公路路線設(shè)計(jì)指標(biāo)的靈活運(yùn)用研究

中圖分類號(hào) U412.36 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)2096-8949（2025）08-0028-03

0 引言

在公路建設(shè)工程中，路線設(shè)計(jì)是否合理是決定公路建設(shè)成敗的關(guān)鍵，對(duì)道路的運(yùn)行安全和經(jīng)濟(jì)合理性起到?jīng)Q定性作用。組成路線的平面、縱斷面及橫斷面技術(shù)指標(biāo)等，與上位規(guī)劃、地形地貌、設(shè)計(jì)規(guī)范、交通流量和工程投資等相關(guān)聯(lián)，影響因素眾多。公路設(shè)計(jì)從業(yè)人員需在滿足交通功能的前提下，充分理解并靈活運(yùn)用相關(guān)指標(biāo)，避免生搬硬套。由于規(guī)范是全國(guó)通用的綱領(lǐng)性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具有普遍性和一般性指導(dǎo)意義，各地區(qū)也結(jié)合該地實(shí)際條件建立了地方性標(biāo)準(zhǔn)。在規(guī)范條款中，除了強(qiáng)制性條款外，部分條文并非必須遵循。針對(duì)規(guī)范中相關(guān)說(shuō)明，對(duì)于用詞為“必須”“嚴(yán)禁”的條款和指標(biāo)，表示很嚴(yán)格，必須遵循；當(dāng)表述為“應(yīng)”“不應(yīng)”或“不得”的情況時(shí)，表示嚴(yán)格，在正常情況下均應(yīng)遵循“宜”“不宜”表示允許稍有選擇，在條件許可時(shí)應(yīng)首選；“可”則代表在一定條件下可參照?qǐng)?zhí)行。在具體取值方面，規(guī)范中有最大、最小值，一般值和極限值。因此，在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，如何根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況選取合適指標(biāo)，存在較大的靈活性。在不降低項(xiàng)目質(zhì)量和安全目標(biāo)的前提下，科學(xué)選擇出技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、線形美觀、安全舒適的公路路線，是促進(jìn)公路工程可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)用原則

靈活運(yùn)用設(shè)計(jì)指標(biāo)，要遵循相應(yīng)規(guī)范中的主要原則，同時(shí)避免極端傾向。不結(jié)合實(shí)際需求盲目采用較高技術(shù)指標(biāo)，勢(shì)必造成實(shí)施難度增大，工程投資過(guò)高的情況；過(guò)分壓縮標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)模，采用極限設(shè)計(jì)指標(biāo)，往往造成通行體驗(yàn)降低，駕駛難度增大的結(jié)果，存在一定安全隱患。開展公路路線設(shè)計(jì)工作需全面掌握和理解《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD20—2017）（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）中規(guī)定的設(shè)計(jì)指標(biāo)以及其對(duì)不同等級(jí)公路的要求。前期做好交通量統(tǒng)計(jì)調(diào)查，分析交通流量、車輛類型和建設(shè)目標(biāo)，根據(jù)交通特性選擇適宜的設(shè)計(jì)指標(biāo)。在滿足基本功能的前提下，綜合考慮路線與地形的適應(yīng)性，根據(jù)地形條件（如平原微丘、重丘、山嶺重丘）調(diào)整設(shè)計(jì)指標(biāo)，以適應(yīng)不同的自然條件和降低工程難度[1]。在公路設(shè)計(jì)階段，應(yīng)重視環(huán)境保護(hù)，盡量減少對(duì)自然環(huán)境的破壞，降低對(duì)野生動(dòng)植物棲息地的干擾。同時(shí)應(yīng)有成本效益意識(shí)，確保在保障道路安全和使用功能不降低的基礎(chǔ)上，通過(guò)精細(xì)化設(shè)計(jì)從而有效控制工程成本。在規(guī)范允許范圍內(nèi)，靈活運(yùn)用設(shè)計(jì)指標(biāo)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，以最大限度實(shí)現(xiàn)路線方案的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

2 設(shè)計(jì)指標(biāo)的靈活運(yùn)用

2.1 平面設(shè)計(jì)指標(biāo)

