山區(qū)高速公路路線設計理念與要點

(湖南省懷化市公路勘察設計院 湖南 懷化 418000)

山區(qū)高速公路路線設計理念與要點

曾超

(湖南省懷化市公路勘察設計院湖南懷化418000)

本文首先論述了山區(qū)高速公路路線設計理念要求，其次具體闡述了山區(qū)高速公路路線設計要點，包括：運行速度和設計速度的選擇、平曲線半徑的選取、縱坡設計等，以確保山區(qū)高速公路的運行安全性。

山區(qū)；高速；設計速度；運行速度；平曲線半徑；縱坡設計

引言

山區(qū)高速公路地形地質(zhì)條件復雜、地質(zhì)災害突出，氣候多變，區(qū)域小氣候的影響比較大，所以山區(qū)高速公路的安全性受到很大的影響，因而必須加強對山區(qū)高速公路路線設計的研究，確保山區(qū)高速公路運行的安全和可靠。

一、山區(qū)高速公路路線設計理念要求

隨著我國高速公路逐漸從平原地區(qū)朝著山區(qū)發(fā)展，設計理念必須不斷更新和創(chuàng)新。從目前已經(jīng)通車的山區(qū)高速公路事故成因來看，很多都與路線設計有關。傳統(tǒng)的高速公路路線設計主要是采用設計速度法，該方法指的是在選定的設計速度下，與地形條件和工程規(guī)模進行結(jié)合，在規(guī)定的平縱指標范圍中確定路線設計參數(shù)，并且在相關條件允許的情況下，盡可能的采用高指標，進而取得公路的最高性能。但是該設計理念和方法會造成實際車輛的運行速度和線形指標想脫離。在山區(qū)，由于工程規(guī)模和地形地質(zhì)條件存在比較緊密的聯(lián)系，橋梁和隧道結(jié)構物占據(jù)路線的比例比較大，平縱面指標的變化比較明顯，在路線設計過程中，如果其中一些參數(shù)選擇的不恰當或者是參數(shù)的最小值同時出現(xiàn)時，通常就會形成事故喝點，影響高速公路的運行安全。

因此，山區(qū)高速公路路線設計，應在對車輛實際運行速度進行研究的基礎上，與地質(zhì)、地形條件的變化對線形進行優(yōu)化，進而對安全和環(huán)保的要求進行滿足，最后實現(xiàn)山區(qū)高速公路的可持續(xù)發(fā)展。

二、山區(qū)高速公路路線設計中運行速度和設計速度的選擇

設計速度V是公路設計是確定幾何線形的基本要素，指的是氣候條件較好，車輛行駛只受到公路自身條件的影響，具有中等駕駛?cè)藛T能夠舒適并且安全的駕駛車輛的速度。運行速度V85指的是交通流處于自由流的情況下并且氣候條件較好的情況系啊，路段特征點上測定的第85個百分位上的車速。在我國《公路工程技術標準》(JTGB01-2003)中已經(jīng)引入了運行速度的概念，同時要求在速度變化的路段、超高受限制的路線以及坡車道等路段對運行速度進行檢驗。在線形設計中，運行速度要大于設計速度，并且兩者之間的差不應該低于20km/h。

我國山區(qū)高速設計速度大多采用的80/100km/m，路線線形設計時必須充分的對這一因素進行考慮。在相同設計速度的路線，如果地形比較復雜，需要對路線線形的指標進行提高；如果地形條件簡單，需要對長直線和大半徑平曲線的應用進行嚴格的限制，進而對車輛的運行條件進行約束，從根本上對運行速度的突變進行消除。根據(jù)我國實際情況來看，大貨車的運行速度要遠低于設計速度以及小客車的運行速度，相較于小客車的運行速度，最大速度差能夠達到35-45km/m。在交通量達到一定的程度之后，因為行車視距不足，會導致超車很困難，會因為大小車型的運行車速之間的差異而導致交通事故的發(fā)生率提高。所以山區(qū)重載交通道路，必須對爬坡車道以及分車道限速行駛進行適當?shù)脑鲈O，能夠?qū)\行速度差進行有效的改善。

