流程）中不可或缺的重要一環(huán)。
 
01運行速度的定義及路段劃分
     運行車(chē)速是在單元路段上車(chē)輛的實(shí)際行駛速度。因不同車(chē)輛在行駛過(guò)程中可能采用不同車(chē)速，通常按統計學(xué)中測定的從高速到低速排列第85個(gè)百分點(diǎn)對應的車(chē)輛行駛速度作為運行車(chē)速。有別于設計車(chē)速的人為規定，運行車(chē)速是一個(gè)統計學(xué)指標，是單元路段車(chē)輛實(shí)際行駛速度。因此，運行速度的定義：是指在特定路段（無(wú)橫向干擾等）上，在干凈、潮濕條件下，在自由流的情況下，85%的駕駛員行車(chē)不會(huì )超過(guò)的行駛速度，簡(jiǎn)稱(chēng)V85。
     運行車(chē)速計算之前，首先要對路線(xiàn)進(jìn)行單元路段劃分，通過(guò)《公路項目安全性評價(jià)指南》中的預測模型公式計算出單元路段特征點(diǎn)的運行速度（v85），然后根據各單元路段特征點(diǎn)的運行速度之差（△v85）進(jìn)行評價(jià)，最后按評價(jià)結果指導路線(xiàn)線(xiàn)形最優(yōu)設計。
     路線(xiàn)單元路段通常劃分為直線(xiàn)段、縱坡段、小半徑組合段、彎坡組合段、短直線(xiàn)段等路段類(lèi)型。
     直線(xiàn)段是指路線(xiàn)縱坡小于3%的直線(xiàn)段或曲線(xiàn)半徑大于1000m且縱坡小于3%的曲線(xiàn)段。
     小半徑組合段是指曲線(xiàn)半徑小于等于1000m且縱坡小于3%的曲線(xiàn)段。
縱坡段是指路線(xiàn)縱坡大于等于3%的直線(xiàn)段或曲線(xiàn)半徑大于1000m且縱坡大于等于3%的曲線(xiàn)段。
     彎坡組合段是指路線(xiàn)曲線(xiàn)半徑小于等于1000m且縱坡大于等于3%的曲線(xiàn)段。
      短直線(xiàn)段是指曲線(xiàn)半徑小于等于1000m的兩曲線(xiàn)之間直線(xiàn)長(cháng)度小于200m的路段。
 
02運行速度的測算
     在任選一個(gè)方向進(jìn)行第一次的運行速度v85測算時(shí)，首先要推算與設計路段銜接的相鄰路段達到該路段時(shí)的實(shí)際速度，作為本路段的初始運行速度v0，然后根據所劃分的路段類(lèi)型，按照相應的速度測算模型進(jìn)行運行速度v85的測算。
如果劃分路段位于路線(xiàn)的起、終點(diǎn)，初始運行速度v0如何確定？一般可通過(guò)調查點(diǎn)的現場(chǎng)觀(guān)測或按01表查取各種設計速度對應的小客車(chē)和大型貨車(chē)的運行速度，作為該路段的初始運行速度v0。
表01 設計速度與運行速度v0間的對應關(guān)系表

設計速度（km/h）		60	80	100	120
初始運行速度v0	小客車(chē)	80	95	110	120
	大貨車(chē)	55	65	75	75

2.1直線(xiàn)段運行速度的測算
     《公路項目安全性評價(jià)指南》中直線(xiàn)段運行速度的測算是采用勻加速穩定運行模型，其公式為：vs=，式中：
vs——直線(xiàn)段終點(diǎn)處的運行速度（m/s）；
v0——直線(xiàn)段起點(diǎn)處的初始運行速度（m/s）；
a0——直線(xiàn)段起點(diǎn)處的初始運行速度（m/s2）；
S——直線(xiàn)段長(cháng)度（m）。
      小客車(chē)和大型貨車(chē)在直線(xiàn)段上都有一個(gè)期望運行速度ve，當初始運行速度v0小于期望運行速度ve時(shí)為變加速過(guò)程，直至達到期望運行速度的為勻速行駛。當利用上面公式，計算直線(xiàn)段終點(diǎn)處的運行速度vs大于期望運行速度ve時(shí)，應把期望運行速度ve代入上面公式，反算出S，算出實(shí)際的變加速長(cháng)度，根據起點(diǎn)樁號推出變加速樁號段落范圍和勻速行駛樁號段落范圍。
表02 直線(xiàn)段期望運行速度和推薦加速度值

