针对公路线形连续是保证汽车安全行驶的基本要求，提出了运行速度与设计速度合理匹配的路线设计理念， 分析了高等级公路保证线形连续的条件。

【关键词】线形连续；运行速度；设计速度

公路线形是构成公路的骨架，它支配着整个公路规划、设计和施工。线形设计良好与否，对汽车行驶安全、舒适、经济及公路交通量都具有决定性的影响。线形设计主要包括平面、纵面及其组合设计，衡量设计好坏的标准，看各要素指标（如视距、超高、纵坡、曲线半径等）是否选用合理以及是否遵循组合设计原则并与沿线的环境、景观相协调， 使驾驶员在视觉上能保持线形的连续，在心理上有舒适和安全感。

1.线形连续性的设计思路

公路线形的连续性是路线设计的基本要求之一，但我国目前所使用的技术标准和设计规范中对连续性的标准并无明确的要求。如《公路工程技术标准》中规定“ 线形设计，应考虑车辆行驶的安全舒适，驾驶员的视觉和心理反应。引导驾驶人员的视线， 保持线形的连续性” 《公路路线设计规范》中指出“等级较高的公路应注重立体线形设计， 使驾驶员在视觉上能保持线形的连续性，在心里上有舒适感和安全感，并与沿线的环境、景观相协调”等。

目前国外对于线形连续性的研究有很多，主要分为基于速度的研究、基于安全的研究、基于驾驶员操作难易的研究。其中基于速度的研究比较成熟，因为道路线形连续与否对车辆产生的影响首要表现在车速上，车速变化的大小也就代表着线形连续程度。

2.线形连续性分析

2.1运行速度与设计速度匹配分析

设计速度为路线设计的关键参数，其值一旦选定， 道路各项参数指标随之确定。若一条高等级公路全路段采用一种设计车速设计公路线形， 其设计成果线形必定组合协调、美观，驾驶员行车视野连续； 同时也最利于保证运行速度与设计车速相一致，但是实际上很难做到。主要因为：（1）整条公路因穿越的地形类别不一样，设计时相邻路段线形指标的取值会有较大差异；（2）汽车实际行驶速度总是随道路线形、车辆动力性能与驾驶员特性等各种条件的改变而变化，具体表现为：相邻路段线形平顺、连续， 车辆能均匀行驶； 相邻路段线形变化频繁且不连续， 车辆运行速度随之变化也快， 使得路段内实际运行车速v行与设计车速v设相差大，即：v设=120kmPh，v行≥130kmPh；v设=100kmPh，v行≥110kmPh；v设=80kmPh，v行≥100kmPh；v设=60kmPh，v行≥80kmPh。总之，高等级公路上在行汽车实际车速v行比设计车速v设普遍要高，且随道路设计车速的降低，这种差别愈明显。

针对不同的道路设计车速标准，在确保在行车辆行车安全的前提下，运行速度与设计车速如何合理匹配？研究表明：相邻路段车辆运行车速变化快而且速差大于20kmPh，表现为运行速度连续性差；运行车速与设计车速相差大且速差大于20kmPh，表现为运行速度协调性差。因此，为保证运行速度有良好的连续性与协调性， 道路质量是关键因素，尤其是线形质量。线形质量好，视线诱导能力强， 行车速度快；线形质量差，行车速度和行车安全受影响，特别在公路线形由高指标向低指标变化路段，这种影响越来越大。

2.2线形曲率变化分析

高等级公路平面线形一般由直线、圆曲线和缓和曲线组成，对各要素所占比例及使用频率并无严格规定。只要各要素使用合理、配置得当，能满足汽车行驶要求，那它们的参数取值，则要视地形情况和人的视觉、心理、道路技术等级等综合条件来确定。做到车辆在设计路段上能安全行驶，其中最重要的反映指标是设计线形要连续，即线形指标均衡、曲率连续变化。对曲率变化取值范围，目前国内尚无规范论证，但规范对相邻路段不同线形组合连接的直线长度、曲线参数及曲率半径有规定，只有曲率连续且在一定范围内变化时，可避免事故黑点路段， 保证汽车快速、顺畅、安全行驶；汽车在曲率变化不连续的路段上行驶， 有时因曲率的跳跃突变，行驶车辆的离心加速度大小及方向也随之突变，导致汽车稳定性差，交通事故不可避免。

图1 曲率连续的路线

美国学者Lamn等提出线形连续的判断标准：当曲度变化率ΔD ≤5°时，线形连续性好；当5°≤ΔD≤10°时，线形连续性一般；当ΔD≥10°时，线形连续性差。把握这一原则，设计的线形真正使驾驶员在视觉上感到线形连续，安全行驶才有保证。

2.3纵断面线形安全设计分析

设计纵坡的大小直接影响行车速度和安全、道路使用质量、运输成本以及工程造价，大的纵坡对载重汽车行驶很不利，上坡会使车速减慢， 妨碍高速行驶，使超车增多、安全性降低；长的下坡会使刹车过热、制动失灵、调档失控。特别是纵坡极限值路段，为了克服高差、缩短展线和节省工程数量，采取连续下坡或上坡，或者上、下坡频繁交替出现， 这都将影响行车安全。另外，大纵坡的应用必须有坡长限制和增设缓和坡道，满足满载的载重车辆在某一指定的上坡道上行驶时，不致发生不合理减速以及克服连续上下坡起到缓冲作用。这样，既使载重汽车不会对其他轻型车和小汽车造成大的干扰，保证了道路的通行能力，又使行车的速度得到较好控制，做到了安全行驶。

2.4平纵组合线形安全设计分析

平纵组合主要指平曲线与竖曲线在一起时，他们技术指标之间的大小匹配应当均衡，不能一方大而缓、而另一方小而急。对于行车速度要求较高的公路，平面线形和纵面线形都不应单独设计，而应相互组合。良好的组合，不仅可减少工程费用，而且能在视觉上自然地诱导司机的视线，并保持视觉的连续性，增进公路的效用、安全和路容；组合不当，线形会失去视觉诱导和心理准备，极易发生交通事故。

3.结语

将线形设计指标与运行速度结合起来分析公路线形的连续性，对高等级公路实施改（扩）建具有重要的理论指导意义。根据以上分析可知，事故的发生大多与车速有关，车速变化大小，一定程度上代表线形连续程度。因此，为满足行车舒适、顺畅，避免交通事故发生，在进行路线设计时，保证车辆运行速度及设计线形的连续性尤为重要。

（1）确定公路几何线形参数必须做到运行速度与设计速度的匹配设计， 一方面，既可保证路线所有相关要素如视距、超高、纵坡、竖曲线半径等指标与设计速度的合理搭配；另一方面，也考虑了公路上绝大多数驾驶员的交通心理需求即更能体现以人为本的交通理念。

（2）判别设计路线平纵线形组合的优劣，透视图、曲率图、坡度图的组合判别是检验路线连续的有效方法。

（3）若局部道路设计中，因客观条件无法满足设计标准的，应从交通管理方面予以补偿，以最大限度地满足道路交通安全的需要。 [科]

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