山嶺區(qū)高等級某高速公路平面線形研究

王建省 董嘉雯 王宗澤

北方工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院

山嶺區(qū)高等級某高速公路平面線形研究

王建省 董嘉雯 王宗澤

北方工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院

在現(xiàn)代交通運輸系統(tǒng)中，公路運輸所占的比例不容忽視，它因便捷靈活、適應(yīng)性強而被廣泛采用。汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，刺激了公路運輸?shù)男枨?，同時，也對公路等級和設(shè)計提出了更高的要求。平面線形設(shè)計是公路設(shè)計的關(guān)鍵，優(yōu)質(zhì)的線形設(shè)計對于交通流的安全具有重要的影響，如果公路線形不合理，則會降低公路通行能力，造成運輸者時間和經(jīng)濟上的損失，同時會誘發(fā)交通事故。本文對山嶺區(qū)高等級某高速公路平面線形要素設(shè)置的合理性進行分析和研究，分析了平面選線、平曲線要素，并對公路平曲線要素進行了計算，給出了合理的方案。

工程概況

研究目標工程地處遼寧省沈陽市的山嶺區(qū)高等級某高速公路，起點位于大伙房水庫G1212國道，終點位于上馬地區(qū)。路線所屬地區(qū)屬復(fù)雜山嶺地區(qū)，海拔高，高差大，路線全長22.7km，公路等級為高速公路，設(shè)計時速為80km/h，工程要求必須跨越大伙房水庫，遂在該處修建一座大型斜拉橋。工程要求保證平面線形平順，且道路等級較高，遂在高程較大的山脈處可以修建隧道。工程復(fù)雜，地質(zhì)條件復(fù)雜，設(shè)計標準較高。

平面選線

在進行公路選線時，要針對公路所經(jīng)地域的環(huán)境、地形、地質(zhì)具體擬定路線，全面權(quán)衡，分清主次，當遇到不良地質(zhì)路段時，要采取繞、避、穿等方案進行比選。在選線過程中要嚴格保護農(nóng)田耕地，盡力避讓不可移動的文物，注意保護環(huán)境，與沿線自然景觀相協(xié)調(diào)，綜合考慮平、縱、橫面，還要注重三者之間的合理組合與搭配。由于工程為高速公路，道路等級較高，車行速度較大，遂必須保證平面線形的平順，在進行圓曲線設(shè)計時對于圓曲線要素也有較高的要求。

平曲線要素

在進行平曲線設(shè)計時，要求平面線形連續(xù)、均衡，與周圍景觀相協(xié)調(diào)，在公路轉(zhuǎn)角處宜選用較大半徑圓曲線，同向曲線間要有足夠長度的直線，反向曲線間不宜設(shè)置過短的直線，直線的應(yīng)用要與景觀相協(xié)調(diào)，不得過于追求長直線，當圓曲線半徑過小時應(yīng)設(shè)置超高與加寬。圓曲線要與相銜接的路段平、縱線形相協(xié)調(diào)，避免小半徑圓曲線和陡坡重合的地形。設(shè)計的公路為高速公路，并處于復(fù)雜的山嶺區(qū)，設(shè)計車速為80km/h。由已知交點坐標、轉(zhuǎn)角、交點間距來計算方位角、切線長、各點樁號等加設(shè)緩和曲線后的平曲線要素。加設(shè)緩和曲線后的平曲線示意圖如圖1所示。

圖1　加設(shè)緩和曲線后的平曲線

表1　圓曲線計算表

計算公式：

緩和曲線切線內(nèi)移值：

緩和曲線切線增值：

切線總長：

曲線總長：

外矢距：

校正數(shù)：

主點樁號計算：

公路平曲線要素計算

利用公式計算所研究公路沿線的一處圓曲線要素。擬計算樁號為K1+492.17處的圓曲線參數(shù)，設(shè)半徑為250m，轉(zhuǎn)角83°56′46.59"，設(shè)計車速為80km/h。根據(jù)規(guī)范取Ls=70m ，則：

按照同樣方法即可計算得出其他樁號處圓曲線的曲線要素。表1列出了該線路上部分圓曲線要素計算結(jié)果。

結(jié)語

實際公路工程中，需進行平曲線設(shè)計，平曲線要素計算是平曲線設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。本文針對山嶺區(qū)高等級某高速公路具體工程，對公路平面線形要素進行分析和計算，給出了工程中部分圓曲線的計算結(jié)果，比較、試算圓曲線半徑，最終確定主線幾何因素。主線的半徑和緩和曲線的長度均滿足一般高速公路曲線半徑和緩和曲線長度的要求。