淺析公路路線設(shè)計中的幾個要點
2015-04-29 00:00:00薛燕燕王娜
【摘 要】作為我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點項目之一，公路工程直接影響著交通運輸行業(yè)及區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。施工過程中，公路路線的選擇和設(shè)計不僅影響公路工程的整體質(zhì)量，更關(guān)系著公路工程的經(jīng)濟效益和環(huán)境保護，本文結(jié)合公路路線的設(shè)計原則，對路線設(shè)計中的幾個要點進行了分析和探討。
【關(guān)鍵詞】公路路線；設(shè)計原則；平面；縱斷面
公路是一種鋪筑在地面上主要供車輛行駛的線形工程構(gòu)造物，主要承受車輛荷載的重復(fù)作用和經(jīng)受各種自然因素的影響。公路路線的設(shè)計不僅直接影響該路線的使用價值，而且關(guān)系到該區(qū)域的社會效益和經(jīng)濟效益。在進行公路建設(shè)時，路線的選擇會受地形地質(zhì)、周邊環(huán)境等因素的影響，且公路建成后又會反作用于自然環(huán)境，更會影響公路的使用安全。因此，做好公路路線的選擇和設(shè)計工作至關(guān)重要。
1.路線平面線形設(shè)計要點
路線平面線形應(yīng)與地形、地物和周圍環(huán)境相適應(yīng)，保持線形的連續(xù)性和均衡性，并且與縱斷面的設(shè)計相協(xié)調(diào)。
1.1平曲線形應(yīng)有足夠的長度。
汽車在道路的曲線路段上行駛，如果平曲線長度過短，駕駛員需急轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤，這在高速行駛時是不安全的，而且也會使離心加速度的變化率過大，從而使乘客感覺到不舒服；當(dāng)?shù)缆返霓D(zhuǎn)角較小時，容易使人產(chǎn)生曲線半徑很小的錯覺。因此，路線平面線形設(shè)計是，平曲線應(yīng)有足夠的長度。最小平曲線長度一般應(yīng)考慮駕駛員操作從容、乘客感覺舒適要求和轉(zhuǎn)角a小于7。時這兩個條件來確定。
1.2保持平面線形的均衡性與連續(xù)性。
為了使一條道路上的車輛盡量以均勻的速度行駛，設(shè)計時應(yīng)注意保持各線形要素的連續(xù)和均衡，避免出現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)突變的情況。直線與平曲線組合時變化應(yīng)連續(xù)、均衡，圓曲線的半徑和長度應(yīng)與相鄰的直線長度相適應(yīng)。設(shè)計時應(yīng)避免出現(xiàn)長直線盡頭接小半徑曲線和短直線接大半徑的平曲線的組合。平曲線與平曲線的組合，在條件允許時相鄰圓曲線大半徑與小半徑之比及相鄰回旋線參數(shù)之比宜小于2.0。高低標(biāo)準(zhǔn)之間要逐漸過度，避免出現(xiàn)突變。
1.3平面線形應(yīng)直捷、流暢與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。
平面線形宜直則直，宜曲則曲，不片面追求直曲，這是美學(xué)、經(jīng)濟和環(huán)境保護的要求。
1.4注意與縱斷面設(shè)計相協(xié)調(diào)。
在平面線形設(shè)計中，應(yīng)充分考慮縱斷面設(shè)計的要求，與縱斷面線形相協(xié)調(diào)。特別是平原微丘區(qū)的道路，平曲線的指標(biāo)一般比較高，平曲線較長，與鐵路、主要道路及河流的交叉的地方往往是縱斷面線形的主要控制點。在設(shè)計時，應(yīng)為縱斷面設(shè)計留有活動的余地，從而利于平縱線形的組合設(shè)計。
1.5各級公路不論轉(zhuǎn)角的大小均應(yīng)敷設(shè)曲線，并宜選用較大的圓曲線半徑。轉(zhuǎn)角過小時，應(yīng)調(diào)整豎曲線。當(dāng)不得已而設(shè)置小于7度的轉(zhuǎn)角時，則必須按規(guī)定設(shè)置足夠長的曲線。兩同向圓曲線應(yīng)設(shè)有足夠長度的直線，否則應(yīng)調(diào)整線形設(shè)置為 單曲線或復(fù)曲線。兩反向圓曲線間不宜設(shè)置短直線段，否則應(yīng)調(diào)整線形設(shè)置為S形曲線。
1.6特長、長隧道或結(jié)構(gòu)特殊的橋梁等構(gòu)造物所處的路段，以及路線交叉點前后的路段宜采用直線線形。雙車道公路為超車所提供的路段宜采用直線線形。設(shè)置圓曲線時，應(yīng)同相銜接路段的平、縱線形要素相協(xié)調(diào)，使之構(gòu)成連續(xù)、均衡的曲線線形，并避免小半徑圓曲線與陡坡相重合的線形。
2.路線縱斷面線形設(shè)計要點
縱斷面線形設(shè)計的主要內(nèi)容是根據(jù)道路等級、沿線自然條件和構(gòu)造物控制高程等。確定路線合適的高程及各坡段的縱坡和坡長，并設(shè)計豎曲線。在設(shè)計時應(yīng)滿足縱坡均勻平順、起伏和緩、坡長和豎曲線長短適當(dāng)、平面與縱斷面的組合設(shè)計應(yīng)協(xié)調(diào)，以及填挖經(jīng)濟、平衡的要求。
