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摘要：本文结合我国国内高速公路设计经验，参考国外公路的设计新理念和方法，对公路的线形设计、线形安全性评价和灵活性设计思想等方面进行了探讨，指出高速公路线形指标的均衡性、一致性、连续性以及线形和环境景观的协调性才是更好满足汽车高速及安全行驶的重要保证。
关键词：高速公路；灵活性；一致性；安全性设计理念 ；
前言
我国高速公路建设起步相对较晚，但是发展迅速。自20世纪8O年代以来，我国交通基础设施重点建设得到加强，公路建设有了飞速发展，以高速公路为标志的高等级公路从无到有，进入一个新的建設时期。高速公路线形指标的均衡性、一致性、线形的连续性、线形和环境景观的协调性，以及线形设计的灵活性、安全性，作为现代公路设计的新理念已经广泛为国内外公路研究和设计领域所认同。而利用运行速度评价方法是通过运行车速检查评价，使公路线形各要素的设计达到连续、均衡和协调。采用预测运行速度评价道路线形设计质量，使得公路设计的上述要求由定性研究过渡到定量研究。运行速度预测已成为近年来国内外设计领域研究和应用的主要方法，也是研究的热点。因此在充分学习和理解的基础上，借鉴国外先进的设计理念和方法，对提高我国的公路设计水平具有重要意义。
1、公路的灵活性设计思想
公路设计的一个重要特点就是每个项目都具有其特殊性。对于每一个公路建设项目而言，其所处的地理位置、地形条件、沿线社会环境特点、公路使用者的需求、遇到的机遇与挑战等各异，无论是新建公路还是改建公路，都没有固定的设计模式，都将面临着在改善公路行车条件与安全和寻求将设计融入周围的自然与人文环境之间的矛盾，但其寻求与环境协调和统一的目标是一致的。因此设计理念的创新十分重要。
灵活设计的目的是针对不同公路、不同路段的不同特点给出切合实际的设计方案。强调的是公路的个性、环境的个性，因此设计灵活性也体现为公路的个性环境设计。“灵活设计、创作设计”，包含两个层面的内容：合理选用技术标准，灵活运用设计指标，严格按照线性组合的设计原则进行设计。
我国地域广阔，各地地理地质条件不同，社会经济发展水平各异，为保证公路交通网畅通的使用效率，需要有全国性的公路技术标准的规范。但要正确理解和执行标准、规范，切忌不分强制性标准还是推荐性标准，照抄照搬。要充分考虑工程项目所处的自然、地理、地质条件的特点，尊重每一个区域的特殊性和差异性，在满足安全性、功能性条件下，通过对工程方案和技术经济进行比选，合理确定技术标准，灵活运用技术指标。
设计者所面临的任务是寻求一种在安全和周围自然以及人类环境之间的协调与结合，为了做到这一点，设计师需要采取灵活性主要有以下几点：
(1)允许各个路段标准的取值范围具有灵活性；
(2)当受环境条件严格约束时，可以有特殊设计；
(3)对规划阶段的决策进行再评估；
(4)需要时允许降低局部段设计车速；
(5)利用现有道路的平、纵、横断面，仅仅重新罩面、修复和更换标志；
(6)认真考虑可选择的指标，特别是对于景观道路；
(7)检查设计参数和指标在安全和运行中的效果。
所有这些方法其目的是让设计者在设计公路时创造性地灵活运用他们的专业知识与判断能力。这种灵活性在有效发挥公路功能与运营安全的同时，还可使公路适合自然与人文环境。
2、线形的一致性设计
2.1 连续性设计理念
道路线形的连续性是路线设计的基本要求之一，连续的道路设计应确保驾驶员能够沿着路线以他们期望的速度行驶。但我国目前所使用的技术标准和设计规范中虽已提出线形连续性，但对连续性的标准没有明确提出。目前国内外对于线形连续性的研究很多，主要分为：基于速度的研究、基于安全的研究、基于驾驶员操作难易的研究。
2.2 基于运行速度的线形一致性设计
运行速度又称行驶速度，是指在良好的气候条件和正常的交通条件下，一般驾驶员驾驶汽车沿某条道路行驶时实际采用的车速。它是一个随机变量，不同驾驶员在行驶过程中随所驾驶的车辆及行车路段的不同，其运行车速往往不相同，通常用第85%上的车辆行驶速度υ85来表示。
