山區(qū)公路路線設計有關問題的探討

1、山區(qū)公路路線設計有關問題的探討何寧（鐵嶺市弘達公路工程監(jiān)理處，遼寧鐵嶺112000）摘要:對山區(qū)公路路線設計中線形標準存在的問題和體會。關鍵詞：山區(qū)公路;路線設計在公路交通運輸飛速發(fā)展的今天,如何根據車輛性能不斷提高的特點，設計出適合現代交通車輛 快速行駛要求的公路，是擺在公路路線設計人員面前的一項重要課題。山區(qū)地形復雜,限制條件及影 響因素多，對路線設計人員更具有挑戰(zhàn)性。本文根據作者在公路路線設計實踐中一些粗淺體會，簡單 闡述幾點對山區(qū)公路路線設計的認識。1設計標準的掌握山區(qū)公路線形設計標準掌握的合理程度直接影響到工程安全、工程造價和環(huán)境破壞，也影響了行 車安全和實際運營車速。線形設計中，平

2、曲線指標是視距及行車安全的首要影響因素，而縱坡指標是 行車速度的主要影響因素。規(guī)范規(guī)定了各級公路的設計車速和相應線形設計控制指標，同時也規(guī)定了 各級公路的適應交通量，這就使線形指標的采用有了很大的選擇范圍。因此，設計人員必須對道路性 質、分段交通量、車型構成和沿線地形變化等有深入了解以便依據地形、地質條件合理選用線形指 標。- 1當遠景交通量達到或接近本級公路下限時，宜根據地形選擇道路平縱線形指標,而不宜強求采 用本級公路高限。否則，將造成不必要的投資增大和環(huán)境破壞。 2即使兩條公路在同一交通量水平，且有著相似的地形條件,指標選擇時也應考慮交通量中車型 構成和道路所處環(huán)境的不同要求而選擇不同的

3、標準。- 3如果一條公路沿線地形基本相同，為了在安全前提下保證形式速度的一致性，設計時在一定路 段內應注意所采用線形指標的均衡性和一致性，避免平面指標的突變。2平面設計中的幾個問題- 1設計方法平原區(qū)地形條件單一，相關控制條件較少，采用的交點直線法能提高定線速度。山區(qū)地形條件復 雜，路線布設時限制條件很多，如采用交點直線法，定線效率低，線形往往顯得呆板，與地形的符合性 差,平縱組合不佳，設計者的意圖難以實現。山區(qū)公路平面定線時應與沿線地形結合，采用曲線定線方 法，使線位布設與沿線地形吻合,減少高填深挖，同時，也可保證一定路段內平面線形指標的均衡?，F 代道路勘測設計水平飛速發(fā)展，HEAD、緯地等

4、現代道路設計軟件極大提高了道路線形設計的效率。 在定線過程中，如能充分利用這些現代高科技手段快速調整路線，檢驗路線方案的合理性，設計者的 意圖就能夠被充分體現。22緩和曲線的靈活運用在山區(qū)公路設計中,單純使用直線和圓曲線的組合確定的平面線形很難與地形符合，而緩和曲線 的靈活使用可以避免直線和圓曲線的不足。采用曲線定線法時，相鄰圓曲線之間夾直線長度往往不能 符合要求，而緩和曲線的靈活設置，可使曲線徑向對接，線形圓順;可以靈活調整曲線長度，避免短直 線的不足;能較好地與地形吻合，有效克服地形地物障礙。因此，對于山區(qū)公路來說，緩和曲線的作用 不僅僅是為了滿足超高需要，而應作為直線和圓曲線以外的另一個

5、重要的線形要素。- 3最小夾直線長度的采用規(guī)范對平曲線間最小夾直線長度作出了規(guī)定。山區(qū)公路設計中,對于反向曲線，通過圓曲線半徑 和緩和曲線長度的調整,較易使曲線對接或滿足間夾直線長度要求。但對同向曲線來說，強求曲線最 小夾直線長度6V的要求，往往引起工程量的增大和環(huán)境的破壞。實際上，2V長度為對應設計車速下 7-2 s行程，可滿足安全行駛的判斷和操作時間需要。因考慮線形美觀,要求避免斷背曲線才提出最 小夾直線長度6V的要求。斷背曲線常出現在明彎處，而山區(qū)公路大多為暗彎，只要沿線植被茂密，避 免大橋位于同向曲線夾直線內，在駕駛者視覺范圍內一般不會出現明顯的斷背現象。駕駛員是依據所 接受沿線的綜合