（1）直線。公路上直線段占有比例最大，其長(zhǎng)度需在合理范圍內(nèi)。過(guò)短則使駕駛?cè)藛T頻繁轉(zhuǎn)向，引起行車舒適性降低。如果直線路段延伸過(guò)遠(yuǎn)，可能會(huì)由于沿途景觀的單一性而引起駕駛員視覺(jué)疲勞，進(jìn)而影響其注意力集中程度和反應(yīng)速度。我國(guó)地域遼闊，沿海地區(qū)地勢(shì)平坦，而西南部山巒層疊，由于地域差異極大，《規(guī)范》中未對(duì)直線段的具體長(zhǎng)度做明確規(guī)定。參考其他國(guó)家限值，具體設(shè)計(jì)過(guò)程中可以按 2 0 V （ V 為設(shè)計(jì)速度，單位為 ，下同），即72s行程進(jìn)行控制，山區(qū)路段可適當(dāng)降低。針對(duì)因地形等因素限制而不可避免的長(zhǎng)直線路段，應(yīng)通過(guò)分析車輛的行駛速度并開展安全評(píng)估，適當(dāng)增加警示標(biāo)志，以預(yù)防駕駛員疲勞駕駛行為。對(duì)于圓曲線間的直線段長(zhǎng)度，按照同向和反向圓曲線進(jìn)行區(qū)分，其取值分別按照不小于 6 V 和 2 V 進(jìn)行控制[2]。

（2）圓曲線。曲線設(shè)計(jì)指標(biāo)主要控制圓曲線半徑和曲線長(zhǎng)度。對(duì)于最大圓曲線半徑，規(guī)范明確規(guī)定不宜超過(guò) 1 0 0 0 0 m ，最小半徑根據(jù)不同設(shè)計(jì)速度如表1所示（表中 為采用的最大超高值）。各級(jí)公路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)敷設(shè)曲線，并宜選用較大的圓曲線半徑，轉(zhuǎn)角過(guò)小時(shí)，不應(yīng)設(shè)置較短的圓曲線。在正常情況下，若不受地形、地物和征地拆遷影響，且無(wú)斷層、塌陷、強(qiáng)發(fā)育巖溶、滑坡、泥石流等特殊不良地質(zhì)路段，宜按一般值取用。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，采用最小半徑一般值控制的圓曲線，在固定車速行駛過(guò)程中雖能保持平穩(wěn)，但轉(zhuǎn)彎時(shí)仍能感受到曲線的存在，乘客不由自主地產(chǎn)生身體傾斜，降低舒適性。故條件許可時(shí)應(yīng)適當(dāng)加大圓曲線半徑取值，并結(jié)合本地區(qū)已建項(xiàng)目運(yùn)行情況綜合確定。

（3）回旋線。在不同半徑的同向圓曲線之間進(jìn)行徑向銜接時(shí)，需要配置適當(dāng)?shù)木徍颓€。緩和曲線最小長(zhǎng)度應(yīng)以雙車道中心線作為旋轉(zhuǎn)軸來(lái)設(shè)定超高的過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)度；如旋轉(zhuǎn)軸位于行車道邊緣，或者對(duì)于車道數(shù)量較多或車道寬度較大的公路，所需超高過(guò)渡長(zhǎng)度可能會(huì)更長(zhǎng)。因此，應(yīng)結(jié)合具體計(jì)算結(jié)果，選擇較長(zhǎng)的過(guò)渡長(zhǎng)度，并根據(jù)線形設(shè)計(jì)、安全、視覺(jué)感受和景觀要求，傾向于采用較大的緩和曲線參數(shù)和長(zhǎng)度值。緩和曲線一般采用回旋線，其可按 計(jì)算確定回旋參數(shù)（其中 r 為回旋線上某點(diǎn)的曲線半徑，1為回旋線上某點(diǎn)至原點(diǎn)的曲線長(zhǎng)， 為回旋線參數(shù)，單位均為 m ）。

（4）平曲線長(zhǎng)度。在確定公路平曲線的長(zhǎng)度時(shí)，除必須考慮設(shè)置緩和曲線或超高、加寬過(guò)渡需求外，還應(yīng)包含一定長(zhǎng)度圓曲線，以確保車輛能夠平穩(wěn)地從直線段過(guò)渡到曲線段，有助于維持車輛行駛的連續(xù)性和安全性。若采用《規(guī)范》中的最小值，實(shí)際上是一種極限狀態(tài)，此時(shí)曲線為凸形回旋線，不利于誘導(dǎo)行車路線，駕駛者會(huì)感到操作突變且視覺(jué)不舒適平順，實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免。在一般情況下，可采用一般值，但該指標(biāo)并非最優(yōu)，在平縱組合設(shè)計(jì)中無(wú)法獲得較好的線形效果。從線形設(shè)計(jì)要求方面考慮，平曲線長(zhǎng)度按規(guī)范中最小值的 5 ～ 8 倍左右控制可獲得較好的線形效果。

