公路线形设计中问题分析

公路线形设计中的问题分析
摘要：公路线形的优劣决定了公路运营质量的好坏，且公路线形具有不易更改性。

公路线形设计是公路总体设计、总体布局的关键。

线形作为公路的骨架，其设计合理与否，不仅直接关系到公路建设项目的质量好坏，里程长短，投资多少、效益高低，更直接影响到公路运行安全。

本文介绍了公路线形设计的选线原则、放坡、平面线形设计以及高新技术的应用等内容，为今后的同类设计提供借鉴与参考。

关键词：公路线形设计平纵断面
公路线形设计是否合理是直接影响到公路运行安全的根本性问题。

公路线形必须符合汽车行驶特性的要求，线形设计中应注重线形指标的选取和平、纵线形合理组合，保证公路线形指标的均衡性、一致性和线形的连续性，以满足汽车高速及安全行驶的需要。

公路建成以后。

要改变公路线形几乎是不可能的，它将长期限制汽车的运行。

线形设计时，应该综合考虑汽车行驶的安全、舒适，工程造价营运费用的经济性，驾驶员的视觉、心理状态以及与公路周围的环境与景观的协调。

1 公路路线设计系统分析
通过分析路线设计流程，可将其分为宏观设计与微观设计两个阶段。

从前期的对路网交通评价、需求分析到路廊设计，这属于路线宏观设计阶段。

而之后的平纵横线形要素设计，则属于路线微观设计阶段。

这两个阶段都是综合考虑多方面因素来进行设计的。

影响公路最终使用质量的是公路路线的线形优劣，线形设计时考虑因素很多，详见图1，其中工程地质条件为非可抗因素，一般针对此因素设计人员可回旋的余地不大，所以对其应严格按相应规范进行设计，技术经济合理性应针对工程复杂程度、施工工艺水平等进行综合评定，这也是很具有客观评价标准的，而对于其他的因素，则人为主观因素比较大，这也是要讨论的重点。

2 公路路线平面线形设计
2.1关于最大圆曲线半径的取值
现代高速公路设计基本上是以蓝线为主的线形设计，这是因为蓝线线形不仅美观圆顺.而且蓝线比直线更易适应地形。