利用运行车速评价路段的连续性好坏的方法主要有以下两种：
1)设计速度与运行速度的一致性。设计速度与运行速度的一致性评价是根据在某个单独路段上运行车速υ85与设计速度υD之间速度差的绝对值∣υ85—υD∣进行评价，这种方法的目的在于确保设计速度与驾驶员实际行驶速度保持一致，使得线形几何设计能够较好地满足驾驶员实际的操作，对于单一路段路线几何元素的安全评价起着重要的作用。
2)运行速度之间的一致性。对于整个路线来讲，分析其整体的连续性同样是相当重要的。运行速度之间的一致性评价是根据两个连续路段上运行车速υ85之间速度差的绝对值进行评价，这种安全评价方法提供了整个道路上连续路段的连续性评价，相比较与上面单一路段评价方法，保证了各连续路段之间的连续性和一致性。这种方法是目前使用最普遍的安全评价方法，在大部分北美地区，这种方法已经成为道路线形连续性评价的基本法则运用于设计之中。
3、公路线形安全性评价
公路安全性设计首先是对设计的道路线形进行安全性评价，指出存在安全性隐患的路段或线形组合，从而提出线形修改的依据，进行线形设计的优化。从公路设计角度，安全评价的内容总体上可归并为包括平、纵、横的线形设计和包括净空宽度、路侧边坡、排水设施、交通工程的路侧设计等影响到行车安全的各种因素。美国在公路安全性方面的研究，主要集中在道路安全管理、几何设计一致性与实际运行速度评估、驾驶员行为调查分析及数学模型与辅助工具等方面。对公路线形的安全性评价主要通过对拟建道路的运行车速预测来对道路的安全性进行评价。
3.1 线形安全性评价的主要思路
安全性评价是以道路使用者为出发点，所以评价内容包括了与交通安全有关的路线、路基、路面、桥梁、隧道、路线交叉、交通工程及沿线设施等方面。其中，路线设计部分对交通安全的影响最为显著，同时也与其他评价内容存在密切联系。《公路项目安全性评价指南》中提供了设计阶段和运营阶段的安全评价方法和标准，基于运行速度的公路线形安全性评价主要是指在设计阶段，利用运行速度对公路线形进行整体协调性分析，并对路线各个设计指标进行评价修正的过程。
《公路项目安全性评价指南》中对公路线形一致性评价的主要依据是：1)相邻路段运行速度的协凋性；2)同一路段运行速度与设计速度的协调性。其评价方法与标准与文中所举路段连续性评价相同，主要的思路是分别预测小客车和大型货车的运行速度υ85采用相邻路段运行速度的差值∣△υ85∣或同一路段运行速度与设计速度的差值∣υ85—υD∣作为路线协调性的评价指标。当评价结果为“较差”时，应按《公路项目安全性评价指南》规定对该路段的相关技术指标进行安全性验算或者重新调整平、纵面设计。
3.2 路线安全性评价流程
依据《公路项目安全性评价指南》提供的方法，路线设计安全性评价流程见图1。
我国的公路设计是依据现行的国标、行标进行的，但标准的制订或多或少基于交通安全、可行性、环境和经济性的平衡去考虑，并且标准规范并非总是最先进的，因此评价者有时必须超前于设计标准的规定去做一个合理的安全评价。此外，公路特别是高速公路的定量化评价还是一个难题，现有的方法均还存在这样或那样的不足，仅采用《公路项目安全性评价指南》中提供的单一评价方法难于满足实践的要求。为了取得更为全面、客观、有效的评价结果，在安全性评价过程中，尽量采用定量与定性、理论与实践相结合的评价方法。
结语
近年来，我国的公路行业技术标准和规范引入了运行速度和安全性检验的概念，并颁布了专门性的指南来指导公路建设的安全性评价，线形设计的合理性显得更加重要。要积极学习借鉴发达国家的设计理念，将新的设计理念融合到现有的设计程序中去。但同时也要考虑到工程的实际情况，并不是所有的新理念新方法的实施都合理、都具有可操作性，而要给予建设者、设计者一定时间逐渐来理解和接受新的理念和方法，另外也要让新的理念和方法得到充分的实践验证，以确保其适用性。