三、山區(qū)高速公路路線設計中平曲線半徑的選取分析

在選取平曲線半徑時，需要在行駛力學的基礎上對汽車行駛的安全性和舒適性進行保證。根據(jù)相關調(diào)查發(fā)現(xiàn)，如果平曲線半徑低于1500m時，事故發(fā)生率會隨著半徑的變小而增加；在平曲線半徑低于600m時，事故的發(fā)生率會增加到全路事故發(fā)生率的1.5倍，在平曲線半徑低于400m時，事故的發(fā)生率會增加到全路事故率的20倍。

平曲線半徑中的一般最小和極限最小，是將汽車在曲線上能夠安全和舒適的行駛作為條件進行確定的，從根本上來說指的是汽車行駛在曲線部分時，所財神的離心力等橫向力不高于輪胎和路面的摩阻力所能夠允許的界限。以設計速度為80km/h為例，將設計速度及相應的運行速度的條件下的圓曲線半徑的一般最小和極限最小值計算出來。見表1。

表1 設計速度和運行速度的一般最小和極限最小的圓曲線半徑

四、山區(qū)高速公路路線設計中的縱坡設計分析

縱坡設計主要需要對汽車的爬坡性能以及油耗等方面的因素進行考慮如果根據(jù)這方面進行考慮，則按照最大規(guī)范規(guī)定最大縱坡單對縱坡進行設計是合理的；但是對于分離式路基來說，需要對高速上下行車輛分離的特性進行考慮，對于最大縱坡需要根據(jù)車輛的行駛特性區(qū)別對待，對于上坡坡段需要根據(jù)汽車爬坡性能按照規(guī)范嚴格對最大縱坡進行取值；對于下坡坡段，不存在爬坡的問題，選擇最大縱坡可以適當放寬，突破規(guī)范。

在山區(qū)高速縱坡設計中，為了對地形條件更好的適應，確保行車安全，可以將縱坡設計成為臺階式，利用陡緩坡交錯的方式進行縱坡設計。根據(jù)筆者調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，相較于一般的平坦路段，山區(qū)高速公路i=2.5%-4%的坡段交通安全事故發(fā)生率要高10%-20%。對于貨車來說，根據(jù)不同的爬坡性能，上坡路線的速度能夠降低7%，在下坡路線速度能夠增加大約5%。對于小客車，相較于平坦公路正常的行駛速度，在i=4%-5%的坡度上其變化幅度不大。如果設計坡長大于限制的長度，特別是在交通量與通行能力相近時，或者是在貨車比例比較大的情況下，可以設置專門的爬坡車道供給慢性車輛行駛。在連續(xù)長大下坡路段在設計中不能夠避免時，需要對緩和坡段和陡坡進行合理的設置，同時選擇合理的避險車道的位置。

五、結(jié)束語

綜上所述，相較于設計速度設計方法，運行速度設計方法能夠?qū)σ驗榫€形設計與實際行車狀況脫離而導致的交通安全事故的產(chǎn)生，因而在山區(qū)高速公路路線設計中應當對運行速度進行充分的考慮。此外還應當對公路沿線的地形以及車輛的構成進行充分的研究，選擇良好的公路路線線形。此外在重載的上坡路段，需要對爬坡車道進行合理的設置，并且在連續(xù)下坡路段，需要增設避險車道，確保行車安全性，避免或者降低交通安全事故的發(fā)生。

[1]施華金,解偉.山區(qū)高速公路路線設計基本思路及選線方法的研究[J].建筑知識:學術刊,2014(8):298-298.

[2]況小根,金加華,廖碧海,等.山區(qū)高速公路長大下坡交通安全保障研究[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2016,42(3):41-43.

曾超(1984-)，男，本科，從事路橋設計工作。