本文主要针对现行的以计算行车速度为唯一指标的设计方法存在的一些问题，在国内外运行车速模型的研究基础上，提出一种基于高速公路线形的运行车速预测模型。模型是建立于人、车、路三种因素之上，主要从道路的平纵线形，汽车的动力性能、刹车性能、行驶性能以及驾驶员的舒适性着手，分析了纵面、平面以及平纵组合线形上汽车运行车速的模型；接着分别对两种车型(小客车、大货车)提出不同的路段划分原则和方法，并利用以上的车速模型对两种车型的车速模型进行整合，从而得到各种划分路段下两种车型车速预测模型的计算方法；通过野外车速试验调查，验证了研究的车速预测模型的可行性。 最后，利用本研究成果，对广梧高速公路全线的运行车速进行预测，提出爬坡车道的设置位置；并提出高速公路纵坡坡长、坡度指标的建议值，为山区高速公路设计提供参考。