車(chē)   型	小客車(chē)	大貨車(chē)
期望運行速度ve（km/h）	120	75
推薦加速度值a0（m/s2）	0.15～0.50	0.20～0.25

 
2.2小半徑組合段運行速度的測算
     《公路項目安全性評價(jià)指南》中小半徑組合段運行速度的測算是采用平曲線(xiàn)速度預測模型，分進(jìn)入曲線(xiàn)前線(xiàn)形為直線(xiàn)、進(jìn)入曲線(xiàn)前線(xiàn)形為曲線(xiàn)、駛出曲線(xiàn)后接直線(xiàn)線(xiàn)形、駛出曲線(xiàn)后接曲線(xiàn)四種情形，利用03表相應的公式，計算出曲線(xiàn)中部速度和曲線(xiàn)出口處的速度。
表03 平曲線(xiàn)上的速度預測模型

曲線(xiàn)連接形式		平曲線(xiàn)模型
入口直線(xiàn)-曲線(xiàn)	小客車(chē)	vmiddle=-24.212+0.834vin+5.729lnRnow
	大貨車(chē)	vmiddle=-9.432+0.963vin+1.522lnRnow
入口曲線(xiàn)-曲線(xiàn)	小客車(chē)	vmiddle=1.277+0.924vin+6.19lnRnow-5.959lnRback
	大貨車(chē)	vmiddle=-24.472+0.990vin+3.629lnRnow
出口曲線(xiàn)-直線(xiàn)	小客車(chē)	vout=11.946+0.908vmiddle
	大貨車(chē)	vout=5.217+0.926vmiddle
出口曲線(xiàn)-曲線(xiàn)	小客車(chē)	vout=-11.299+0.936vmiddle-2.0601lnRnow+5.203lnRfront
	大貨車(chē)	vout=5.899+0.925vmiddle-1.005lnRnow+0.329lnRfront

表中：
vin ——曲線(xiàn)入口速度（km/h）；
vmiddle ——曲線(xiàn)中部速度（km/h）；
vout ——曲線(xiàn)出口速度（km/h）；
Rnow——曲線(xiàn)半徑（m）；
Rback——前接曲線(xiàn)半徑（m）；
Rfron——后續曲線(xiàn)半徑（m）；
2.3縱坡段運行速度的測算
     《公路項目安全性評價(jià)指南》中縱坡段運行速度的測算是功率重量比P標定模型和圖表修正法，根據前一段測算的運行速度加上縱坡段長(cháng)度乘以04表對應的單位修正數，即可測算出縱坡段終點(diǎn)處的運行速度。
表04 縱坡下各車(chē)型運行速度的修正

縱坡坡度		速度調整值
		小客車(chē)	大貨車(chē)
上坡	3%≤坡度≤4％	降低5km/h/1000m	按圖01所示速度折減量與坡長(cháng)的關(guān)系曲線(xiàn)進(jìn)行調整
	坡度＞4％	降低8km/h/1000m
下坡	3%≤坡度≤4％	增加10km/h/500m	增加10km/h/500m
	坡度＞4％	增加10km/h/500m	增加15km/h/500m

 
2.4彎坡組合段運行速度的測算
     《公路項目安全性評價(jià)指南》中彎坡組合段運行速度的測算是采用兩階段彎坡模型和線(xiàn)形組合彎坡模型，也分進(jìn)入彎坡組合段前線(xiàn)形為直線(xiàn)、進(jìn)入彎坡組合段前線(xiàn)形為曲線(xiàn)、駛出彎坡組合段后接直線(xiàn)線(xiàn)形、駛出彎坡組合段后接曲線(xiàn)四種情形，利用05表相應的公式，計算出彎坡組合段中部速度和彎坡組合段出口處的速度。
表05 彎坡組合線(xiàn)形下的運行速度預測模型