6、信息來調整其駕駛行為，而道路信息來源于線形、道路條件、交通組織、道路交通標 志標線、邊坡防護形式及沿線地形、景觀等。因此，6V最小夾直線長度的要求應視地形條件而定， 道路線形本身僅是影響行車安全和舒適的因素之一。當路線與周圍地形、環(huán)境配合較好時，道路總體 環(huán)境本身就能起自然誘導作用,加之于緩和曲線的誘導作用，一般在行駛轉彎方向判別上不會有太大 問題。安全問題不是完全由夾直線長度不足引起的,直線長度不是滿足安全的唯一條件，過分強調直 線長度可能會以犧牲曲線半徑、導致高填深挖、增大造價、破壞環(huán)境為代價。而且可能會造成線形 與環(huán)境的不協(xié)調，反而造成駕駛員心理不安和壓力。另外，從空中俯視角度來評判道路

7、線形美觀的做 法在山區(qū)是不妥的，道路使用者的真實感覺才是對線形評判的依據。而這一感覺取決于駕駛員視覺空 間有限性、道路線形、線形與地形的協(xié)調性等。設計時，利用HEAD、緯地道路設計軟件可以很方便 從多角度檢驗線形是否連續(xù)美觀。因此,山區(qū)公路設計時，同向曲線間夾直線長度不能一味追求6V的 要求，應視地形條件等確定,但滿足2V夾直線長度對保證行車安全是必要的。24平面線形與橋梁協(xié)調問題橋梁往往是影響和制約路線方案的關鍵，路線設計時對橋梁考慮不當會嚴重影響路線方案的合 理性。過去，在一定的社會經濟和技術條件下，公路選線時考慮橋位設計、施工的困難和造價問題， 習慣上要求路線布設服從于橋梁布設，使路線布

8、設的自由度受到很大限制。山區(qū)公路路線方案設計時, 過多直線要求的制約，強求橋梁位于直線段，導致大量采用最小半徑、極限半徑與短直線的不良組合， 線形標準大大降低，與環(huán)境的協(xié)調性差，生態(tài)環(huán)境遭受破壞嚴重。隨著社會經濟的發(fā)展,橋梁技術的不 斷進步，彎斜坡橋等的設計、施工已有較成熟經驗，工程造價也未必成為項目首要控制因素，這為山區(qū) 公路路線設計提供了更大的自由度。而且，山區(qū)公路建設對環(huán)保的要求越來越高，特殊地形地質條件 下的防護工程不但造價很高，對生態(tài)環(huán)境的破壞相對嚴重，而且處理相對困難。近幾年全國山區(qū)公路 建設的經驗表明，從安全和環(huán)境保護的角度出發(fā),在確保高標準線形的前提下，為減少對環(huán)境的破壞， 橋

9、梁所占比例越來越高。因此，山區(qū)公路路線設計時，不應過多受橋梁制，而應從地形、地質和環(huán)境等 方面綜合考慮。 5關于山區(qū)公路超高值的選用目前，有很多設計者認為在車速不斷提高的情況下，對于山區(qū)公路超高值主張選用高值。隨著車 輛性能的改善和小汽車增多，實際行車速度不斷提高,超速車輛增加，考慮行駛的安全性，宜適當增大 超高值。因此，對于超高值的選用應從多方面考慮:當遠景交通量很大，且小汽車比例很小時,道路平 均車速不高，超高值不宜過大;當遠景交通量接近本級公路下限值，且中小型客車所占比例較大時，超 車概率大,平均車速較高，為了行駛時舒適性的需求，可在滿足行車安全前提下，適當考慮加大超高 值，但合成坡度、