一般来说圆蓝线半径越大越好，但当半径大到让司机感到与直线没有区别时，不仅达不到上述优点，而且容易引起司机疲劳，并造成司机急于驶出该路段而超速，诱发交通事故。

特别是在较长的平原区路段，能够提供给司机的视觉信息本身较少，车速越高司机视角越小，若在这样的路段采用超大半径圆蓝线，极易造成驾驶员判断错误，引起驾驶失误。

因此，我们在设计中应严格控制最大圆曲线半径的取值。

2.2关于不设超高圆曲线半径的取值
当一条高速公路的计算行车速度v确定以后，圆蓝线半径r的取值与（i+ ）成反比。

而（i+ ）的大小直接关系到车辆在蓝线上行使的安全舒适度。

若r值增大，相应的（i+ ）就该相应减小。

（i+ ）值越小，汽车行驶越安全，旅客感觉越舒适。

当r值逐渐增大时，
汽车行驶离心力作用的影响将逐渐很小，当r 值增大到可允许设置路拱形式的反超高时，为保证汽车行驶的舒适性.应将横向摩阻系数控制到最小。

现行《标准》中规定，当值取0.035，i取-0.015时，计算得出的r值可做为不设超高的圆蓝线半径。

实际上在高速公路设计中，由于路面较宽，路基占地范围较大，为及时排除路表水，路拱横坡一般取值为2% ，有时甚至更大，因此不设超高的圆曲线半径应相应增大。

显然加大圆曲线半径对于平纵设计组合及适应汽车动力学的发展具有积极意义，这一点对于平原区路线设计值得注意，当然半径的加大还应该通过通车实践的检验。

2.3 关于缓和曲线的合理运用
在高速公路线形设计中.缓和蓝线运用的合理不仅可使线形平
顺圆滑、连续均匀.而且能够较好地适应地形、减小工程规模.节约投资。

特别是在山区高速公路线形设计中，缓和蓝线对避免短直线的出现及平面线形指标的突变起着举足轻重的作用.是一种不可或缺的蓝线要素。

但是我们往往只注重缓和蓝线满足超高设置或是加宽缓和段设置的要求，而容易忽略对缓和蓝线长度的要求。

实际上，对于在高速公路上行驶的汽车，尤其是大型车辆，随着车速的增加，空气阻力及其它动力作用会影响车辆在蓝线上行驶的轨迹。

2.4避免不利的曲线组合
通常我们认为长直线接急弯小半径蓝线或是几个大半径蓝线中夹小半径蓝线，以及两同向蓝线间夹短直线即所谓的“断背蓝线”均是不利的线形组合。

但是在山区高速公路的设计中，我们为顺应
地形.避免环境破坏.或是在平原微丘区为让开矿区和避免较大拆
迁时，往往在技术指标及工程造价的比选中左右为难。

本人认为以牺牲部分工程量换取车辆行驶的安全.从长远来看是值得的。

另外，在“卵型”蓝线中，大小半径比例过大时，缓和蓝线将会掩盖小半径弯道的真相，从而引发车辆减速不及时而冲出路外的交通事故。

因此，缓和蓝线长度不要小于两圆蓝线对应设计车速之间要求的减速长度。

3 公路路线纵断面线形设计
3.1 坡度和坡长
汽车在长大纵坡路段上行车，上坡容易因动力受限行驶速度下降影响车辆行驶
的连续性，下坡会因制动器发热导致制动失灵，这都是很不安全的。

因此，设计中作好坡度、坡长限制以及缓和坡段的应用显得十分重要的。

设计速度为120km/h，100km/h，80km/h的高速公路受地形条件或其它特殊情况限制时，经技术经济论证，最大纵坡值可增加1%。

公路改建中，设计速度为40km/h、30km/h，20km/h的利用原有公路的路段，经技术经济论证，最大纵坡值可增加l0%，越岭路线连续上坡（或下坡）路段，相对高差大于500m时，平均纵坡不应大于5.5%；相对高差大于500m时，平均纵坡不应大于5%。

任意连续3km路段的平均纵坡不应大干5.5%。

3.2 特殊路段纵坡
特殊路段纵坡必须满以下几点要求：桥梁及其引道的平、纵、横技术指标应与路线总体布设相协调。

桥上纵坡不宜大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%。

位于市镇混合交通繁忙处，桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3%。

桥头两端引道线形应与桥上线形相配合，隧道内的纵坡应小于3%；但短于100m的隧道不受此限。

高速公路、一级公路的中、短隧道，当条件受限制时，经技术经济论证后最大纵坡可适当放大，但不宜大干4%，隧道洞口的连接线应与隧道线形相协调。

检查设计是否满足上述标准要求，并使桥、隧及其两端引线之平、纵线形尽可能平顺，与周围环境相协调，使之视眼开阔、视线诱导良好。

3.3 爬坡和避险车道
载重汽车在长上坡段行驶时，车速随坡长增大将明显下降妨碍跟驰轻型车辆行驶，不但降低公路的通行能力，而且导致事故增加，需要为慢速车辆设置爬坡车道。

载重汽车在长下坡段行驶时，事故发生频率更高于上坡路段，车辆由于连续的刹车制动，造成制动器温度升高，制动性能减弱，调档失控发生交通事故。

连续长大下坡路段的安全措施中，避险车道是有效的工程措施之一。

对于己设置紧急避险车道的路段，应评价设置间距能否满足行车安全要求，并对紧急避险车道的平纵面线形、长度、横断面宽度、路面材料、排水系统以及防撞护栏、标志、标线等进行评价。

4 结语
对于提高我国公路勘测学科的整体学术水平，提高我国道路设
计水平和设计能力，加速我国的公路建设有积极的促进作用，其成果的应用亦将产生巨大的社会效益和经济效益，并有着十分广阔的推广应用前景。

参考文献：
[1]公路工程技术标准，（jwg bo1—2003），人民交通出版社，2004.
[2] 陈斌，袁伟.交通安全的公路因素分析[j].广西交通科技，2002.
[3] 赵炳强.公路线形美学设计分析[j].东北公路，2002.。