山区公路路线设计的几点体会
2009-06-04刘海春
刘海春
摘要:对山区公路路线设计中线形标准、曲线间最小直线长度、超高值、缓和曲线长度与超高过渡等作了较详细分析。
关键词:山区公路 路线设计 体会
在公路交通运输飞速发展的今天,如何根据车辆性能不断提高的特点,设计出适合现代交通车辆快速行驶要求的公路,是摆在公路路线设计人员面前的一项重要课题。山区地形复杂,限制条件及影响因素多,对路线设计人员更具有挑战性。
1.线形标准的掌握
山区公路路线线形标准掌握的好坏,直接影响到道路建筑物的设置、设计、对周围环境的破坏程度以及公路建设费用。虽然有关技术标准及规范对各级公路的线形指标均有具体的规定,但所有规定的各级公路所适应交通量的变化幅度范围很大,因此,在具体路线设计时,还必须充分考虑具体道路的具体交通流量、各种车型构成、
道路在路网中的地位与作用和未来发展前景,结合实际地形、地质条件,充分把握好设计道路的线形指标。
2.曲线间最小直线长度的采用
《公路路线设计规范》(JTJ011—94)对曲线间直线长度作了如下规定:
直线线形不宜过短,其最小长度为:当计算行车速度大于等于60㎞/ h时,同向曲线间最小直线长度(以m计)以不小于行车速度(以㎞/ h计)的6倍为宜;反向曲线间直线长度(以m计)不小于行车速度的2倍为宜。当设计车速小于等于40㎞/ h时,可参照上述规定执行。
对此规定,山区公路反向曲线间的直线长度一般尚可达到要求,而对同向曲线,一般则较难达到要求。对同向曲线而言,若要达到规范要求,往往会使线形与地形不能相适应而造成高填深挖及自然环境的破坏,而同向曲线间直线长度“6v”规定的由来,作者认为是从避免出现影响线型美观的“断背曲线”引出的。而所谓“断背曲线”,是指司机同时看到的两个中间有短直线的同向曲线,多出现在明弯处,而暗弯则不易同时看到两个曲线,因为在一个曲线上行驶看到下一个曲线,并不一定会使驾驶者产生路线“断背”的感觉,同时在一个曲线上看到下一个曲线,更不会影响行车安全。当路线与地形地物有较好的配合时,即使是出现同向曲线间直线长度小于6v的情况,也并不是完全不可取的,何况假使是在设计速度为120㎞/ h的平微区高速公路上,同向曲线间720m的距离,由于前方车辆等因素的影响,司机甚至都不一定能看清下一个曲线。因此,“6v”的直线长的规定尚需进一步研讨。
对于反向曲线,2v的直线长度对于按设计速度行驶的车辆来讲,行驶时间是7.2s:对同向曲线,若按6v作为曲线间直线长,车辆按设计速度在直线上的行驶时间为21.6s。显然,这两种曲线、直线组合中直线段的行驶时间都不能算短。即使两种线形直线长度均采用2v,也足能满足驾驶操作难易程度及乘旅的舒适性的要求。从安全行驶上来讲,有关资料表明,驾驶人员看到不利的行驶条件(包括障碍物)的感觉反应时间为1.5s,制动反应时间为1.0s,从安全的角度讲,如果司机的判断是不利的线形,即使需要停车,也仅需要2.5s的行驶距离再加上汽车制动距离,在汽车性能不断提高的今天,制动距离只会越来越短,何况相对较短的直线与曲线的组合并不是一定需要停车。在道路上行驶的车辆,驾驶人员是根据沿途地形条件、道路条件、交通条件以及自身的驾驶技术和车辆性能来选择行驶速度的,只要线形设计不会导致驾驶员产生错误判断,行车安全应该是能保证的。而线形的美观与否不能仅从俯视的角度来看,要以道路使用者在道路上的具体感觉为评判标准,而这一感觉往往取决于线形与地形相适应的程度、驾驶者根据地形条件所选择的行驶速度需求的满足程度以及道路使用者的舒适感。而直线并不是满足上述条件的唯一线型,为满足直线长度的最低要求,往往会以牺牲曲线半径为代价和造成不顾地形条件的高填深挖,不仅不利于行车,而且会给沿途环境造成不利影响,使道路使用者产生恐惧与不安全等心理压力。那么,用什么来决定曲线间的直线长度呢?笔者认为地形条件及道路使用者对行车速度、安全、舒适的基本需求应是重要的决定因素。在具体直线长度未有新的规定的情况下,根据地形条件,考虑行车安全及乘旅的舒适性,暂按2倍计算行车速度作为同向与反向曲线间直线长的极限值,可作为缓解直线长度与工程造价矛盾的一种临时方法。
3. S型曲线及C型曲线的超高过渡
由于地形的限制,在不得已的情况下,会出现S型曲线或C型曲线。由于山区公路缓和曲线长度一般较小,对这两种线型的曲线超高过渡,为使路容和排水上更为有利,不能采用单曲线的处理办法来处理,需要对基本设计加以修正。目前,路线设计多采用路线CAD辅助设计,而很多路线CAD程序是未考虑这种修正的,因此,设计者必须注意对这两种曲线超高过渡设计的修正。
4.S型曲线及C型曲线的加宽过渡
当构成S型或C型曲线的两曲线均需进行加宽时,由于加宽分别设置在曲线的内侧,为了路容美观舒顺,一般对加宽的过渡也需对基本设计加以修正。为了不至于造成工程数量有较多的增加,一般可采用下述方法修正:
对于S型曲线,加宽从一曲线的缓圆点(或圆缓点)开始,过渡到另一个曲线的超高值等于路拱横坡的断面上,也就是说,对于由A、B两曲线构成的S型曲线,A(B)曲线的内侧加宽渐变在A(B)曲线的缓圆点(或圆缓点)和B(A)曲线的超高值等于路拱横坡的断面之间过渡(即一个曲线的内侧加宽渐变延伸一定的长度至另一个曲线的外侧)。
对于C型曲线,由于加宽在同一侧进行,因此,其加宽过渡可以采用从一个曲线的圆缓点直接过渡至另一曲线缓圆点;也可以采用先分别按基本设计过渡,只在两曲线超高值渐变至等于路拱横坡的两断面之间,将加宽按直线比例从一个曲线向另一曲线过渡。无论采用哪种过渡方式,均能消除在曲线公切点处的内侧边线突变点,使路容得到改观。
5.结语
路线设计是一项综合性的设计工作,它涉及并影响到道路设计的各个方面。各种计算机路线设计软件为路线设计者提供了很多方便条件,利用数字化地形模型进行路线三维设计的软件也已投入市场,为复杂地形条件下的路线设计提供了更为直观的辅助工具。因此,设计人员可以有更多的精力放在怎样使设计更为经济合理、线形组合更为美观上,通过对三维线形的直观立体感受,确定出最优的设计方案来。◆
参考文献:
[1]JTG D20—2006 公路路线设计规范[S]