山区高速公路路线设计探讨

2014-04-15张恩华

交通运输研究 2014年10期

张恩华

（新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，新疆乌鲁木齐 830000）

1 工程概况

喀什—伊尔克什坦口岸公路为典型的重载交通道路，是新疆高速公路网规划中的一条重要干线。其中乌恰至康苏段处于山区，地形复杂，高低起伏不一，坡度较大，地势险陡，施工难度大。本段高速公路全长19.47km，分离式半幅高速公路路基的宽度为12.25m，采用基本的高速公路标准，双车道单向运行，公路的设计运行速度为80km/h。

2 公路路线设计

2.1 运行速度和设计速度

公路路线设计有两种方法，分别为运行速度法和传统的设计速度法。我国普遍沿用的是设计速度法。在公路路线设计中，设计速度是确定路线几何形状的基本要素。公路设计速度应保证在天气良好的情况下，中等驾驶技术的人员能够安全顺利地进行车辆的驾驶，因此，设计速度也关系到车辆的运行速度。

当公路的设计速度确定后，平曲面半径、超高、视距、纵坡等公路相关技术指标都应配合设计速度以满足均衡性和协调性的要求。对已有的路段进行观测之后，公路路线采用设计速度进行设计无法完全满足线形标准的一致性。现实中，车辆的驾驶速度显然不是一成不变的，总会因车辆性能、路线形状以及驾车技术等各种因素变化而发生改变。

运行速度V85是指在天气良好的情况下，对处于自由流状态的交通流的路段特征点上测定的第85个百分比位上的车速。基于运行速度方法的公路路线设计考虑了车辆实际运行过程中，驾驶员的交通心理需求，因此以车辆的实际运行速度为线路的设计速度，能够保证路线满足连续性和一致性，从而确保公路路线设计的所有技术指标如平曲面半径、超高、视距、纵坡等能与设计速度匹配。

研究表明，当运行速度与设计速度之间的差距超过20km/h时，发生交通事故的可能性大大增加。因此应采用运行速度对某些路段进行检验，需要进行检验的路段包括受条件限制而采用平、纵指标最大值（或最小值）的路段，或平、纵线形组合有异议的路段，或实际行驶速度可能超出（或低于）设计速度的路段等。

在考虑平曲面控制指标时涉及的因素有设计速度、大货车和小客车的运行速度以及沿线的地形地势，综合考虑这些因素即可确定平曲面控制指标。在采用运行速度对公路进行检验之前，应对沿线的构造物进行初步的布设，并且确定路线的越岭高程，接着即可确定公路路线的几何形状，采用基于车辆运行速度的预估模型，最好绘制运行速度分布图，做好这些工作之后，就可以进行运行速度的检验。通过运行速度的检验，可以清楚地表明本公路运行速度能够保证路线的均衡性和协调性。

2.2 超高

在进行路线设计时，要考虑超高的合理设置。平曲面半径超出规范规定时应设置超高，此时超高的应用可以给高速运行的车辆提供足够大的离心力以满足向心平衡。在对超高和超高率进行设计计算时，应尽量将横向摩阻力的大小降低到最小程度。在确定最大超高值时应综合考虑行车速度、平曲面半径、路面的粗糙程度以及当地的气候条件等各方面的因素。根据规范规定，在计算曲线的超高值时，一般地区按最大超高值的8%取值，而在积雪冰冻地区则取为6%。

在确定超高时，应结合路线的设计速度和车辆的运行速度进行综合考虑。当高速公路行驶车辆以小客车为主时，超高的数值应加大1%～2%，而对于以大货车为主的重载高速公路，应重点考虑车辆的实际运行速度，合理选择超高，防止因平曲线半径过大而造成大货车在内线行驶时发生滑移和侧翻的事故。

本公路是以重载为主的高速公路，大货车等重载车辆比例较大。在正常行驶条件下，大货车的运行速度要比设计速度低，因此考虑超高时，不能仅仅考虑小货车在曲线上行驶的舒适度，根据小货车而确定的超高会对大货车的运行带来不利影响，易产生安全隐患。本公路在进行超高选择时，仅按路线的设计速度进行确定，而不进行超高的加强设计。

2.3 纵坡

进行纵断面设计时，应满足最大纵坡、坡长限制和缓和坡段的要求，但仅仅满足这些要求还不能完全保证纵断面的使用质量。对于很多平均纵坡较大的路段，因为车辆在上坡中长时间使用低速档，很容易造成水箱的开锅；而在下坡过程中则很容易因为刹车失灵造成交通事故，所以，纵断面的设计还应考虑合理地控制平均纵坡。

当在路段中不可避免地出现连续较长的下坡或者上坡时，应合理设置缓和坡段和陡坡，且还应设置避险车道。

本公路经过一条河流，路线在选择时考虑有河流南岸方案和北岸方案。河流南岸地形复杂，地势起伏较大，路线会经过陡壁，南岸方案中路段最大纵坡达到3.9%，并且平均纵坡较大，较陡的路线会使施工难度加大，南岸方案还会遇到施工条件差、隧道多以及对环境的严重破坏等问题。针对这种情况，提出了在北岸布置路线的方案。北岸方案不用进行高填深挖，避免了对环境的严重破坏，同时避开了陡坡，解决了长大纵坡的问题，使最大纵坡降为2.6%，平均纵坡也有所减缓，保证了行车的安全。