公路路線線性設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)

李文霞

摘要：公路路線線形是公路的骨架，路線設(shè)計(jì)的好壞直接影響著整個(gè)公路路基、橋涵、交叉、沿線設(shè)施等構(gòu)造物的規(guī)模和投資。本文從小轉(zhuǎn)角、分離式隧道處的平面布線、公路平縱面線形的組合及緩和曲線長(zhǎng)度的采用等方面探討了公路路線線性設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的一些事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：公路路線；線性設(shè)計(jì)；注意事項(xiàng)

1、小轉(zhuǎn)角

公路平面線形中轉(zhuǎn)角在7°以下時(shí)，曲線長(zhǎng)度就顯得比實(shí)際短，駕駛員容易產(chǎn)生急轉(zhuǎn)彎的錯(cuò)覺而急忙轉(zhuǎn)向，造成行車事故轉(zhuǎn)角越小愈顯著在高等級(jí)公路平面線形設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量避免采用小轉(zhuǎn)角無(wú)論是紙上定線或是實(shí)地定線，采用小轉(zhuǎn)角是較簡(jiǎn)單的布線方法，有些選線人員常以設(shè)置小轉(zhuǎn)角來(lái)解決定線中遇到的困難，而要取消一個(gè)小轉(zhuǎn)角常常要費(fèi)很大功夫，要反復(fù)移動(dòng)前后的路線，有時(shí)還要增加一些工程對(duì)設(shè)計(jì)速度低的公路，小轉(zhuǎn)有對(duì)行車安全影響不太大，在工程艱路段個(gè)別小轉(zhuǎn)角是可以的但對(duì)設(shè)計(jì)速度高的公路設(shè)置小轉(zhuǎn)角一定要慎重，同時(shí)保證圓曲線的最小長(zhǎng)度。

2、分離式隧道處的平面布線

高等級(jí)公路的路面較寬，隧道的凈寬也相應(yīng)較寬在高等級(jí)公路上的隧道多為分離式的，即在上、下行兩個(gè)方向上各建一座隧道，但在分離式隧道兩端的路基又多為整體式的，即上、下行雙向都在一個(gè)平面上分離式隧道相鄰間的凈距，與圍巖地質(zhì)條件、斷面形狀和尺寸、施工方法等因素而不同如111級(jí)圍巖，相鄰隧道間的最小凈距為2×B（B為隧道開挖斷面的寬度），雙向四車道的隧道，間距一般在30～50m之間。

如何將整體式路基的中線分為分離式路基的兩條中線，一般有兩種作法，一種是采用設(shè)置四個(gè)小轉(zhuǎn)角的簡(jiǎn)單辦法，即在隧道分離前設(shè)置兩個(gè)小轉(zhuǎn)角，將中線分開，過(guò)隧道后又設(shè)置兩個(gè)小轉(zhuǎn)角，將中線合攏這種方法雖然方便易行，但明顯地降低了平面線形的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)行車安全十分不利；第二種作法是適當(dāng)扭動(dòng)隧道軸線，延長(zhǎng)或后退隧道兩端的轉(zhuǎn)角點(diǎn)，并在隧道兩端的轉(zhuǎn)角點(diǎn)外采用不同或相同的平曲線半徑，在曲線上將中線分開，這種方法雖在定線這程中有一定難度，但保證了平面線形的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3、公路平縱面線形的組合

為保證汽車行駛的安全與舒適，應(yīng)把道平、縱、橫三面結(jié)合作為立體線形來(lái)分析研究平面與縱面線形的協(xié)調(diào)組合將能在視覺上自然地誘導(dǎo)司機(jī)的視線，并保持視覺的連續(xù)性保持豎曲線半徑和平曲線半徑大小的的均衡是線形設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，即平曲線半徑大時(shí)，豎曲線半徑也要相應(yīng)的大，均衡對(duì)視覺可獲得美學(xué)上的滿足，當(dāng)平面和縱面都對(duì)司機(jī)吸引力一樣時(shí)，司機(jī)的注意力就集中，汽車駕駛員和乘客對(duì)線形就會(huì)產(chǎn)生一種心曠神怡的感受平曲線和豎曲線達(dá)到均衡以后，不但線形順滑優(yōu)美，而且視覺良好，行車安全舒適平、縱曲線均衡，主要應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：

①選擇合宜的合成坡度。山區(qū)縱坡大的路段插入小半徑曲線，合成坡度過(guò)磊，對(duì)行車安全不利，車輛易出事故平原區(qū)，縱坡很小，平曲線變坡點(diǎn)附近的合成坡度過(guò)小，排水不利，妨礙高速行車，故一般不應(yīng)小于0.5°，考慮行車安全，在冬季路面有積雪、結(jié)冰的地區(qū)，和自然橫坡較陡峻的傍山路段，合成縱坡必須小于8°。

②平曲線與豎曲線對(duì)應(yīng)。平曲線應(yīng)包豎曲線能獲得行駛安全及平順優(yōu)美的線形，根據(jù)透視圖的分析研究，得出如下結(jié)論：平豎曲線頂點(diǎn)重合，為理想及滿意情況；平豎曲線頂點(diǎn)錯(cuò)開l/4，為較滿意情況；平豎曲線頂點(diǎn)錯(cuò)開l/2，為很差情況配合得好的線形是豎曲線起迄點(diǎn)最好分別放在兩個(gè)緩和曲線中間，其中任一點(diǎn)都不要放在緩和曲線以外的直線上，也不要放在圓弧段之內(nèi)若做不到豎曲線與平曲線較好的配合，且兩者半徑都小于某限度時(shí)，寧可把平豎曲線錯(cuò)開相當(dāng)距離，使平曲線位于直線坡段上或豎曲線位于直線上。