曲線(xiàn)連接形式		彎坡組合運行速度預測值
入口直線(xiàn)-曲線(xiàn)	小客車(chē)	vmiddle=-31.669+0.574vin+11.714lnRnow+0.176inowl
	大貨車(chē)	vmiddle=1.782+0.859vin-0.51inowl+1.196lnRnow
入口曲線(xiàn)-曲線(xiàn)	小客車(chē)	vmiddle=0.750+0.802vin+2.717lnRnow-0.281inowl
	大貨車(chē)	vmiddle=-1.798+0.248lnRnow+0.977vin-0.133inowl+0.23lnRback
出口曲線(xiàn)-縱坡	小客車(chē)	Car:vout=27.294+0.720vmiddle-1.444inow2
	大貨車(chē)	Truck:vout=13.490+0.797vmiddle-0.697inow2
出口曲線(xiàn)-曲線(xiàn)	小客車(chē)	Car:vout =1.819+0.839vmiddle+1.427lnRnow+0.782lnRfront-0.48inow2
	大貨車(chē)	Truck:vout=26.837+0.109lnRfront-3.039lnRnow-0.594inow2+0.830 middle

注：①表中R∈[120，1000]U[2%，6%]；
 ②vin、vmiddle、vout—分別為駛入曲線(xiàn)的速度、曲中或變坡點(diǎn)前的速度、駛出曲線(xiàn)的速度；
 ③Rback、Rnow，Rfront—分別為駛入曲線(xiàn)前的半徑、所在曲線(xiàn)的半徑、前曲線(xiàn)的半徑；
 ④inowl、inow2—分別為曲線(xiàn)前后兩段的不同坡度。
 
2.5短直線(xiàn)段運行速度的測算
       短直線(xiàn)段運行速度的測算按直線(xiàn)段運行速度的測算方法進(jìn)行測算。
 
03運行速度的評價(jià)標準
評價(jià)指標是采用相鄰路段運行速度的差值△v85。
∣△v85∣<10km/h：運行速度協(xié)調性好。
∣△v85∣為10～20km/h：運行速度協(xié)調性較好。條件允許時(shí)盡量調整相鄰路段技術(shù)指標，使運行速度的差值小于或等于10km/h。
∣△v85∣>20km/h：運行速度協(xié)調性不良。相鄰路段應重新調整平、縱面設計。
 
04運行速度的安全性檢驗
     同一路段設計計速度與運行速度的差值大于20km/h時(shí)，應對該路段進(jìn)行安全性檢驗，如平曲線(xiàn)半徑、緩和曲線(xiàn)長(cháng)度、最小直線(xiàn)長(cháng)度、停車(chē)視距等的檢驗，合理運用v85計算值調整相應的技術(shù)指標，或增加爬坡車(chē)道、緊急停車(chē)帶、緊急避險車(chē)道等必要的措施，從而達到安全行車(chē)的目的。
     對于線(xiàn)形確實(shí)難以調整的特殊困難路段（如老路改造，若調整線(xiàn)形將導致大量廢棄工程時(shí)），則應采取以下安全性措施：
1）改善視距，增加線(xiàn)形誘導標志，使駕駛人主動(dòng)提前減速；
2）增設限速標志，設置減速振蕩線(xiàn)，迫使駕駛人被動(dòng)減速；
3）加大曲線(xiàn)超高，降低以較高速度行駛車(chē)輛的風(fēng)險。
 
05結束語(yǔ)
     運行車(chē)速理論具有充分顧及交通安全的人性化特點(diǎn)、保證線(xiàn)形與實(shí)際運行車(chē)速緊密協(xié)調的優(yōu)勢，是我國公路設計理論和體系的發(fā)展方向，因此，按設計車(chē)速理論進(jìn)行設計的過(guò)程中，應開(kāi)展運行車(chē)速安全性檢驗工作，從而提高路線(xiàn)線(xiàn)形設計質(zhì)量。