淺談公路線形關(guān)鍵設(shè)計(jì)

　　摘要：線形作為公路的骨架，其設(shè)計(jì)合理與否，不僅直接關(guān)系到公路建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量好壞、里程長(zhǎng)短、投資多少、效益高低，更直接影響到公路運(yùn)行安全。論文重點(diǎn)探討了平面線形設(shè)計(jì)，公路的縱斷面線形設(shè)計(jì)以及平縱線形合理組合，旨在更好的把握公路的設(shè)計(jì)狀態(tài)，設(shè)計(jì)出狀態(tài)良好的公路來。

　　關(guān)鍵詞：線形設(shè)計(jì)，平面線形，縱斷面線

　　公路線形設(shè)計(jì)是否合理是直接影響到公路運(yùn)行安全的根本性問題。公路線形必須符合汽車行駛特性的要求，線形設(shè)計(jì)中應(yīng)注重線形指標(biāo)的選取和平、縱線形合理組合，保證公路線形指標(biāo)的均衡性、一致性和線形的連續(xù)性，以滿足汽車高速及安全行駛的需要。

　　1公路線形設(shè)計(jì)定義

　　公路線形包括公路平面線形和公路縱斷面線形。公路平面線形是公路線路在平面上的投影；公路縱斷面線形是公路線路空間位置在立面上的投影。根據(jù)公路線路所處的地形、水文、地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)符合各種行車條件的公路平面線形和縱斷面線形的工作，即為公路線形設(shè)計(jì)。公路線形對(duì)行車速度、行車安全和好適性的影響極大。因此公路工程技術(shù)標(biāo)堰對(duì)公路線形制定了一系列技術(shù)指標(biāo)。

　　2平面線形設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　2.1平曲線半徑與超高。

　　在路線設(shè)計(jì)中采取設(shè)置超高來減輕或消除橫向力的影響。圓曲線半徑應(yīng)該盡可能大些，由于地理、地形條件等的限制，曲半徑往往不能太大，這就需要研究曲線半徑的最小值，以保證行車的安全與舒適必須對(duì)曲線行車的橫向力的大小加以限制。橫向力的大小是和圓曲線的半徑成反比的，要想降低車輛彎道行駛時(shí)所受的橫向力，就應(yīng)采用較大的圓曲線半徑。另外還需注意：1）檢查采用的圓曲線半徑是否與公路等級(jí)及行車速度相適應(yīng)、超高與路面橫向摩阻系數(shù)相協(xié)調(diào)；2）當(dāng)采用極限半徑時(shí)，是否采取了相應(yīng)的交通安全措施，如設(shè)立“急彎”警告標(biāo)志、車道中心線標(biāo)劃實(shí)線等；3）對(duì)于高等級(jí)公路應(yīng)以運(yùn)行速度進(jìn)行驗(yàn)算。

　　2.2長(zhǎng)直線

　　直線具有最短距離連接兩控制點(diǎn)以及線形布設(shè)方便、容易施工等優(yōu)點(diǎn)，但線形呆板，過長(zhǎng)的直線會(huì)使駕駛員行車單調(diào)乏味、分散注意力、增加疲勞感，有時(shí)急于加速行駛往往對(duì)車距失去判斷造成惡性交通事故，對(duì)行車安全不利。一般來說，直線長(zhǎng)度不應(yīng)大于設(shè)計(jì)速度的20倍，當(dāng)采用時(shí)應(yīng)采取彌補(bǔ)景觀單調(diào)缺陷的技術(shù)措施。必須檢查是否有大于設(shè)計(jì)速度20倍直線，如若有，是否有彌補(bǔ)景觀單調(diào)的技術(shù)措施，采取的技術(shù)措施是否合理。

　　2.3短直線

　　同向曲線之間插入長(zhǎng)度不夠的直線，稱為斷背曲線。此類曲線容易產(chǎn)生把直線和兩端曲線看成反向彎曲的錯(cuò)覺，整個(gè)線型缺乏連續(xù)性，容易導(dǎo)致駕駛失誤。曲線間直線不夠，對(duì)于有超高、加寬的反向曲線，將不能實(shí)現(xiàn)反向變化的平穩(wěn)過渡，行車也是不安全的。兩同向曲線間應(yīng)設(shè)有足夠長(zhǎng)度的直線，不得以短直線相連，否則應(yīng)調(diào)整線形使之成為一個(gè)單曲線或復(fù)曲線或運(yùn)用回旋線組合成卵形、凸形、復(fù)合形等曲線。兩反向曲線間夾有直線段時(shí)，以設(shè)置不小于最小直線長(zhǎng)度的直線段為宜，否則應(yīng)調(diào)整線形或運(yùn)用回旋線而組合成S形曲線。

　　2.4公路平面交叉口關(guān)鍵設(shè)計(jì)

　　公路平面交叉口應(yīng)該盡量避免設(shè)置在平縱線形上，交叉口處駕駛員的操作任務(wù)比較復(fù)雜，如果交叉口位于幾何平縱線形上，會(huì)增加駕駛員的操作負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致交通事故的發(fā)生�！豆�路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定平面交叉口范圍內(nèi)的縱坡宜設(shè)置為平坡，緊接該段的縱坡，一般不應(yīng)大于3%，困難地段不應(yīng)大于5%。對(duì)于新建的交叉口來說，應(yīng)盡量使公路平面交叉口與公路的平縱線形分離，如果存在實(shí)施方面的困難，應(yīng)該增大公路平面交叉口所在平曲線的半徑，如果交叉口位于縱坡附近，應(yīng)該減少縱坡的坡度，使公路平面交叉口附近的縱坡坡度值≤5%。

　　3縱斷面線形設(shè)計(jì)