参考文献：
（1）《公路项目安全性评价指南》北京：人民交通出版社
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：高速公路；灵活性；一致性；安全性设计理念 ；
前言
我国高速公路建设起步相对较晚，但是发展迅速。自20世纪8O年代以来，我国交通基础设施重点建设得到加强，公路建设有了飞速发展，以高速公路为标志的高等级公路从无到有，进入一个新的建設时期。高速公路线形指标的均衡性、一致性、线形的连续性、线形和环境景观的协调性，以及线形设计的灵活性、安全性，作为现代公路设计的新理念已经广泛为国内外公路研究和设计领域所认同。而利用运行速度评价方法是通过运行车速检查评价，使公路线形各要素的设计达到连续、均衡和协调。采用预测运行速度评价道路线形设计质量，使得公路设计的上述要求由定性研究过渡到定量研究。运行速度预测已成为近年来国内外设计领域研究和应用的主要方法，也是研究的热点。因此在充分学习和理解的基础上，借鉴国外先进的设计理念和方法，对提高我国的公路设计水平具有重要意义。
1、公路的灵活性设计思想
公路设计的一个重要特点就是每个项目都具有其特殊性。对于每一个公路建设项目而言，其所处的地理位置、地形条件、沿线社会环境特点、公路使用者的需求、遇到的机遇与挑战等各异，无论是新建公路还是改建公路，都没有固定的设计模式，都将面临着在改善公路行车条件与安全和寻求将设计融入周围的自然与人文环境之间的矛盾，但其寻求与环境协调和统一的目标是一致的。因此设计理念的创新十分重要。
灵活设计的目的是针对不同公路、不同路段的不同特点给出切合实际的设计方案。强调的是公路的个性、环境的个性，因此设计灵活性也体现为公路的个性环境设计。“灵活设计、创作设计”，包含两个层面的内容：合理选用技术标准，灵活运用设计指标，严格按照线性组合的设计原则进行设计。
我国地域广阔，各地地理地质条件不同，社会经济发展水平各异，为保证公路交通网畅通的使用效率，需要有全国性的公路技术标准的规范。但要正确理解和执行标准、规范，切忌不分强制性标准还是推荐性标准，照抄照搬。要充分考虑工程项目所处的自然、地理、地质条件的特点，尊重每一个区域的特殊性和差异性，在满足安全性、功能性条件下，通过对工程方案和技术经济进行比选，合理确定技术标准，灵活运用技术指标。
设计者所面临的任务是寻求一种在安全和周围自然以及人类环境之间的协调与结合，为了做到这一点，设计师需要采取灵活性主要有以下几点：
(1)允许各个路段标准的取值范围具有灵活性；
(2)当受环境条件严格约束时，可以有特殊设计；
(3)对规划阶段的决策进行再评估；
(4)需要时允许降低局部段设计车速；
(5)利用现有道路的平、纵、横断面，仅仅重新罩面、修复和更换标志；
(6)认真考虑可选择的指标，特别是对于景观道路；
(7)检查设计参数和指标在安全和运行中的效果。
所有这些方法其目的是让设计者在设计公路时创造性地灵活运用他们的专业知识与判断能力。这种灵活性在有效发挥公路功能与运营安全的同时，还可使公路适合自然与人文环境。
2、线形的一致性设计
2.1 连续性设计理念
道路线形的连续性是路线设计的基本要求之一，连续的道路设计应确保驾驶员能够沿着路线以他们期望的速度行驶。但我国目前所使用的技术标准和设计规范中虽已提出线形连续性，但对连续性的标准没有明确提出。目前国内外对于线形连续性的研究很多，主要分为：基于速度的研究、基于安全的研究、基于驾驶员操作难易的研究。
2.2 基于运行速度的线形一致性设计
运行速度又称行驶速度，是指在良好的气候条件和正常的交通条件下，一般驾驶员驾驶汽车沿某条道路行驶时实际采用的车速。它是一个随机变量，不同驾驶员在行驶过程中随所驾驶的车辆及行车路段的不同，其运行车速往往不相同，通常用第85%上的车辆行驶速度υ85来表示。
利用运行车速评价路段的连续性好坏的方法主要有以下两种：
