淺析公路設計中平縱線形組合的研究

肖光昕

平、縱面作為公路設計的重要組成部分，其配合程度的好壞影響巨大，若平、縱面線形配合不好，不僅不利于發(fā)揮其優(yōu)勢，而且會使兩方面的缺點更加嚴峻，從而使得行車發(fā)生危險。平、縱面線形設計組合合理并形成良好的配合，通常不需要增加造價成本就能夠促進道路品質的提升，安全和完美的平、縱面線形組合將使行車連續(xù)、勻速、平穩(wěn)地行駛。因此，對平、縱面線形進行合理的設計與組合，將在很大程度上保證公路上行車的安全。本文通過研讀國內外相關學者的已有文獻，同時結合自身的實踐經驗，歸納總結了平、縱面線形組合的重要性以及當前存在的問題，并在此基礎上提出了相應的建議，希望為今后相關學者的研究提供一定的理論基礎，同時也希望能夠促進我國公路設計中平縱線形組合的優(yōu)化。

平、縱面線形設計在公路設計中占據著十分重要的位置。若平、縱面線形配合不好，不僅不利于發(fā)揮其優(yōu)勢，而且會使兩方面的缺點更加嚴峻，從而使得行車發(fā)生危險。因此，平、縱面線形的合理設計與組合，對于公路品質的提升十分重要，尤其是對于速度大于等于60km/h的公路。

一、平縱組合路段汽車運動學分析

汽車行駛的穩(wěn)定性是指當汽車在公路上行駛的過程中，受到外界因素的干擾后，能夠自行保持或者迅速回復原先的行駛狀態(tài)，避免失控現象的發(fā)生，但會產生諸如側滑、側翻等不良現象。汽車在行駛過程中，其穩(wěn)定性可以用橫向穩(wěn)定性和縱向穩(wěn)定性進行衡量。所謂橫向穩(wěn)定性是指汽車在轉向或在具有橫向坡度的道路上行駛時，抵抗發(fā)生側向滑移和側向翻車的能力；縱向穩(wěn)定性是指汽車在坡度較大的坡道上行駛時，抵抗繞后軸或者前軸傾翻及縱

向倒溜的能力。

二、公路線形設計的要求及公路線形作用

1.影響公路線形的因素。在進行公路線形設計的過程中，首先應該考慮公路設計完成后應具有的作用和功能，同時還要考慮公路沿線的基礎設施及景觀、路線的交叉情況、構造物以及公路線形等因素的影響。公路設計要結合當地的地形地貌，將平面和縱面線形考慮進來，進行綜合評定，保證每一條路段都設計合理。

2.對平面線形的要求。公路的平面線形設計，一方面要符合當地的地形地貌特征，另一方面在技術標準上也要達標。設計平面線形時，要根據地形的實際情況合理靈活地變換曲線，使之與周圍的景觀相契合，實現視覺效果的最大化。平面線形應該是連續(xù)的，長直線的終點應該避免與小半徑曲線進行連接，同時還要注意在設計中不應出現連續(xù)急彎的線形。無論是反向曲線還是同向曲線，都應該有較長直線的插入。偏角較小的曲線容易使司機產生視覺錯誤，放大曲率，從而使得交通事故的發(fā)生。因此，在進行公路的線形設計時，要盡量避免偏角較小曲線的出現，若確實有必要出現偏角較小的曲線，應該注意曲線與縱斷面線形的組合，并使曲線保持足夠的長度。

3.對縱斷面線形的要求。在開展縱斷面線形的設計工作時，一方面要符合技術標準的相關要求，另一方面還要與沿線的景觀相配合。為使縱斷面線形的設計與周圍景觀相協調，在對其進行設計時要根據地形的起伏情況進行，這樣在一定程度上還能降低成本，實現效益的最大化。為保證行車的安全、舒適程度以及為司機呈現良好的視覺效果，縱斷面線形的設計應該滿足以下幾點要求，具體而言：（1）在設計短距離的路段時，為避免給司機呈現波浪式的視覺效果，不可出現連續(xù)凹凸反復的情況；（2）縱斷面線形的設計應該保證司機可以看到較遠、較近處的線形，同時還要保證司機能夠看到中間部分的線形，從而增強行駛中司機的安全感。