2.1豎曲線半徑的選用。
豎曲線應(yīng)選用較大半徑為宜。當(dāng)受到限制時宜采用大于或接近于豎曲線最小半徑的一般值，地形條件特殊困難而不得已時方可采用豎曲線半徑的極限最小值，坡度差小時盡量采用較大的豎曲線半徑。
2.2最短坡長。
坡長不宜過短，以不小于設(shè)計速度9S的行程為宜。對于連續(xù)起伏的路段，縱坡應(yīng)盡量小點，坡長和豎曲線應(yīng)為極限值的一倍或者兩倍以上，避免鋸齒形縱斷面的出現(xiàn)，以使增重與減重變化和緩。
2.3縱坡極限值的運用。
各級公路應(yīng)避免采用最大縱坡值和不同縱坡最大坡長值，只有在為爭取高度利用有利地形，或避開工程艱巨地段等不得已時，方可采用?？v坡以平、緩為宜，但最小縱坡不宜小于0.3%。采用平坡或小于0.3%的縱坡段，應(yīng)作專門的排水設(shè)計。
2.4相鄰豎曲線的銜接。
相鄰兩個同向凹形或凸形豎曲線，特別是同向的凹形豎曲線之間，如果直坡段不長應(yīng)合并為單曲線或復(fù)曲線，避免出現(xiàn)斷背曲線，這是對行車是有利的。相鄰反向豎曲線之間，為使增重與減重間和緩過度，中間最好插入一段直坡段。若兩豎曲線半徑接近極限值時，這段直坡段至少為設(shè)計速度的3s行程，當(dāng)半徑較大時，亦可直接連接。
2.5連續(xù)上坡路段的縱坡設(shè)計，除上坡方向應(yīng)符合平均縱坡、不同縱坡最大坡長規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)外，還應(yīng)考慮下坡方向的行駛安全。凡個別技術(shù)指標(biāo)接近或達到最大值的路段，應(yīng)結(jié)合前后路段各技術(shù)指標(biāo)設(shè)置情況，采用運行速度對連續(xù)上坡方向的通行能力與下坡方向的行車安全進行檢驗。山脊線和山腰線，除符合地形不得已時采用較大的縱坡外，在可能條件下應(yīng)采用平緩的縱坡。
3.橫斷面設(shè)計要點
（1）公路橫斷面設(shè)計應(yīng)該注重路側(cè)安全和運用寬容設(shè)計理念，做好中間帶、加（減）速車道、路肩以及渠化、左（右）轉(zhuǎn)彎車道、交通島等各組成部分的細節(jié)設(shè)計，清除有礙行車安全的障礙物，提供足夠?qū)挼臒o阻礙的路側(cè)安全區(qū)。
（2）路基斷面布設(shè)應(yīng)結(jié)合沿線地面橫坡、自然條件、工程地質(zhì)條件等進行設(shè)計。自然橫坡較緩時，以整體式路基斷面布設(shè)為宜。橫坡較陡、工程地質(zhì)復(fù)雜時，高速公路宜采用分離式路肩斷面。
（3）公路橫斷面設(shè)計應(yīng)最大限度地降低路堤高度、減小對沿線生態(tài)的影響，保護環(huán)境，使公路融入自然。條件受限制不得已而出現(xiàn)高填、深挖時，應(yīng)同架橋、建隧、分離式路基等方案進行論證比選。
（4）公路橫斷面范圍內(nèi)的排水設(shè)計除應(yīng)自成體系、滿足功能要求外，設(shè)置在緊靠車道的邊溝，其斷面宜采用淺碟形或漫流等方式，否則應(yīng)加蓋板。
4.線形組合設(shè)計要點
（1）平縱線形組合設(shè)計的原則為相互對應(yīng)。當(dāng)平、豎曲線半徑均較小時，其相互對應(yīng)的程度應(yīng)較嚴(yán)格；隨著平、豎曲線半徑的同時增大，其對應(yīng)程度可適當(dāng)放寬；當(dāng)平、豎曲線半徑均大時，可不嚴(yán)格相互對應(yīng)。
（2）長的豎曲線內(nèi)不宜設(shè)置半徑小的平曲線，長的平曲線內(nèi)不宜包含多個短的豎曲線，短的平曲線不宜與短的豎曲線相組合，長直線不宜與陡坡或半徑小且長度短的豎曲線組合。復(fù)曲線、S形曲線中的左轉(zhuǎn)圓曲線不設(shè)超高時，應(yīng)采用運行速度對其安全性予以驗算。
（3）線形組合設(shè)計，各技術(shù)指標(biāo)除應(yīng)分別符合平面、縱斷面規(guī)定的數(shù)值外，還應(yīng)考慮橫斷面對線形組合與行駛安全的影響。應(yīng)避免平面、縱斷面、橫斷面的最不利值的相互組合設(shè)計。
（4）線形組合設(shè)計除應(yīng)滿足各要素間內(nèi)部的相對均衡與變化節(jié)奏的協(xié)調(diào)外，還應(yīng)注意同公路外部沿線的自然景觀相適應(yīng)且配合地質(zhì)條件。
5.結(jié)語
公路的建設(shè)對地區(qū)的發(fā)展有著非常重要的影響，它對提高人們的生活水平及經(jīng)濟發(fā)展的推動有著積極的影響。在公路路線的設(shè)計過程中，要加強檢驗公路路線的各項指標(biāo)，不斷優(yōu)化公路路線的設(shè)計，切實做到安全。環(huán)保以及人性化的設(shè)計，提高運行的安全，在保證公路使用功能不受影響的前提下還能夠產(chǎn)生更大的社會、經(jīng)濟及環(huán)保效益。
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