山区双车道公路路线设计参数研究.docVIP

西部交通建设科技项目 合同号：2003 318 223 22 山区双车道公路报告 交通部公路科学研究 2007年月 2个省市区中，山区所占的比例更高达80%以上。相对于平原地区而言，山区的地形、地质、水文等自然条件复杂，生态环境制约较大，限制条件与影响因素众多。公路线形指标的合理与否不仅直接影响到构造物的设置、环境的破坏程度以及建设费用，还关系到驾乘人员行驶的安全性。据近5年来的交通事故统计资料：在各种道路交通事故次数与死亡人数中，双车道公路所占比重分别达到65.5%和78.8%。因此，要建设出运行安全舒适、工程经济合理、适应周边环境的山区双车道公路，路线设计指标的选择和合理应用就显得尤为重要和极具指导意义。 本项目1．现行《标准》和《规范》适应性分析 2．确定山区双车道公路设计车型及其动力特性 研究采用基于双因素聚类分析的车辆分类方法×1.8×2.0、大型车12.0×2.5×4.0。从考虑公路运输现状和今后五年汽车工业发展出发，建议用于山区双车道公路设计的设计车型和外廓尺寸标准仍采用《标准》的规定值。 表 双车道公路中，以功率载重比和外廓尺寸划分的车辆类型 ×1.8×2.0) 微型面包车及其改装车、越野吉普车、客货两用车、小轿车、轻型货车、中型面包车、多功能商务车等 大型车 (12.0×2.5×4.0) 载货汽车、大客车、重型载货汽车、半拖挂等 （2）纵断面的设计车型选择 在山区公路路线设计中，载重汽车的动力性能对于公路使用性能和安全性能的影响很大，且当前载重汽车的动力性能也发生了明显的变化，因此，本研究特别补充了用于公路纵断面设计的载重汽车动力性能标准，以指导公路纵坡和坡长的设计。根据载重吨位与功率比的累计分布曲线图，确定公路纵断面设计的标准车型为功率重量比在9Kw/t至10Kw/t之间的载重车，载重吨位在8t左右。实际车型选择使用大型汽车制造厂的车型，如东风、解放系列车型。 图2.1 载重车功率比和载质量累计分布曲线 （3）设计车型的上坡动力性能曲线 根据对设计车型的上坡运行试验分析，建立了设计车型的上坡动力性能曲线，该曲线是山区双车道公路纵断面设计的基础。单独建立设计车型的动力性能曲线还不足以指导纵坡设计，设计车型在坡道上的速度折减量与纵坡之间的关系是决定纵坡设计的关键依据。因此，项目研究在大量试验的基础上建立了速度折减量与坡度、坡长之间的关系曲线。 图 设计车型的速度—坡长曲线图 3．建立山区双车道公路运行速度模型 择典型路段，在各类典型路段上观测大量的速度数据，对观测数据进行统计分析，发现速度与公路功能具有良好的相关性，不同功能类型的公路，速度分布情况是不一样的。总体上是从干线公路到集散公路再到地方公路，自由流速度是呈下降的趋势。从方便和实用出发取整为5km/h并给出公路功能的速度表。表 不同功能公路速度表 V85速度折减(km/h) 1 0 2 -5.0 3 -10.0 4 -15.0 5 -20.0 出入口是公路网中公路与公路或主路与支路之间平面交叉最普遍的形式之一。由于出入口的存在，车辆的运行速度会受到出入口的影响而减速。出入口越复杂，交通越混乱，主线公路车辆的速度降低得越严重。为了量化出入口设施对双车道公路运行速度的影响程度，引入出入口密度的概念，指道路单位里程内在其两侧设置的出入口设施的个数的总和。根据出入口的实测数据，绘出车辆运行速度与出入口间距的关系图，由关系图计算得到的速度修正值与出入口密度的关系。 图3.1 出入口间距与速度的关系 表3.3 出入口间距与速度修正值 出入口间距 (km) 出入口密度 (个/km) 速度修正值（km/h） 80 km/h 60 km/h 40km/h 0.2 5.0 -18.0 -12.5 -6.0 0.4 2.5 -6.0 -3.5 -3.0 1.0 1.0 -2.0 -1.0 -1.0 2.0 0.5 -0.5 -0.5 -0.5 （4）地形对速度的影响山区双车道公路中，对速度的影响。基于驾驶员心、生理反应的路线设计关键参数 （1）基于驾驶员心、生理反应的驾驶负荷度标准基于驾驶舒适性的路线设计指标 图4.1 双车道平曲线半径指标与心率增长率关系 通过对实测数据进行分析，得到平曲线半径与速度、心率增长率的数学模型，结合驾驶负荷度得到了驾驶舒适性的平曲线半径设计指标。在平曲线半径小于100m时，心率增长率大于40%，平曲线半径280m时对应的心率增长率为30%，当平曲线半径大于600m时心率增长率小于20%，因此，曲线半径在280~600m是最佳的。 采用实测的心率增长率、坡度、坡长和速度数据，通过回归的方法建立了下坡行驶的心率增长率模型，据该模型和舒适性阈值，提出不同坡度下的坡长建议