1)设计速度与运行速度的一致性。设计速度与运行速度的一致性评价是根据在某个单独路段上运行车速υ85与设计速度υD之间速度差的绝对值∣υ85—υD∣进行评价，这种方法的目的在于确保设计速度与驾驶员实际行驶速度保持一致，使得线形几何设计能够较好地满足驾驶员实际的操作，对于单一路段路线几何元素的安全评价起着重要的作用。
2)运行速度之间的一致性。对于整个路线来讲，分析其整体的连续性同样是相当重要的。运行速度之间的一致性评价是根据两个连续路段上运行车速υ85之间速度差的绝对值进行评价，这种安全评价方法提供了整个道路上连续路段的连续性评价，相比较与上面单一路段评价方法，保证了各连续路段之间的连续性和一致性。这种方法是目前使用最普遍的安全评价方法，在大部分北美地区，这种方法已经成为道路线形连续性评价的基本法则运用于设计之中。
3、公路线形安全性评价
公路安全性设计首先是对设计的道路线形进行安全性评价，指出存在安全性隐患的路段或线形组合，从而提出线形修改的依据，进行线形设计的优化。从公路设计角度，安全评价的内容总体上可归并为包括平、纵、横的线形设计和包括净空宽度、路侧边坡、排水设施、交通工程的路侧设计等影响到行车安全的各种因素。美国在公路安全性方面的研究，主要集中在道路安全管理、几何设计一致性与实际运行速度评估、驾驶员行为调查分析及数学模型与辅助工具等方面。对公路线形的安全性评价主要通过对拟建道路的运行车速预测来对道路的安全性进行评价。
3.1 线形安全性评价的主要思路
安全性评价是以道路使用者为出发点，所以评价内容包括了与交通安全有关的路线、路基、路面、桥梁、隧道、路线交叉、交通工程及沿线设施等方面。其中，路线设计部分对交通安全的影响最为显著，同时也与其他评价内容存在密切联系。《公路项目安全性评价指南》中提供了设计阶段和运营阶段的安全评价方法和标准，基于运行速度的公路线形安全性评价主要是指在设计阶段，利用运行速度对公路线形进行整体协调性分析，并对路线各个设计指标进行评价修正的过程。
《公路项目安全性评价指南》中对公路线形一致性评价的主要依据是：1)相邻路段运行速度的协凋性；2)同一路段运行速度与设计速度的协调性。其评价方法与标准与文中所举路段连续性评价相同，主要的思路是分别预测小客车和大型货车的运行速度υ85采用相邻路段运行速度的差值∣△υ85∣或同一路段运行速度与设计速度的差值∣υ85—υD∣作为路线协调性的评价指标。当评价结果为“较差”时，应按《公路项目安全性评价指南》规定对该路段的相关技术指标进行安全性验算或者重新调整平、纵面设计。
3.2 路线安全性评价流程
依据《公路项目安全性评价指南》提供的方法，路线设计安全性评价流程见图1。
我国的公路设计是依据现行的国标、行标进行的，但标准的制订或多或少基于交通安全、可行性、环境和经济性的平衡去考虑，并且标准规范并非总是最先进的，因此评价者有时必须超前于设计标准的规定去做一个合理的安全评价。此外，公路特别是高速公路的定量化评价还是一个难题，现有的方法均还存在这样或那样的不足，仅采用《公路项目安全性评价指南》中提供的单一评价方法难于满足实践的要求。为了取得更为全面、客观、有效的评价结果，在安全性评价过程中，尽量采用定量与定性、理论与实践相结合的评价方法。
结语
近年来，我国的公路行业技术标准和规范引入了运行速度和安全性检验的概念，并颁布了专门性的指南来指导公路建设的安全性评价，线形设计的合理性显得更加重要。要积极学习借鉴发达国家的设计理念，将新的设计理念融合到现有的设计程序中去。但同时也要考虑到工程的实际情况，并不是所有的新理念新方法的实施都合理、都具有可操作性，而要给予建设者、设计者一定时间逐渐来理解和接受新的理念和方法，另外也要让新的理念和方法得到充分的实践验证，以确保其适用性。
参考文献：
（1）《公路项目安全性评价指南》北京：人民交通出版社
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。