　　3.1豎曲線半徑和視距

　　過小的豎曲線半徑將導(dǎo)致視距的不足。凹型豎曲線過小還會(huì)引起離心加速度過大及排水問題；凸形豎曲線太小還會(huì)引起跳車，這都是不安全因素。應(yīng)逐個(gè)檢查豎曲線半徑和長(zhǎng)度是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)夜間交通量較大、沿線有跨路橋的路段，其半徑和曲線長(zhǎng)度應(yīng)進(jìn)行過驗(yàn)算。

　　3.2特殊路段縱坡設(shè)計(jì)

　　橋梁、隧道、立交橋等設(shè)施都是公路的組成部分，它們應(yīng)當(dāng)和路基一起構(gòu)成一條平順而連續(xù)的線形，才有利于汽車快速安全行駛。但是，橋梁由于受設(shè)計(jì)洪水位和橋下通航凈空的限制，橋面設(shè)計(jì)標(biāo)高可能高于橋頭引線路基標(biāo)高，這就造成縱斷面不平順；隧道由于受地形限制和為了縮短洞長(zhǎng)、減少投資，可能使縱坡過大、引線連接不平順；洞內(nèi)坡大，會(huì)使汽車排放有害氣體增多；洞內(nèi)濕度大，會(huì)降低路面抗滑能力；這都不利于行車安全。特殊路段縱坡必須滿以下幾點(diǎn)要求：

　　1）橋梁及其引道的平、縱、橫技術(shù)指標(biāo)應(yīng)與路線總體布設(shè)相協(xié)調(diào)。橋上縱坡不宜大于4%，橋頭引道縱坡不宜大于5%。位于市鎮(zhèn)混合交通繁忙處，橋上縱坡和橋頭引道縱坡均不得大于3%。橋頭兩端引道線形應(yīng)與橋上線形相配合。2）隧道內(nèi)的縱坡應(yīng)小于3%；但短于100m的隧道不受此限。高速公路、一級(jí)公路的中、短隧道，當(dāng)條件受限制時(shí)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證后最大縱坡可適當(dāng)放大，但不宜大于4%。3）隧道洞口的連接線應(yīng)與隧道線形相協(xié)調(diào)。隧道兩端洞口連接線的縱坡應(yīng)有一段距離與隧道縱坡保持一致。4）檢查設(shè)計(jì)是否滿足上述標(biāo)準(zhǔn)要求，并使橋、隧及其兩端引線之平、縱線形盡可能平順，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，使之視眼開闊、視線誘導(dǎo)良好。

　　3.3坡度和坡長(zhǎng)

　　汽車在長(zhǎng)大縱坡路段上行車，上坡容易因動(dòng)力受限行駛速度下降影響車輛行駛的連續(xù)性，下坡會(huì)因制動(dòng)器發(fā)熱導(dǎo)致制動(dòng)失靈，這都是很不安全的。因此，設(shè)計(jì)中作好坡度、坡長(zhǎng)限制和緩和坡段的應(yīng)用是十分重要的。

　　設(shè)計(jì)速度為120km/h,100km/h,80km/h的高速公路受地形條件或其它特殊情況限制時(shí)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，最大縱坡值可增加1%。公路改建中，設(shè)計(jì)速度為40km/h、30km/h,20km/h的利用原有公路的路段，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，最大縱坡值可增加10%越嶺路線連續(xù)上坡(或下坡)路段，相對(duì)高差大于500m時(shí)，平均縱坡不應(yīng)大于5.5%；相對(duì)高差大于500m時(shí)，平均縱坡不應(yīng)大于5%。任意連續(xù)3km路段的平均縱坡不應(yīng)大于5.5%。

　　3.4爬坡和避險(xiǎn)車道

　　載重汽車在長(zhǎng)上坡段行駛時(shí)，車速隨坡長(zhǎng)增大將明顯下降妨礙跟馳輕型車輛行駛，不但降低公路的通行能力，而且導(dǎo)致事故增加，需要為慢速車輛設(shè)置爬坡車道。對(duì)于已設(shè)置爬坡車道的路段，應(yīng)對(duì)爬坡車道的長(zhǎng)度、寬度以及標(biāo)志、標(biāo)線等進(jìn)行評(píng)價(jià)。在長(zhǎng)大下坡路段，連續(xù)4km以上路段末設(shè)置停車區(qū)、加水冷卻區(qū)等服務(wù)設(shè)施時(shí)，應(yīng)根據(jù)沿線地形條件和交通組成特點(diǎn)，評(píng)價(jià)在下坡路段設(shè)置緊急避險(xiǎn)車道的必要性。對(duì)于己設(shè)置緊急避險(xiǎn)車道的路段，應(yīng)評(píng)價(jià)設(shè)置間距能否滿足行車安全要求，并對(duì)緊急避險(xiǎn)車道的平縱面線形、長(zhǎng)度、橫斷面寬度、路面材料、排水系統(tǒng)以及防撞護(hù)欄、標(biāo)志、標(biāo)線等進(jìn)行評(píng)價(jià)。

　　4結(jié)語

　　總之，路線線形立體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是在路線方案選定時(shí)，就應(yīng)對(duì)線形的立體組合有充分的研究，公路設(shè)計(jì)者應(yīng)特別重視線形設(shè)計(jì)質(zhì)量,任何一個(gè)不安全的指標(biāo)、一個(gè)不良的組合設(shè)計(jì),都將造成駕駛員視覺上的判斷失誤或心理效應(yīng)上的不良反應(yīng),都可能形成交通安全隱患。設(shè)計(jì)者必須對(duì)公路具有的性能與作用進(jìn)行充分而慎重的分析研究，以免留下后患。其成果的應(yīng)用亦將產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，并有著十分廣闊的推廣應(yīng)用前景。

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