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【摘 要】 绝大部分研究表明， 交通事故的发生与平均速度、速度梯度、速度方差存在着一定的相关关系。由于各国高速公路的行车环境、车辆组成、驾驶员的驾驶习惯以及事故统计方法等均有较大不同， 尤其在车辆性能方面我国与发达国家有很大的差異； 我国大车在高速公路上的运行速度远远低于小车的速度， 再加上大车超载， 司机疲劳驾驶等因素更加重了我国高速公路安全的不利形势.本文探讨了应用运行车速进行高速公路超高设计，考虑横向力系数的取值变化，从而使道路达到较高的质量标准。
【关键词】 事故率；运行速度；超高设计；横向力系数
【Abstract】 the vast majority of studies have shown that traffic accidents happened and average velocity， velocity gradient， there is a certain correlation between the velocity variance. As countries of highway driving environment and vehicle， the driver's driving habits， as well as the method of accident statistics， etc all have big different， especially in terms of vehicle performance has a great difference between China and developed countries； Cart running speed on the highway in our country is far lower than the speed of the car， plus the cart overload， driver fatigue driving factors is adding to the adverse situation in our country highway traffic safety. This paper probes into the application running speed in highway design， considering the lateral force coefficient value of change， so that the road to achieve high quality standards.
【Key words】 accident rate； Running speed； Super design； Lateral force coefficient.
引言
有关研究显示，大量的公路交通事故是由相邻路段较大的运行车速差导致，当相邻路段运行车速差超过某一限值时，路段存在运行安全隐患。从车速入手，建立其与交通事故的一般联系，从多方面反映道路交通安全的特性，是非常必要的。文章结合现行公路路线设计规范，通过对横向力系数取值的分析，建立高速公路平曲线段超高值的优选模型，以保障驾驶员在平曲线路段的行驶安全性和舒适性。并根据运行速度和交通组成优选出超高的合理取值。
1运行速度的定义及路段划分
运行车速是在单元路段上车辆的实际行驶速度。因不同车辆在行驶过程中可能采用不同车速，通常按统计学中测定的从高速到低速排列第85个百分点对应的车辆行驶速度作为运行车速。有别于设计车速的人为规定，运行车速是一个统计学指标，是单元路段车辆实际行驶速度。因此，运行速度的定义：是指在特定路段（无横向干扰等）上，在干净、潮湿条件下，在自由流的情况下，85%的驾驶员行车不会超过的行驶速度，简称V85。运行车速计算之前，首先要对路线进行单元路段划分，通过《公路项目安全性评价指南》中的预测模型公式计算出单元路段特征点的运行速度（v85），然后根据各单元路段特征点的运行速度之差（△v85）进行评价，最后按评价结果指导路线线形最优设计。路线单元路段通常划分为直线段、纵坡段、小半径组合段、弯坡组合段、短直线段等路段类型。
2空间曲率评价指标及事故预测模型
2.1通过分析公路平、纵、横线形指标对公路安全性的影响.
有学者通过研究路段运行车速特征指标与安全性评价指标的关系，首次提出针对高速公路和一级公路的路线一致性评价模型和指标（即空间曲率评价指标），建立了一致性评价标准。空间曲率与事故率呈抛物线关系，式中：I为事故率（次/百万车公里），Kl为累积空间曲率。根据我国高速公路安全性服务水平的安全性分级标准，当I=0.65次/百万车公里，空间曲率累计值为0.2899，当I=0.8次/百万车公里，空间曲率累计值为0.3283。
3.3纵坡段运行速度的测算
《公路项目安全性评价指南》中纵坡段运行速度的测算是功率重量比P标定模型和图表修正法，根据前一段测算的运行速度加上纵坡段长度乘以04表对应的单位修正数，即可测算出纵坡段终点处的运行速度。
3.4弯坡组合段运行速度的测算
《公路项目安全性评价指南》中弯坡组合段运行速度的测算是采用两阶段弯坡模型和线形组合弯坡模型，也分进入弯坡组合段前线形为直线、进入弯坡组合段前线形为曲线、驶出弯坡组合段后接直线线形、驶出弯坡组合段后接曲线四种情形，利用05表相应的公式，计算出弯坡组合段中部速度和弯坡组合段出口处的速度。
注：①表中R∈[120，1000]U[2%，6%]；②vin、vmiddle、vout—分别为驶入曲线的速度、曲中或变坡点前的速度、驶出曲线的速度；
3.5短直线段运行速度的测算 短直线段运行速度的测算按直线段运行速度的测算方法进行测算。
4横向力系数分析
4.1横向力系数的选择
由表1所得的横向力系数阈值，从理论上是可以达到的。但是以设计车速120km/h对应横向力系数阈值9.6%为例。计算不设超高的极限最小半径值R=V127μ=1202127×0.096=1181m，计算结果表明只要平曲线半径大于1181m就可以不设超高，完全由横向附着系数来平衡离心力，但从安全性和舒适性方面考虑，该结果显然与实际情况不相符合。公路工程技术标准（JTGB01-2003）在计算不设超高的最小半径时，选取横向力系数μ=0.035。本文假定，横向力系数值μ的理想界限应该小于等于0.035，如果汽车在平曲线上行驶时所需要的横向力系数μ>0.035，则说明对该辆汽车而言，安全性和舒适性是不理想的。且μ-0.035越大，则越不理想；反之，如果汽车行驶时需要的μ≤0.035，则对该辆汽车而言是理想的，且μ-0.035越小，则越理想。