③平豎曲線半徑大小要均衡，避免線形突變。研究認(rèn)為：當(dāng)平曲線半徑在1000m以下時(shí)，豎曲線半徑宜為平曲線半徑的15～20倍，此時(shí)可獲得視覺與工程費(fèi)用經(jīng)濟(jì)的平衡。道路線形設(shè)計(jì)時(shí)要避免線形的突變，并以順適的線形連接與配合平縱面線形的組臺(tái)應(yīng)避免下列情況：凸線豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部，不得插入小半徑平曲線；凸線豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部，不得與反向曲線的拐點(diǎn)重合；直線上的縱面線形不應(yīng)反復(fù)凹凸，避免出現(xiàn)使司機(jī)視覺中斷的線形，如駝峰、暗凹、跳躍等；長(zhǎng)直線或長(zhǎng)陡坡的頂端避免小半徑的曲線；相鄰坡段的縱坡及相鄰曲線的半徑不宜相差懸殊；道路各幾何部分的尺寸應(yīng)圓滑漸變。

4、緩和曲線長(zhǎng)度的采用

直線、圓曲線、緩和曲線是公路平面線形的主要組成要素，當(dāng)汽車行駛在公路上時(shí)，從直線進(jìn)人圓曲線，駕駛員應(yīng)逐漸改變前輪的轉(zhuǎn)向角，使其適應(yīng)相應(yīng)半徑的圓曲線，前輪的逐漸轉(zhuǎn)向是在進(jìn)人圓曲線前的某一路段內(nèi)完成的在直線上半徑無(wú)窮大，圓曲線半徑為R，從直線過(guò)渡到圓曲線，汽車的行駛曲率是不斷變化的，這一變化路段即為緩和曲線段。

目前在公路線形設(shè)計(jì)中，一些設(shè)計(jì)人員對(duì)緩和曲線的采用存在幾種不同的情況：有的只采用《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的的最小緩和曲線長(zhǎng)度，有的考慮視覺需要而采用R/9的緩曲長(zhǎng)度；還有個(gè)別不考慮地形、地物的實(shí)際情況，采用過(guò)長(zhǎng)的緩和曲線，因而增大了工程規(guī)模，提高了造價(jià)。筆者結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范和工作實(shí)踐，認(rèn)為決定緩和曲線長(zhǎng)度的因素如下：

①離心加速度的變化率所需的長(zhǎng)度。離心加速度從直線上的零增加到進(jìn)人圓曲線時(shí)的最大值，離心加速度變化率應(yīng)限制在使汽車駕駛員和乘客都感到舒適的范圍內(nèi)，離心加速度變化率一般為P=0.5～0.6（m/s3），緩和曲線長(zhǎng)度Lh=0.036V3/R（m），速度單位V（Km/h）緩和曲線長(zhǎng)度與行車速度成正比，與平曲線半徑成反比，即平線半徑越小，緩和曲線愈長(zhǎng)。

②駕駛員操作方向盤所需的反應(yīng)時(shí)間。一般駕駛員操作汽車方向盤所需要的時(shí)間，世界多數(shù)國(guó)家按行車速度行程式的3～5s距離考慮，我國(guó)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》按計(jì)算行車速度3s行程距離確定緩和曲線最小長(zhǎng)度，Lh=Vt=0.83V（m）這個(gè)長(zhǎng)度與行車速度成正比，速度越大，緩和曲線愈長(zhǎng)，相對(duì)來(lái)說(shuō)也是與平曲線半徑成正比，因速度越高，平曲線半徑也愈大。

③視覺和線形景觀所需的長(zhǎng)度?；匦€的基本公式為RLh=A2（A為回旋參數(shù)），也是曲線半徑R越大，回旋曲線Lh越短，即長(zhǎng)度與平曲線半徑成反比但是，為了滿足視覺和景觀的需要而導(dǎo)入R/3≤A≤R的條件式，即回旋曲線的參數(shù)必須大于R/3和小于R時(shí)才能滿足視覺和景觀的要求，這時(shí)回旋曲線的長(zhǎng)度Lh=R/9～R，這時(shí)線形舒順協(xié)調(diào)，也就是說(shuō)平曲線半徑越大，回旋線愈長(zhǎng)，其長(zhǎng)度與平曲線半徑成正比。

回旋曲線能能適應(yīng)各種地形、地物條件，對(duì)圓曲線或直線都不能適應(yīng)的地形、地物情況下，選取適當(dāng)?shù)幕匦€，能較好的滿足約束條件，使線形較好的滿足各方面的限制條件在具體設(shè)計(jì)中，如何正確合理的采用緩和曲線長(zhǎng)度呢？個(gè)人認(rèn)為《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的緩和曲線最小長(zhǎng)度和超高緩和率所需的緩和曲線長(zhǎng)度，在任何情況下都必須滿足如視覺誘導(dǎo)需要，而又不過(guò)分增加工程，可采用按視覺條件要求的緩和曲線長(zhǎng)度，一般根據(jù)計(jì)算比較取最大值地形、地物特殊需要時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況采用較長(zhǎng)的緩和曲線緩和曲線長(zhǎng)度除滿足要求的最小值外，考慮線形組合要求，圓曲線長(zhǎng)度Ly與級(jí)和曲線長(zhǎng)度Lh之間的大小最好滿足Lh：Ly：Lh=l：l：l：l或l：2：1為宜，以保證線形組合的協(xié)調(diào)、均衡。

參考文獻(xiàn)：

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