山區(qū)公路平縱線形組合設(shè)計要點

王曉華

摘 要：在山區(qū)公路迅速發(fā)展的今天，因道路沿線自然條件制約，加大了山區(qū)公路線形設(shè)計的難度，如道路線形設(shè)計不合理，將存在嚴(yán)重的安全隱患，甚至產(chǎn)生交通事故。目前，在我國平原微丘區(qū)公路建設(shè)中已廣泛應(yīng)用現(xiàn)行公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)設(shè)計指標(biāo)，但山區(qū)公路建設(shè)起步晚，對山區(qū)公路平縱線形組合設(shè)計研究不多，如何保證路線內(nèi)平縱線形設(shè)計合理、有效，已經(jīng)成為急需解決的重要問題。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路；平縱線形組合；設(shè)計原則

中圖分類號：U412.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）05-0113-01

伴隨社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國交通事業(yè)也得到了極大的發(fā)展。特別是在公路建設(shè)規(guī)模不斷擴大的今天，人們越來越關(guān)注公路建設(shè)質(zhì)量問題。為滿足新時期公路建設(shè)需求，必須進一步完善我國公路網(wǎng)建設(shè)。山區(qū)公路因其地形地質(zhì)條件復(fù)雜、環(huán)境氣候惡劣及施工難度大等因素的影響，已經(jīng)成為公路建設(shè)行業(yè)發(fā)展的瓶頸。為提高山區(qū)公路施工質(zhì)量，確保行車安全，必須重視山區(qū)公路設(shè)計問題，采取科學(xué)、有效的技術(shù)指標(biāo)，保證道路設(shè)計線形符合自然地形條件，縱斷面設(shè)計合理、可行。同時，準(zhǔn)確把握山區(qū)公路的特點、難點，最大限度減小對沿線生態(tài)環(huán)境的損害，降低交通事故率，提高安全系數(shù)。

1 山區(qū)公路平縱線形組合設(shè)計原則

1.1 道路線形的連續(xù)性及行駛的舒適性

設(shè)計山區(qū)公路線形時，應(yīng)保證其平縱線形組合設(shè)計與車輛行駛運動學(xué)、動力學(xué)理念相符，并能充分考慮駕駛者的視覺、心理需求。為此，在線形設(shè)計中應(yīng)保證具有連續(xù)性、舒適性，且與沿線環(huán)境協(xié)調(diào)。

（1）平縱線形組合設(shè)計時，應(yīng)確保豎曲線涵蓋于平曲線內(nèi)，也就是說相比豎曲線長度范圍，平曲線應(yīng)長一些。這樣可保證向凸形豎曲線起點駛?cè)霑r，駕駛者視覺不受影響，可看到平曲線的始末端，提前做好平曲線轉(zhuǎn)彎判定。

（2）保證道路線形平曲線和豎曲線設(shè)計技術(shù)指標(biāo)值均衡，在視覺上達到線形連續(xù)變化的效果，避免駕駛者出現(xiàn)心理不適，降低操作難度。

1.2 道路線形技術(shù)指標(biāo)的均衡性

做好平縱線形組合設(shè)計，不僅能夠減少成本，還能在視覺上對駕駛者起到引導(dǎo)作用。據(jù)相關(guān)資料顯示，如圓曲線半徑在1000m以內(nèi)，則豎曲線半徑在其10到20倍之間，可滿足平曲線、豎曲線組合設(shè)計需求，同時能夠達到線形組合設(shè)計指標(biāo)均衡的目的。

1.3 合適的合成坡度

合成坡度設(shè)計時，應(yīng)對路面排水要求充分考慮，同時還要符合車輛行駛力學(xué)理論。在山區(qū)公路線形設(shè)計時，因具有較大縱坡值，一般會選取較小平曲線半徑值插入，此時將大大增加合成坡度值，極易產(chǎn)生車輛滑移問題，進而加大平曲線車輛行駛危險性。同時，如具有較小合成坡度值，將出現(xiàn)路面排水不暢，也會對車輛行駛安全造成不利影響。為此，必須保證平面線和縱斷面線設(shè)計時，具有合適的合成坡度，這樣才能滿足車輛行駛安全性的需求。

2 山區(qū)公路縱斷面線形設(shè)計指標(biāo)的應(yīng)用分析

2.1 平面線形設(shè)計指標(biāo)的應(yīng)用

（1）直線。作為平面線形最常見的一種線形設(shè)計，直線線形設(shè)計時應(yīng)嚴(yán)格按照“宜直則直、宜曲則曲”的原則，針對長直線不過分追求，也不能刻意地設(shè)置曲線，縮短直線長度，對道路平面線形連續(xù)性造成嚴(yán)重破壞。一般需按照“以人為本”理念，人性化地進行道路線形設(shè)計。由安全行駛角度來講，當(dāng)?shù)缆吩O(shè)計速度在每小時60km以上，同向曲線間最小直線長需控制在6V（設(shè)計速度—V，單位為km/h）以上，反向曲線間最小直線長度則需控制在2V以上。

