2 控制要素
2.0.1 汽车的外廓尺寸以及行驶于公路上各种车辆的交通组成是公路几何设计中有重要意义的控制因素。在公路设计过程中，“设计车辆”是一种虚拟的、设计所采用的有代表性的车型，其外廓尺寸、载重量和运行性能是用于确定公路几何设计、交叉几何设计和路基宽度的主要依据。根据我国行驶车辆的具体情况、汽车发展远景规划和经济发展水平，出于经济和实用的考虑，设计车辆的外廓尺寸是按现有车型的尺寸进行统计后，满足85%以上车型的外廓尺寸作为设计标准。
同八十年代相比，我国公路交通组成比例发生了较大的变化。七、八十年代，我国公路上行驶的车辆中，中型载重汽车占据了主导地位。随着近十年来经济的快速持续增长，人民生活水平迅速提高，对公路交通的需求已由货运逐渐向客运转变，而在货运交通中“缺重少轻”的状况也在改变，中型货车的比重下降，大型货车的比例逐年增长。因此，根据我国国家标准《汽车外廓尺寸限界》（GB1589-89）对汽车外廓尺寸的规定，结合公路运输主力车型的外廓尺寸出现频率和结构特征，此次修订将设计车辆分为小客车、载重汽车和鞍式列车三类。
关于汽车外廓尺寸标准，我国国家标准《汽车外廓尺寸限界》（GB1589-89）对汽车的外廓尺
寸限界作了如下规定：
汽车外廓尺寸限界即对汽车的总高、总宽、总长的限制规定，这项规定适用于公路和城市道路运输用的汽车及汽车列车。
汽车最大外廓尺寸应不超过如下限制规定：
1） 总高 4.0m；
2） 总宽（不包括后视镜） 2.5m；
3） 总长：
（1）载货汽车（包括越野载货汽车） 12.0m；
（2）整体式客车 12.0m；
载重汽车（3）单铰接式客车 18.0m；
（4）双铰接式客车（在指定线路上运行） 23.0m；
（5）半挂汽车列车（牵引车拖半挂车） 16.5m；
（4）全挂汽车列车 20.0m。
车高：一般以载重汽车及半挂车的高度决定净空高度，以小客车的高度确定驾驶员的视线高度。
车宽：世界各国大型客、货运输汽车的宽度大致相同，一般为2.5m。如果超过2.5m，会影响超车与会车安全，同时降低公路通行能力。本《标准》参照国际惯例以及我国的实际情况，确定了设计车辆的宽度为2.5m。
车长：载货汽车的长度为不超过12.0m，是考虑车辆的宽度作了限制以后，为提高运输效率，车辆的长度有向长的方向发展的趋向而制定的。而车辆参数如：前悬、轴距及后悬的尺寸是根据双后轴的载重汽车考虑的。
随着集装箱运输的发展，在确定车辆长度时，要充分考虑大型集装箱车辆安全顺利通行的要求，特别是高速公路、一级公路以及经常有大型集装箱车辆运行的公路。根据国家标准《系列1集装箱分类、尺寸和额定质量》（GB/T 1413-1998），我国集装箱系列采用5t、10t、20
t和30t四种，相应的型号为5D、10D、1CC及1AA型（5t和10t集装箱主要用于国内运输；20t和30t集装箱主要用于国际运输），其外部尺寸及质量详见表2.0.1。
表2.0.1 货物集装箱外部尺寸及质量
型号 | 高(m) | 宽(m) | 长(m) | 质量(kg) |
1AA | 2.591 | 2.438 | 12.192 | 30480 |
1CC | 2.591 | 2.438 | 6.058 | 24000 |
10D | 2.438 | 2.438 | 4.012 | 10000 |
5D | 2.438 | 2.438 | 1.968 | 5000 |
在确定设计车辆长度时，充分考虑了拖挂车运输和集装箱运输队需求。虽然，《汽车外廓尺寸限界》（GB1589-89）中对汽车拖挂车的长度规定为20m，但未列入本标准的设计车辆长度的要求。同时，也参考了国外规定的汽车容许最大外廓尺寸。其中最小的14m，最大的16.8m，多数为15m。因此采用了16.0m。这个长度可以装运一个30t的集装箱，或两个20t的
集装箱。
关于车长规定，虽然汽车全挂车的车身较长，但在转弯时仍比半挂车占用的路面宽度小，故此选用了半挂车的车身长度，而且在本次修订过程中，所有省市的反馈意见均未对此条提出异议。
2.0.2 据2001年交调资料统计：大部分国道、省道交通流以小客车为主，小客车已占汽车交通量的36.3%，超过了中型车等其它车型所占比例，而拖拉机与人、兽力车、自行车等非机动车的比重逐年下降，分别占总交通量的7.6%、2.2%和2.5%。随着全国骨架公路网的逐步完善，高速公路通车里程的增加，特别是加入WTO后汽车产业政策与结构的调整，交通流中的小客车和大型客货车以及集装箱车的比重将会随着平均运距的增加而逐年增长，而拖拉机与非机动车交通量所占比重会继续下降。因此，根据今后的交通发展趋势，同时也为与国际接轨的需要，将涵盖小客车与小型货车的“小型车”定为各级公路交通量换算和通行能力分析的标准车型。
根据“九五”攻关项目《公路通行能力研究》研究成果，以车辆运行特性（运行速度和总体标准差）作为车辆分类标准，从对交通运行的影响考虑，将公路上的常见机动车归并为小型车
、轻型车、中型车、大型车和拖挂车（重型车）五类，并根据公路上拖拉机和非机动车交通量所占比重持续下降这一变化趋势，将构成比例小于5%的人、畜力车与自行车等非机动车不再作为交通流中的独立车型，仅作为横向干扰考虑。
