基于可靠度的道路平纵线形设计研究

摘要

公路路线设计中常有采用准临界指标值的情况，虽符合设计规范，但明显带来安全隐患；对平、纵指标组合，设计规范大多是定性的引导，没有明确的定量规定，路线设计阶段的安全性缺乏有效的量化评价方法。另外，传统的道路路线设计没有考虑影响因素的复杂性与不确定性，但实际中路线设计满足预定功能的能力不能事先用定值确定，因此在公路设计中逐渐引入基于概率论的极限状态理论--可靠度理论。
　　首先，深入分析影响道路平、纵线形指标的随机变量属性及其相互关系，采用一次二阶矩法与蒙特卡洛模拟方法，用Matlab软件编程，建立了平曲线半径、坡度与坡长的可靠度模型，用可靠度与失效概率作为表征可靠度的指标，在变量敏感性分析基础上，得出基于可靠度的路线参数合理取值。
　　其次，选取合适的平、纵线形组合影响因素，提出了基于曲线前必需视距(previewsight distance，PVSD)法的可靠度计算方法与基于层次分析法的平、纵线形组合可靠度分析方法。
　　最后，结合工程实际案例，建立了路线设计指标可靠度与事故指标间的关系，对可靠度理论在路线设计与安全评价中的可行性进行验证。
　　可靠度理论应用于道路线形设计中，解决了传统的“确定值法”无法衡量设计值与极限值偏差造成的安全影响的问题，得出的设计指标更符合实际运行特性，是道路设计与安全评价领域新的探索。