基于运行速度的山区双车道公路线形的安全评价与改善

摘要

由于设计速度在公路线形设计及安全评价中的局限性,近年来,关于运行速度的研究则成为该领域的的热点。我国对高速公路和一级公路初步提出了运行速度的计算方法和基于运行速度的安全评价方法,并予以推广应用,而对于山区双车道公路尚缺乏合理、实用的方法。我国目前的山区双车道公路线形设计仍然以设计速度为依据,同时,难以采用运行速度进行线形安全评价和改善,导致线形设计存在较多的安全隐患。鉴于山区双车道公路在我国公路网中占有很大的比重,本文以典型的山区双车道公路--黄关公路为研究对象,基于实测的运行速度,提出了山区双车道公路运行速度的计算方法及线形安全评价方法,并应用于黄关公路的线形安全评价和改善,以提高该路的安全性。 在充分研究国内外多种基于运行速度的评价指标和评价方法的基础上,本文提出适合我国山区双车道公路道路安全评价的指标体系,即运行速度与设计速度差(V85-Vd)、运行速度差(△V85)、平均运行速度与设计速度差(Vavg-Vd)、运行速度变差系数(Cv)、以及综合前4个指标的道路安全系数C。并提出基于该指标体系的线形安全评价方法。 通过分析山区双车道公路的特征,从平、纵、横三个方面阐述了公路线形对道路交通安全以及车辆运行速度的影响。实测运行速度的实验设计首先是通过筛选实验来确定影响运行速度的最主要因素,其次是考虑多个因素共同作用下对运行速度影响的规律,通过正交实验设计来选择关键观测路段。然后根据实测的运行速度值的合理选取,研究曲线半径、道路纵坡、曲线关联系数对运行速度的影响,并分别得出这3个因素对与行速度的函数关系。通过多元线性回归的方法得到运行速度基于曲线半径、道路纵坡和曲线关联系数的预测模型,并在主要路段上对模型进行了验证。通过该预测模型可以计算现状和优化后的全线运行速度。 以现况全线运行速度值为基础,运用山区双车道公路线形安全评价方法,得出了前述5个评价指标的结果。对线形安全性差(C<0.5)的路段分析其线形要素,找到缺陷原因。根据线形要素与运行速度的关系和实际地形条件,对缺陷路段进行线形优化。然后重新计算优化后的全线预测运行速度,进行二次评价。对因受地形条件限制而无法改善的路段,则采用安全保障措施进行综合处置,以保证该路段的安全。 将研究成果应用于黄关公路的线形安全评价,现况公路线形安全性差的路段占全线总长的11％,优化后为4.5％(含受地形制约无法改善的路段)。结果表明,本文所提出的运行速度计算方法、安全评价指标和方法对于类似条件下的山区双车道公路具有较好的适应性和实用性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1交通安全与道路设计

1.1.1道路因素对交通安全的影响

1.1.2国内道路设计方法及特点

1.1.3国外道路设计方法及特点

1.2课题的研究背景及研究意义

1.2.1研究背景

1.2.2研究意义

1.3国内外的研究现状

1.3.1国内研究现状

1.3.2国外研究现状

1.4课题的项目来源和主要研究内容

1.4.1课题项目来源

1.4.2研究技术路线

1.4.3主要研究内容

第2章基于运行速度的道路安全评价方法

2.1道路安全评价

2.1.1道路安全评价的意义

2.1.2道路安全评价的发展

2.2基于运行速度的道路安全评价

2.2.1基于运行速度的道路安全评价方法

2.2.2基于运行速度的道路安全评价新理念

2.3本文采用的山区双车道公路道路安全评价体系

2.3.1运行速度与设计速度差值

2.3.2运行速度差值

2.3.3平均运行速度与设计速度差值

2.3.4运行速度变差系数

2.3.5道路安全系数

2.4本章小节

第3章实测运行速度的实验设计及其结果处理

3.1山区双车道公路运行速度的影响因素

3.1.1山区双车道公路特征分析

3.1.2影响山区双车道公路安全及运行速度因素

3.2运行速度观测方案

3.2.1实验目的

3.2.2实验条件

3.2.3实验方法

3.2.4实验误差

3.3筛选实验法确定影响运行速度的主要因素

3.3.1筛选实验设计

3.3.2筛选实验数据处理及结论

3.4正交实验法考虑各影响因素的综合作用

3.4.1正交实验设计

3.4.2正交实验结果处理

3.5本章小节

第4章运行速度预测模型的建立与验证

4.1各因素单独作用对运行速度影响分析

4.1.1曲线半径对运行速度的影响

4.1.2道路纵坡对运行速度的影响

4.1.3曲线关联系数对运行速度的影响

4.2运行速度预测模型的建立与验证

4.2.1运行速度模型的建立

4.2.2运行速度模型的验证

4.3本章小节

第5章黄关公路道路安全评价结果分析及处理

5.1对黄关公路进行道路安全评价

5.1.1基于各评价指标的评价结果

5.1.2综合评价结果：道路安全系数C

5.1.3评价结果分析

5.2基于评价结果对黄关公路线形进行优化

5.2.1本文拟采用的线形优化原则

5.2.2对部分路段进行线形优化

5.2.3对优化后的黄关公路线形进行评价

5.3特殊路段的安全保障措施综合处置

5.3.1本文拟采用的安全保障处置原则

5.3.2对部分路段进行安全保障综合处置

5.4本章小节

结论

1主要研究成果

2进一步研究的问题

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文及主要项目经历

致谢