2.2 豎向設(shè)計(jì)指標(biāo)

（1）最大縱坡。載重汽車的爬坡能力和通行能力是道路最大縱坡控制設(shè)計(jì)主要考慮的因素。隨著現(xiàn)代汽車業(yè)的發(fā)展，大型貨車已經(jīng)成為公路貨運(yùn)車型的主要代表車型，坡度設(shè)計(jì)需綜合考慮安全、油耗、投資及車輛的整體性能。當(dāng)受地形限制的新建高速公路設(shè)計(jì)時(shí)速在8 0 k m / h 以上時(shí)，或者時(shí)速在 4 0 k m / h 以下的改擴(kuò)建公路利用舊路段，經(jīng)過(guò)技術(shù)方案論證，可適當(dāng)調(diào)整縱坡值，但增加量最大不超過(guò) 1 % 。道路坡度越大，交通事故率隨之升高，其關(guān)系如圖1所示[3]。對(duì)于最小縱坡，為保障排水通暢，工程上常按不小于 0 . 3 % 控制。當(dāng)兩個(gè)變坡點(diǎn)之間路段不滿足排水坡度要求時(shí)，需增設(shè)變坡點(diǎn)，從而避免形成積水洼點(diǎn)。對(duì)于此種情況，可提高橫向排水坡度，縱向加強(qiáng)排水邊溝設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合處理。對(duì)于橋上及橋頭路線的縱坡，《規(guī)范》中規(guī)定大、中橋上的坡度不宜大于 4 % ，橋頭引道縱坡不宜大于 5 % ，主要基于結(jié)構(gòu)受力和構(gòu)造方面要求，并滿足行車方面要求，在具體應(yīng)用時(shí)，還應(yīng)結(jié)合橋梁類型、受力特點(diǎn)綜合確定。

（2）坡長(zhǎng)控制。《規(guī)范》中對(duì)最大、最小坡長(zhǎng)均設(shè)置了相應(yīng)指標(biāo)值，設(shè)計(jì)中應(yīng)避免采用最小坡長(zhǎng)，防止出現(xiàn)“過(guò)山車”式行車體驗(yàn)。最大坡長(zhǎng)不得突破，尤其是長(zhǎng)陡坡路段，實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中安全風(fēng)險(xiǎn)較高，車輛長(zhǎng)期處于剎車狀態(tài)易造成制動(dòng)失效從而引發(fā)事故。對(duì)于連續(xù)上坡路段，應(yīng)設(shè)置緩和坡段，同時(shí)適當(dāng)調(diào)整前后路段縱坡使總體縱斷線形相匹配，其縱坡差值不宜過(guò)大。緩坡段縱坡應(yīng)在 2 . 5 % ～ 3 % 之間，設(shè)計(jì)速度低于 8 0 k m / h 取大值，高于該速度則取小值，其長(zhǎng)度不小于最小坡長(zhǎng)指標(biāo)。對(duì)于越嶺路線，在坡度和坡長(zhǎng)控制時(shí)，應(yīng)檢驗(yàn)平均坡度指標(biāo)是否符合要求。實(shí)踐證明，山區(qū)任意連續(xù) 3 k m 路段的平均縱坡難以控制在 5 . 5 % 以內(nèi)，但該條文非強(qiáng)制性要求，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)地形地貌調(diào)整，但不得差異過(guò)大。

（3）豎曲線半徑與長(zhǎng)度。在縱坡變化點(diǎn)處，為減輕車輛動(dòng)力變化引發(fā)的沖擊效應(yīng)，確保足夠視距，讓駕駛員有充足的反應(yīng)時(shí)間，應(yīng)設(shè)置豎曲線，以便于提供平穩(wěn)的駕駛體驗(yàn)，同時(shí)保障行車安全。豎曲線可采用圓曲線或二次拋物線，為計(jì)算方便一般采用圓曲線[4。對(duì)于豎曲線的曲線半徑和曲線長(zhǎng)度，一般情況下不宜采用極限值，僅在復(fù)雜地形條件等特殊原因時(shí)方可使用，且應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，并進(jìn)行運(yùn)行安全評(píng)價(jià)。采用一般值進(jìn)行設(shè)計(jì)基本能滿足相應(yīng)功能，但舒適感較差，根據(jù)工程上相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際設(shè)計(jì)中按規(guī)范中“一般值”的 1 . 5 ～ 2 . 0 倍或更大值取用，行車效果較好。在條件許可時(shí)，宜采用長(zhǎng)豎曲線和長(zhǎng)直線組合，并考慮視覺(jué)所需半徑值。豎曲線半徑指標(biāo)如表2所示。

