公路线形设计中的关键问题与应对措施

2014-08-15严智英新余市公路勘察设计院江西新余338000

江西建材 2014年24期

■严智英，裴佩 ■新余市公路勘察设计院，江西新余 338000

公路的线形设计是影响公路行车安全的重要问题，公路线形设计必须按照车辆行驶的要求规划线性和角度等问题，重视对关键问题的解决，按照设计的基本原则，提高公路线形设计的合理组合，保持均衡性、一致性等满足车辆行驶的安全与舒适性要求。

1 公路线形设计概述

公路线形设计主要是针对公路的平面和纵面进行线形规划，公路的平面线形就是线路的平面投影，纵断面的设计则是对立面上的投影设计。根据公路的水文、地质、地形等条件，结合公路行车条件以及气候因等，对平面和纵面线形进行选择和设计，这就是公路的线形设计。公路线形对车速、安全性、舒适性等都应较大的影响，所以公路设计规范中线形设计也是一个重要技术指标。

2 公路线形设计适应原则

公路线形设计应考虑的问题是综合性的，必须从多个角度进行考虑与分析，首先应对土地利用类型进行考虑，干线公路的线形设计应考虑经过地区的生活和居住状况，如果公路分割生活区则应考虑道路的便利性和安全性，必须突出公路的功能性，也应关注其对居民的影响。

其次，从整体网络的角度进行分析，选择公路的线形应考虑整体交通网络的平衡，应控制不出现多交叉或者变形较大的线形来进行规划和设计在保障交通能力的同时避免交叉道口过多。尤其是在城市公路与城际公路交接的位置更应合理设计，避免出现矛盾影响交通顺畅。

最后，应充分考虑公路行车的安全和舒适性，必须考虑各种线形设计的影响因素，提高公路线形的合理性，避免对车速、驾驶、视野等产生负面影响，而导致公路出现安全隐患。

3 公路线形设计中的关键问题与对策

3．1 平面线形设计问题

平面线形设计应考虑的是公路与地形之间的配合，应保持直接与连等，并与周围的地形和景物等协调。在地势相对平坦的地区，公路线性可以取直线为主。而在地势起伏较大的地区则应考虑选择曲线形式，曲线比例增加。线形和地形之间的配合应考虑经济性和生态问题，直线、曲线、回旋线等采用应考虑因地制宜，因工程制宜。不论是何种等级的公路，遇到曲线设计时都应考虑半径较大的圆曲线，保证平曲线足够长。从实践的角度看，公路线路转角的大小与舒适直接相关，角度为7°时适应较长的平曲线，可以避免急转弯的错觉。同时直线长度较大，应不宜采用过大的纵坡。对长直线路的尽头选择的曲线应考虑半径、超高、视距等因素，同时还应设置标志以及路面抗滑力等保障安全。

3．2 纵断面线形设计问题

纵断面应与地形直接配合，设计成连续以及平顺的曲线。避免在短距离内出现较大的起伏。避免出现较长的上坡或者下坡路段，最大坡度应在坡段的下部，接近顶部应放缓坡度。相邻的坡度如果代数差较小，则应采用较大的竖曲线半径。交叉位置的纵坡应放缓，当地有积雪或者冰冻等可能性的地段应放缓坡度。

公路纵坡应当选择平缓的设计，纵坡坡度应小于0.3%。在平原地区的设计应体现地形的优势平缓而均匀。山岭和丘陵等地区设计则应控制坡度小于6%。越岭的纵坡应控制坡度等级，不应选择极限长度或者坡度，山脊和山腰除了考虑地形限制采用大纵坡以外都应尽量采用平缓设计。

3．3 线形设计的综合性问题

线形设计不仅仅是单纯的角度、长度、高度、坡度等问题，也应考虑视觉心理等问题。因为驾驶员毕竟会对简单和枯燥的事物产生疲劳。因此应考虑线形设计的相互配合。因此公路设计中应避免视景的差异。当然这样的设计也应根据实际情况而定，如果交通环境复杂则应选择单调的线形组合。如调节视觉而增进视线引导，设计时选择车道线、标志、绿化、建筑等来弥补单调性问题。

公路线形设计的综合性，应根据视距条件来选择，公路纵面上插入凹形竖曲线，不仅仅可以改变线路相对单调呆板的问题，而给予视觉上的改变，以此提高行车的舒适性。但是在运用中应注意，避免采用较短的凹形竖曲线，避免给驾驶员急转急停的感觉。同时设计中不能在两个凹形竖曲线中加入短直线，因为直线与曲线的组合过于直接，会导致错觉，如果利用复合曲线和一个凹形竖曲线，则可以较大程度的改善视觉条件。

公路中平直曲线与直坡组合，一般在平直曲线设计中应选择半径合理，并配合平面直线和圆曲线之间的合理选择。在透视图上显示视觉效果的适应性。车辆在行驶中可以获得较好的路旁景观效果，且随着行驶的时间和距离景观也随之改变。但是平曲线和直线组合如果不合理，或者半径过小、直线长度过短等都会在视觉上出现曲折的情况，因此在设计中应充分考虑此类问题。同时哈英考虑坡度要求，避免急转弯和陡坡位置重叠。

3．4 其他注意问题

3．4.1 避免小曲线插入

在竖曲线的凹凸的底部或者顶部应避免插入小曲线，这样的情况在视线影响上容易导致抬高的效果，尤其是在高填方的路段，司机形成的安全感和视线会受到干扰，不能对前面的路况进行观察。接近顶点的曲线改变，容易导致操作失误、而凹形曲线底部出现弯曲点则不利于排水，前后扭曲的线性会影响司机的视觉感知能力，而导致事故。

3．4.2 线形设计不易复杂

线形设计应保持一定的连续性，不能在短时间内出现过多的曲线变换，无论是平面还是纵面上的坡度改变，都会使得线形不够连贯，而形成盲区和错觉，这样驾驶员会感觉紧张，影响舒适性。按照相关研究，驾驶员在任何一点所看到的平面范围内的曲线变化不应超过两个，最大也不能超过三个。

3．4.3 特殊路段设计

桥梁以及引导的平、纵、横面的设计应与总体布局进行协调，桥梁上的纵坡不应大于4%;桥头引导段应小于5%。网络相对繁忙的地段，应控制桥上纵坡和引导段小于3%。桥头的引导段应与桥上的线形相配合。隧道内的纵坡应小于3%;但是过短而小于100m的不受这个限制。高速公路、一级公路上的中短隧道如果受到条件限制，应进行经济论证，适当选择最大的纵坡，但是也不能大于4%。同样隧道与隧道接口、内部的线形应保持一致、隧道两端洞口隧道两端洞口连接线的纵坡应有一段距离与隧道纵坡保持一致;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。