（2）圓曲線。通?？稍诼肪€方向轉(zhuǎn)折部位布設(shè)圓曲線，以此達到路線方向變化的效果。在山區(qū)公路線形設(shè)計時，應(yīng)保證圓曲線能夠充分適應(yīng)周邊環(huán)境，保護生態(tài)環(huán)境。在曲線段車輛運行時，為提高行車安全性及穩(wěn)定性，必須根據(jù)確定圓曲線最小半徑值。相比《公路路線設(shè)計規(guī)范》內(nèi)的一般值，山區(qū)路段平曲線技術(shù)指標(biāo)應(yīng)高一些。因地形地勢等因素的制約，山區(qū)公路線形設(shè)計難度加大。為此，都會選取圓曲線最小半徑一般值用于平面線形設(shè)計。具體如表1所示。

（3）緩和曲線長及平曲線長。圓曲線長與緩和曲線長是組成道路平曲線長的主要部分。如平曲線長度不足，將增加駕駛者的不適感，增加操作量，極易出現(xiàn)手忙腳亂的現(xiàn)象，進而增加事故發(fā)生率。為此，必須合理確定平曲線最小長度，如表2所示。

2.2 縱斷面線形技術(shù)指標(biāo)應(yīng)用

（1）直線。在公路線形縱斷面設(shè)計中，直線坡度、坡長為其最主要的設(shè)計指標(biāo)，將會對行車速度、行車安全及工程造價等造成嚴(yán)重影響。為此，必須保證縱坡坡度設(shè)置的合理性。如公路具有較大縱坡坡度，在上坡環(huán)節(jié)車輛為加大汽車牽引力，不得不減緩車速，以此提升其爬坡能力，此時如具有過長陡坡長度，極易出現(xiàn)汽車氣阻等問題。同樣，汽車在下坡部位運行時，因制動操作次數(shù)增加，由于發(fā)熱原因極易出現(xiàn)制動器失靈現(xiàn)象，進而引發(fā)駕駛者心理變化，出現(xiàn)緊張、不適感，促使交通事故發(fā)生。為此，在最大縱坡設(shè)計時，當(dāng)設(shè)計速度為每小時120、100、80、60km時，其最大縱坡需相應(yīng)控制在3%、4%、5%、6%范圍內(nèi)。最小縱坡值則需控制在0.3%以上，這樣才能滿足排水通暢需求。山區(qū)道路設(shè)計中，必須合理控制合成坡度，其主要作用是對急彎+陡坡形式進行有效控制，避免太大合成坡度影響行車安全。通常情況下，必須盡可能取小值，但必須在0.5%以上，防止因排水不通暢影響路基穩(wěn)定性。

（2）豎曲線。為保證縱斷面線形具有連續(xù)性，可在兩個直線坡段轉(zhuǎn)折點部位布設(shè)豎曲線，且保證該曲線視距長度充足。相比平曲線長度，豎曲線長度在山區(qū)公路路線線形設(shè)計中影響道路連續(xù)性、平順性的程度更大。根據(jù)緩和沖擊、視距需求等因素，可確定豎曲線長度，如表3所示。

3 實例分析

某山區(qū)公路K40+000～K59+600，高差600m左右，本路段具有較為復(fù)雜的地形情況，屬于山嶺重丘區(qū)。線路平縱線形組合不僅要求山區(qū)線形設(shè)計基本要求相符，還應(yīng)做好填挖平衡，并對工程量、行車安全加以嚴(yán)控。

本路段K50+000～K58+000屬于越嶺路段，2000m以內(nèi)為其平曲線半徑，524m為其最小半徑，3.85%為最大縱坡，2.4%為最小縱坡，3.3%為平均縱坡，需交替布置縱面上陡坡和緩坡，緩坡需控制在3%以內(nèi)，其坡長則需控制在700m以上，豎曲線半徑則應(yīng)為25000m以上。由上可見，以視覺角度分析，縱坡交替并沒有影響線形，為此，可將2.4%緩坡設(shè)置到最小半徑524m位置，進而減小合成坡度。如平面受到制約，提高縱面指標(biāo)，將進一步改善整體線形。

因該路段具有較高縱面指標(biāo)，最大陡坡3.85%且坡長在900m以下，陡坡間設(shè)置的緩坡長度適合，與車輛行駛動力學(xué)需求相符，沒有設(shè)置陡坡接小半徑曲線組合，具有較為合理的平縱面線形組合，對行車安全有利。

4 結(jié)語

綜上所述，在社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展的今天，公路建設(shè)工程規(guī)模越來越大，逐步延伸到山嶺重丘區(qū)。與平原地區(qū)相比，山區(qū)具有較為復(fù)雜的地形條件、惡劣的施工環(huán)境，大大增加了平縱面線形組合設(shè)計的難度，其線形指標(biāo)受到多方面因素的制約，設(shè)計時應(yīng)充分考慮其地形條件、自然環(huán)境、縱坡等，以便滿足行車安全的要求。

參考文獻

[1]王立.山區(qū)高速公路平縱線形組合設(shè)計合理性研究[J].黑龍江交通科技，2013，36（2）：23.