4.公路線形的重要性。交通安全在一定程度上有賴于公路線形設計的合理與否。作為公路的主要骨架，公路線形與公路的交通安全具有很高的相關性。公路線形包括兩方面的內容：（1）視距保證；（2）平縱橫之間的協調。在進行平面線形的設計時，應該充分考慮曲線半徑、偏角、長度以及與地形的契合度等因素。在曲線段發(fā)生交通事故的概率是在直線段發(fā)生交通事故概率的三倍，而發(fā)生駛出公路事故的概率則為四倍。同時值得注意的還有，曲線段還極易因路面結冰、積水等現象而發(fā)生交通事故。在設計縱斷面線形的過程中，還應結合坡的度數、長短以及曲線的半徑等因素進行設計。坡度越大，交通事故發(fā)生的可能性也就越大。相對于平、縱曲線的單個設計，對平、縱曲線進行組合設計時要格外考慮安全因素，保證平縱線形整體上的均衡性。

三、公路設計中平、縱面線形組合

1.平、縱面線形組合設計的要求

（1）在開展公路設計工作時，要根據汽車的行駛力學原理以及公路的排水情況設計合理的合成縱坡。對于山嶺丘陵地區(qū)來說，其坡度往往較大，若再設置小半徑的平曲線，將會進一步增大縱坡，從而增加車輛的安全隱患，妨礙車輛的順暢行駛；而對于平原地區(qū)而言，其坡度往往較小，若在設計時將平曲線起點附近的合成縱坡的度數設計的較小，則容易造成排水不暢現象的出現。因此，在進行平、縱線形組合設計工作時，要將合成縱坡作為一個重要的因素予以考慮。

（2）在進行平、縱面線形的組合設計時，要注意對司機視覺和心理要求的滿足。平、縱面線形的設計要能夠在視覺上對司機產生一定的自然誘導作用，使司機能夠在較短的時間內迅速掌握道路的狀況，避免產生視覺上的錯誤，給司機呈現一種美觀、連續(xù)的感覺。線性組合一般要求線形指標組合較為協調、布局均衡合理，從而避免司機產生線形不連續(xù)、扭曲變形等不良視覺效果。

2.公路線形設計的應用與意義

（1）平面與縱面直線組合的應用。平、縱面面線形如果設計的過于單調，則容易使司機產生視覺疲勞，致使司機發(fā)生超車行為，從而引發(fā)交通事故。因此，在路況較為復雜的地段，應該進行合理的平、縱面線形組合設計。

（2）平面與縱斷面凹形豎曲線組合的應用。在公路中進行平面與縱面凹形豎曲線的組合設計，一方面可以在很大程度上使行車舒適，另一方面對于司機來說也具有良好的視距效果。但值得注意的是，此組合具有以下要求：①使用的豎曲線不能果斷；②短直線不能在凹曲線之間穿插。

（3）平面與縱斷面凸形豎曲線組合的應用。在地形起伏較大的山區(qū)，若將平面與縱斷面進行凸形的豎曲線組合則會產生不良的視覺效果，諸如產生“突峰”、 “暗凹” 或“波浪形” 等較差的視覺體驗。因此，要在很大程度上避免這種線性組合的出現，否則則應將曲線半徑增大以便于改善司機的視覺效果。

（4）平面與縱斷面直線組合的應用。要想使平面與縱斷面直線形成科學合理的組合，首先應該考慮司機的視覺效果。設計中線形組合應該格外注意合成縱坡，避免急彎與陡坡相重合，同時為了便于排水也要注意合成縱坡應保持一定的坡度。

（5）平面與縱斷面豎曲線組合的應用。平、縱面豎曲線組合具有普遍性、復雜性等特點。若平、縱線形搭配均衡、位置得當且協調一致，則能夠在很大程度上形成較好的空間線性，為司機形成良好的視覺體驗，否則則容易使司機產生較差的視覺效果，致使交通事故的發(fā)生，減弱車輛行駛的安全性。

四、結語

在開展公路的設計工作時，我們要根據當地的實際地形地貌條件進行平豎曲線的科學合理組合設計，從實際出發(fā)，具體問題具體分析，根據地形地貌的不同制定不同的設計方案，只有這樣，才能保證司機在駕駛過程中擁有良好的視覺體驗，避免交通事故的發(fā)生，提高車輛行駛的安全性。