拖拉机则分两种情况予以考虑，一是在行车道两侧有慢行道的二级公路上，拖拉机遇汽车向右侧避让很少挤占机动车道，此时拖拉机对车流的运行影响，同自行车与人、畜力车等非机动车一样，作为路侧干扰因素考虑而不再参与交通量换算。另一种情况是在路面较窄的三、四级公路上，拖拉机混行于机动车道内对车流形成纵向干扰，此时拖拉机按交通流的一部分参加折算。
用于交通量换算和通行能力分析的车辆折算系数是在特定的公路、交通组成条件下，所有非标准车相当于标准车（小型车）对交通流影响的当量值。其中折算系数随流量的增加呈现抛物线的变化趋势。从研究结果来看，由于我国公路上各种车型都占有一定比例，它们之间相互影响，导致每种车型的性能都不能得到完全的发挥，分车型的折算系数差别不大，而且交通流中随着某车型交通量的增加，则该车型对标准车的影响就会减小，因而折算系数的计算值也随之降低。
研究表明：车辆折算系数不是一个定值，它受公路几何条件、横向干扰、交通组成及交通量的大小和管理水平等诸多因素的影响，是随各种条件变动而变化的变量。考虑到本《标准》在公路建设中的重要地位和具有的连续性与前瞻性，在确认以小型车作为交通量换算标准车型的基础上，仅提供了用于公路建设前期阶段的车辆折算系数，而且大型车和拖挂车对于小型车的折算系数，仍采用《标准》（97）中1:0.5和1:1.5（以中型车为标准车）的规定值。鉴于我国目前交通组成与车辆性能正在经历重大转变。可以预计：随着交通组成的简化，驾驶行为的规范，车辆折算系数会相应地逐步趋近本《标准》规定值。而在具体的公路设计与运行管理阶段，需对公路通行能力进行详细的分析测算，此时应针对不同的公路等级、不同地形和不同的交通需求，采用《公路通行能力手册》规定的折算系数。
设计小时交通量是确定公路等级、评价公路运行状态和服务水平的重要参数。设计小时交通量越小，公路的建设规模就越小，建设费用也就越低。但是，不恰当地降低设计小时交通量会使公路的交通条件恶化、交通阻塞和交通事故增多，公路的综合经济效益降低。因此将全年小时交通量从大到小按序排列，设计小时交通量的位置一般采用第30位小时，或根据当地调查结果控制在第20～40位小时之间。
关于设计小时交通量系数，表中数据是在研究各地区平均条件的基础上，利用国道上71个交调站的统计资料，分析第30位小时交通量在AADT中所占的比重与诸因素之间的关系等确定的。各地区在应用系数K时，应尽可能地建立自己的数据库，确定符合地区特点的设计小时时位及设计小时交通量系数。
2.0.4 服务水平划分为四级主要是为了清楚地说明公路交通负荷状况，以交通流状态为划分条件，定性地描述了交通流从自由流、稳定流、到饱和流和强制流的变化阶段。因此，采用这四级服务水平体系，可以方便地评价公路交通的运行质量。划分服务水平双车道公路以延误率和平均运行速度作为主要指标；高速公路、一级公路以车流密度作为主要指标；交叉口则用车辆延误来描述其服务水平。
公路规划、设计时，既要保证必要的车辆运行质量，同时又要兼顾公路建设的投资成本。考虑到设计交通量是第30位高峰小时的交通量，因此设计采用的服务水平不必过高，但也不能以四级服务水平作为设计标准，因为这样在设计年限内就有30个小时的交通需求大于能通行的最大交通量，交通处于不稳定的强制运行状态，并由此导致更多的时段内发生经常性拥堵。因此，原则上高速公路和一级公路采用二级服务水平进行设计，而双车道公路和无控交
叉口采用稳定流的低段，即按三级服务水平设计。四级公路主要服务于地方经济的发展，因此服务水平不作规定，各地可根据需要选择相应的服务等级。
2.0.5 设计速度是公路设计时确定其几何线形的基本要素。它是在气象条件良好，车辆行驶只受公路本身的条件影响时，具有中等驾驶技术的人员能够安全、顺适驾驶车辆的速度。因此它与运行速度有密切关系。根据国内外的一些观测研究发现，当设计速度高时，运行速度低于设计速度，而当设计速度低时，运行速度高于设计速度。这也说明设计速度与运行安全有关。
《标准》（97）经过多年使用，未对设计速度（即计算行车速度）的最高和最低值规定提出问题。本次修订仅对各级公路所对应的设计速度进行了调整。首先改“计算行车速度”为“设计速度”，还其本意；其次因为《标准》（97）取消地形后各级公路的设计速度有交叉，出现了矛盾（如二级公路的40km/h与三级公路的60km/h），且同级公路的设计速度差过大，需要调整。本着既保持其一定的延续性，又要保证逻辑性，同时能普遍接受的原则予以调整。
高速公路的设计速度为120 km/h、100 km/h和80 km/h，目的是保证高速公路的高速、安全和舒适等特点。世界各国高速公路标准（除一些城市高速公路有60 km/h的设计速度外）的
设计速度最低为80 km/h也是这个道理；何况如果高速公路选在一个区域的唯一走廊带，待经济发展需改造时，采用60 km/h的设计的线形指标是很难改善的，此外 设计速度低但运行速度高极易导致交通事故。故本次修订将设计速度60 km/h作为跨越特殊困难路段的过渡段考虑，要求小于一个设计路段的长度即小于15km，同时应注意线形衔接和交通工程设施的配合。
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