2.4 橫斷面指標(biāo)

確定公路路基的橫斷面形式時(shí)，應(yīng)結(jié)合道路的功能定位、技術(shù)等級(jí)、交通量以及地形地貌等因素。對(duì)于高速公路、一級(jí)公路，應(yīng)根據(jù)需要采用整體式或分離式路基斷面，雙向十車道及以上的高速公路，可以采用復(fù)合式橫斷面；其他等級(jí)公路，應(yīng)采用整體式路基斷面。高速公路橫斷面的構(gòu)成要素包括車道、中央分隔帶、左側(cè)路緣帶以及路肩（包括硬路肩和土路肩）等。其寬度主要依據(jù)設(shè)計(jì)速度來(lái)設(shè)定，并根據(jù)具體情況采用一般值或最小值進(jìn)行調(diào)整，也可按需要靈活布置斷面形式與各組成部分尺寸。整體式路基斷面具體布置如圖2所示。

（1）在確定公路路基橫斷面的構(gòu)成部分寬度時(shí)，需要依據(jù)道路技術(shù)等級(jí)、承載的交通流量及其斷面組成，同時(shí)還需綜合考慮包括加減速車道、爬坡車道、緊急停車帶和慢車道等在內(nèi)的相關(guān)設(shè)施布局。對(duì)于一級(jí)以下公路，當(dāng)慢行車輛較多時(shí)，可不單獨(dú)設(shè)置慢車道，利用右側(cè)硬路肩通行，寬度不足時(shí)可適當(dāng)進(jìn)行擴(kuò)寬，并與其他車道間設(shè)置隔離設(shè)施[5]。

（2）公路車道寬度的確定是一個(gè)復(fù)雜的工程學(xué)問(wèn)題，它涉及車輛安全、順適通行的需求，以及設(shè)計(jì)車輛的最大寬度和錯(cuò)車、超車所必需的余寬。正常狀態(tài)下，車道寬度應(yīng)按《規(guī)范》中表6.2.1采用，但對(duì)于特殊情況，其寬度值可適當(dāng)減小 0 . 2 5 m 。車道寬度并非越大越有利，需結(jié)合車輛類型和運(yùn)行速度確定，既要避免相鄰車道的相互干擾，又要合理確定建設(shè)規(guī)模以控制工程投資。

（3）對(duì)于中間帶，當(dāng)?shù)缆返燃?jí)為高速公路和作為干線的一級(jí)公路時(shí)，中央分隔帶的寬度應(yīng)根據(jù)其功能確定，為集散的一級(jí)公路時(shí)，按照中間隔離設(shè)置的寬度確定。當(dāng)中間帶處防護(hù)構(gòu)造型式不同時(shí)，應(yīng)采用對(duì)應(yīng)的側(cè)向余寬，需區(qū)分波形鋼護(hù)欄與混凝土護(hù)欄的寬度要求，避免一刀切。

3結(jié)語(yǔ)

公路路線設(shè)計(jì)需綜合考慮多方面指標(biāo)的協(xié)同作用，各設(shè)計(jì)指標(biāo)并非孤立存在。設(shè)計(jì)人員在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)全方位掌握其對(duì)通行質(zhì)量、交通安全、生態(tài)環(huán)境、工程建設(shè)難度及造價(jià)的影響，在不違反強(qiáng)制性條文的基礎(chǔ)上，靈活運(yùn)用規(guī)范中有調(diào)整空間的設(shè)計(jì)指標(biāo)。調(diào)整規(guī)范指標(biāo)時(shí)不得隨意提高或降低，必須有充足的依據(jù)，使用限制性指標(biāo)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)論證。從業(yè)人員應(yīng)摒棄循規(guī)蹈矩的設(shè)計(jì)思維，堅(jiān)持以人為本的創(chuàng)新理念，采取多方案比較或動(dòng)態(tài)調(diào)整的方法進(jìn)行優(yōu)化，從而提高公路設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低其建設(shè)成本，提升運(yùn)營(yíng)期的使用性能，促進(jìn)公路事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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