10、排水等仍須滿足規(guī)范要求。3縱面設計中的幾個問題 1關于坡長限制我國規(guī)范對各級坡度坡長作出了限制，一般在山區(qū)公路縱面設計時，為了滿足規(guī)范對坡長的限制, 習慣上將縱坡設置成臺階坡。實際上，臺階坡的設置未必適宜。臺階坡有時很難與地形符合,往往使 平縱組合不當，并造成工程量增加;變坡點增多，駕駛者需頻繁換擋。而對于下坡車輛來說，設置過多 的變坡使行車舒適性降低；兩端長陡坡間夾短的緩坡，再配上豎曲線以后，變坡點之間的直線坡段實 際上很短或幾乎不存在，汽車在頻繁換擋的情況下也未必能真正得到休息。，如果對各路段都加以對 應坡度的坡長限制,而強行將縱坡設計成臺階坡，縱面線形未必能得到有效改善，而且，可能與地形

11、不 符，反而會造成工程量增大。因此，建議交通量較小的公路，在地形特殊路段，對于4%以下的縱坡段坡 長限制視具體情況適當放寬。 2關于爬坡車道在公路設計中，爬坡車道的設計采用較少，規(guī)范中也只規(guī)定了一般原則。隨著山區(qū)公路的發(fā)展， 這一問題日漸突出。山區(qū)公路縱面線形主要受越嶺標高控制，當受地形條件制約，平面上無法利用有 利地形進行展線來克服高差，必須采用越嶺線方案。當越嶺線為連續(xù)長大縱坡，設計采用了最大縱坡， 且坡長遠大于所對應的限制坡長，地形上有設置爬坡車道的條件時，可以考慮設置爬坡車道。但是， 一般山區(qū)公路環(huán)保要求高，爬坡車道的設置由于開挖面的增大而影響環(huán)境，而且造價增加也可能很大, 因此，對于

12、爬坡車道的設置應該進行方案的反復比較后慎重確定?？紤]降低造價和減少對環(huán)境的影響, 如果連續(xù)上坡坡度和坡長不大，僅出現在某一較短的大半徑平曲線或直線路段，車輛在本路段行駛時 間較短，強行超車和事故概率很小，也未必要設計爬坡車道。33關于豎曲線半徑設置凸曲線半徑設置：山區(qū)公路中，由于受地形及工程量的制約，連續(xù)小半徑短平曲線與連續(xù)大縱坡 小半徑豎曲線的組合時常出現。這種情況下很容易做到平縱一一對應，很多設計者認為這是較理想的 平縱組合設計，但往往忽略了視距要求。由于受地形地貌和茂密植被的影響，駕駛者的視覺空間較小， 當采用上述平縱組合時，本身平縱指標較低，難以判斷前方路段去向，如出現縱面上的斷背曲線

13、，對行 駛安全更為不利。而這種情況下往往難以通過調整平曲線半徑來解決。此時，宜在不過多增加工程量 的前提下適當加大凸曲線半徑，以便增大視距，盡量保證在曲線上任何一點均可看清前方平曲線的變 化。對于設計行車速度為60km / h和40km / h和30km / h的山區(qū)公路，常因受地形限制，采用較大 縱坡，或前后坡差較大。當選用較小半徑凸曲線時，路線縱向可能無法滿足2倍停車視距要求。因此， 在山區(qū)公路設計時，宜增大凸曲線半徑，做好平縱組合設計，保證視覺連續(xù)和行車安全。凹曲線半徑設置:一般凹曲線半徑容易滿足規(guī)范要求，但有時設計者為了追求凹凸曲線指標的均 衡，增大凹曲線半徑。一方面工程量增加。另一方

14、面由于縱坡較大，且起伏頻繁，對于交通量大、暴 雨強度大的路段，如果凹曲線半徑設置過大，可能由于排水困難而對行車安全不利。因此，設計中不宜 一味追求高指標而增大凹曲線半徑。34關于平豎曲線個數比或一一對應關系平豎曲線一一對應的組合當然是理想組合，但這是在一定平曲線指標條件下的組合對應關系,只 是平縱組合所期望的一個方面。保證路線線形指標的連續(xù)性，提供安全順暢的行駛條件，使路線能與 地形和環(huán)境協(xié)調才是路線設計的總目標。撇開道路所處環(huán)境而單純追求平縱曲線的一一對應是不必 要，更不能以此作為評判路線平縱組合優(yōu)劣的標準。如經過全景透視圖檢驗,線形連續(xù)流暢，這樣的組 合就是較理想的組合。4結語路線設計本身就是一項綜合性工作，對于山區(qū)公路來說，由于受復雜地形條件和環(huán)境保護要求的 限制，路線設計時所需考慮的影響因素更多，線形