4.2横向力系数阈值
横向力系数是汽车在平曲线上行驶时，稳定状态（即不发生侧向滑移、倾覆等）下，其横向分力和车重的比值，当超高值过大时，横向力系数可以平衡部分超高；当超高值过小时，横向力系数可以补充部分超高。所以，横向力系数是处于不断变化中的，但其阈值达到或者接近横向附着系数时，车辆已经处于滑移的临界状态。AASHTO于1984年给出了横向力系数阈值与设计车速的拟合公式，根据公式计算出各设计车速对应的横向力系数阈值不仅满足正常路面条件下的横向安全性，而且在路面横向附着力降低时，仍然是安全的。
5超高值优选模型
结合《公路交通安全实施设计细则》中我国对各高速公路不同车型运行速度统计值，可得出如表2所示的我国高速公路（设计车速为120km/h）不同车型的运行速度和占有率。
6结论及展望
从满足更多的车辆行驶安全性和舒适性考虑，本文尝试采用优选的方法确定高速公路平曲线超高取值。并通过计算择优，具有一定的合理性。同时，本文采用的高速公路交通组成是统计值，而运行速度采用不同路段测算值代入上述計算公式。但不同地区都有差异，细化到某一地区、某一路段则可以通过一定的数理统计方法对交通组成进行预测，并对运行速度进行测算。然后使用优选的方法给出某一地区、某一路段的超高优选值。
参考文献：
[1]JTGD20-2006，公路路线设计规范[S].北京：人民交通出版社，2006.
[2]杨少伟.道路勘测设计（第二版）.北京：人民交通出版社，2004.
[3]JTGB01-2003，公路工程技术标准[S].
[4]杨少伟.可能速度与公路线形方法设计[J].西安：长安大学博士学位论文，2004.
[5]张海忠，麻辉东.公路超高设计运用探讨[J].中南公路工程，2005（4）：1-4.
[6]交通部公路司.新概念公路设计指南[M].北京：人民交通出版社，2005：43-45
[7]吴丽丽.运行速度在公路路线优化设计中的应用[J].交通工程，2013，（2）：105-107.
[8]高建平.成渝高速公路重庆段安全事故分析研究[J].重庆交通学院学报，2003，22（3）.
[9]吴立新.双车道公路线形与交通安全的关系研究[D].吉林大学，2006.
[10]刘志强，宫镇，蔡东.道路交通事故多发点鉴别[J].交通运输工程学报，2003，3（2）：120-123.
【关键词】 事故率；运行速度；超高设计；横向力系数
【Abstract】 the vast majority of studies have shown that traffic accidents happened and average velocity， velocity gradient， there is a certain correlation between the velocity variance. As countries of highway driving environment and vehicle， the driver's driving habits， as well as the method of accident statistics， etc all have big different， especially in terms of vehicle performance has a great difference between China and developed countries； Cart running speed on the highway in our country is far lower than the speed of the car， plus the cart overload， driver fatigue driving factors is adding to the adverse situation in our country highway traffic safety. This paper probes into the application running speed in highway design， considering the lateral force coefficient value of change， so that the road to achieve high quality standards.
【Key words】 accident rate； Running speed； Super design； Lateral force coefficient.
引言
有关研究显示，大量的公路交通事故是由相邻路段较大的运行车速差导致，当相邻路段运行车速差超过某一限值时，路段存在运行安全隐患。从车速入手，建立其与交通事故的一般联系，从多方面反映道路交通安全的特性，是非常必要的。文章结合现行公路路线设计规范，通过对横向力系数取值的分析，建立高速公路平曲线段超高值的优选模型，以保障驾驶员在平曲线路段的行驶安全性和舒适性。并根据运行速度和交通组成优选出超高的合理取值。
1运行速度的定义及路段划分
运行车速是在单元路段上车辆的实际行驶速度。因不同车辆在行驶过程中可能采用不同车速，通常按统计学中测定的从高速到低速排列第85个百分点对应的车辆行驶速度作为运行车速。有别于设计车速的人为规定，运行车速是一个统计学指标，是单元路段车辆实际行驶速度。因此，运行速度的定义：是指在特定路段（无横向干扰等）上，在干净、潮湿条件下，在自由流的情况下，85%的驾驶员行车不会超过的行驶速度，简称V85。运行车速计算之前，首先要对路线进行单元路段划分，通过《公路项目安全性评价指南》中的预测模型公式计算出单元路段特征点的运行速度（v85），然后根据各单元路段特征点的运行速度之差（△v85）进行评价，最后按评价结果指导路线线形最优设计。路线单元路段通常划分为直线段、纵坡段、小半径组合段、弯坡组合段、短直线段等路段类型。
2空间曲率评价指标及事故预测模型
2.1通过分析公路平、纵、横线形指标对公路安全性的影响.
有学者通过研究路段运行车速特征指标与安全性评价指标的关系，首次提出针对高速公路和一级公路的路线一致性评价模型和指标（即空间曲率评价指标），建立了一致性评价标准。空间曲率与事故率呈抛物线关系，式中：I为事故率（次/百万车公里），Kl为累积空间曲率。根据我国高速公路安全性服务水平的安全性分级标准，当I=0.65次/百万车公里，空间曲率累计值为0.2899，当I=0.8次/百万车公里，空间曲率累计值为0.3283。
3.3纵坡段运行速度的测算
《公路项目安全性评价指南》中纵坡段运行速度的测算是功率重量比P标定模型和图表修正法，根据前一段测算的运行速度加上纵坡段长度乘以04表对应的单位修正数，即可测算出纵坡段终点处的运行速度。
3.4弯坡组合段运行速度的测算
《公路项目安全性评价指南》中弯坡组合段运行速度的测算是采用两阶段弯坡模型和线形组合弯坡模型，也分进入弯坡组合段前线形为直线、进入弯坡组合段前线形为曲线、驶出弯坡组合段后接直线线形、驶出弯坡组合段后接曲线四种情形，利用05表相应的公式，计算出弯坡组合段中部速度和弯坡组合段出口处的速度。
注：①表中R∈[120，1000]U[2%，6%]；②vin、vmiddle、vout—分别为驶入曲线的速度、曲中或变坡点前的速度、驶出曲线的速度；
3.5短直线段运行速度的测算 短直线段运行速度的测算按直线段运行速度的测算方法进行测算。
4横向力系数分析
4.1横向力系数的选择
由表1所得的横向力系数阈值，从理论上是可以达到的。但是以设计车速120km/h对应横向力系数阈值9.6%为例。计算不设超高的极限最小半径值R=V127μ=1202127×0.096=1181m，计算结果表明只要平曲线半径大于1181m就可以不设超高，完全由横向附着系数来平衡离心力，但从安全性和舒适性方面考虑，该结果显然与实际情况不相符合。公路工程技术标准（JTGB01-2003）在计算不设超高的最小半径时，选取横向力系数μ=0.035。本文假定，横向力系数值μ的理想界限应该小于等于0.035，如果汽车在平曲线上行驶时所需要的横向力系数μ>0.035，则说明对该辆汽车而言，安全性和舒适性是不理想的。且μ-0.035越大，则越不理想；反之，如果汽车行驶时需要的μ≤0.035，则对该辆汽车而言是理想的，且μ-0.035越小，则越理想。
4.2横向力系数阈值
横向力系数是汽车在平曲线上行驶时，稳定状态（即不发生侧向滑移、倾覆等）下，其横向分力和车重的比值，当超高值过大时，横向力系数可以平衡部分超高；当超高值过小时，横向力系数可以补充部分超高。所以，横向力系数是处于不断变化中的，但其阈值达到或者接近横向附着系数时，车辆已经处于滑移的临界状态。AASHTO于1984年给出了横向力系数阈值与设计车速的拟合公式，根据公式计算出各设计车速对应的横向力系数阈值不仅满足正常路面条件下的横向安全性，而且在路面横向附着力降低时，仍然是安全的。
5超高值优选模型
结合《公路交通安全实施设计细则》中我国对各高速公路不同车型运行速度统计值，可得出如表2所示的我国高速公路（设计车速为120km/h）不同车型的运行速度和占有率。
6结论及展望
从满足更多的车辆行驶安全性和舒适性考虑，本文尝试采用优选的方法确定高速公路平曲线超高取值。并通过计算择优，具有一定的合理性。同时，本文采用的高速公路交通组成是统计值，而运行速度采用不同路段测算值代入上述計算公式。但不同地区都有差异，细化到某一地区、某一路段则可以通过一定的数理统计方法对交通组成进行预测，并对运行速度进行测算。然后使用优选的方法给出某一地区、某一路段的超高优选值。
参考文献：
[1]JTGD20-2006，公路路线设计规范[S].北京：人民交通出版社，2006.
[2]杨少伟.道路勘测设计（第二版）.北京：人民交通出版社，2004.
[3]JTGB01-2003，公路工程技术标准[S].
[4]杨少伟.可能速度与公路线形方法设计[J].西安：长安大学博士学位论文，2004.
[5]张海忠，麻辉东.公路超高设计运用探讨[J].中南公路工程，2005（4）：1-4.
[6]交通部公路司.新概念公路设计指南[M].北京：人民交通出版社，2005：43-45
[7]吴丽丽.运行速度在公路路线优化设计中的应用[J].交通工程，2013，（2）：105-107.
[8]高建平.成渝高速公路重庆段安全事故分析研究[J].重庆交通学院学报，2003，22（3）.
[9]吴立新.双车道公路线形与交通安全的关系研究[D].吉林大学，2006.
[10]刘志强，宫镇，蔡东.道路交通事故多发点鉴别[J].交通运输工程学报，2003，3（2）：120-123.