山岭重丘区低等级公路设计回旋曲线最短长度取值的探讨

刘帮权

摘 要：该文结合四川省乌蒙山水潦乡至二郎镇农村扶贫公路路线设计情况，分析了离心加速度的变化率、驾驶员的操作及反应时间、超高与加宽缓和段长度等因素对路线设计回旋曲线长度取值的影响，并通过相关计算，最终确定回旋曲线长度最低取值标准，作为路线设计时的重要指标依据，用以指导路线设计，同时也可供其他等级公路路线设计时参考。

关键词：低等级公路 路线设计 回旋曲线长度

中图分类号：U412 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（c）-0026-02

山岭重丘区低等级公路受地形、地物等条件限制，路线布设困难，平面设计指标取值标准低，设计人员外业布设路线时，常因经验不足或疏忽，部分交点设置回旋曲线长度过短，内业设计时才发现难以满足超高加宽缓和段要求，造成内业路线调整，断链增多，内业工作量增加。该文拟结合四川省乌蒙山水潦乡至二郎镇农村扶贫公路路线设计情况，通过分析各种因素对回旋曲线最短长度取值影响，最终确定设计时回旋曲线长度取值标准，作为路线设计的重要依据。

1 项目概况

1.1 项目背景

《乌蒙山水潦乡至二郎镇农村扶贫公路建设工程》项目位于乌蒙山集中连片特殊困难地区（简称“乌蒙山区”）的叙永县与古蔺县境内，该区域位于四川盆地南缘与云贵高原的过渡地带，属山岭重丘区，项目里程总长约274 km。由于项目里程长，地形地质条件差，且招标要求的勘察设计工期紧，为提高中标概率并能在中标后顺利、快速完成任务，该公司与另外两家单位组成联合体进行投标，最终获得该项目勘察设计任务。中标后，根据联合体投标协议，该单位承担该项目的古蔺县椒园乡沙田水库至土城镇大山村段。

1.2 项目概况

《乌蒙山水潦乡至二郎镇农村扶贫公路建设工程》古蔺县椒园乡沙田水库至土城镇大山村段公路，老路总长约100 km，按标准设计后，里程总长约110 km，其中利用29 km，改建51 km，新建30 km。项目区地形复杂，老路平纵指标极低。如菜板村至三台村垭口段老路长5 km，爬升高差397 m，路段最大纵坡16%，平均纵坡8%。三台村垭口至大路沟段老路长3.63 km，高差385 m，路段最大纵坡21%，平均纵坡10.62%，且该段可布线地形狭窄，坡面陡峻，条件特别困难。大路沟至龙南寨垭口段老路长3.78 km，爬升高差367 m，路段最大纵坡17%，平均纵坡9.7%。

1.3 主要技术指标

根据总体单位技术指导书及招标文件要求，结合路线设计规范，确定該项目主要技术指标如下：四级公路；设计速度20 km/h；设计荷载公路II级；标准路基宽度6.5 m；双车道路面宽6 m，最大超高6%，超高旋转轴位于路基中线，超高渐变率最大1/100；加宽采用1类全加宽，加宽渐变率最大1/15。

2 回旋曲线长度计算与取值

2.1 一般路段回旋曲线最小长度计算与取值

2.1.1 离心加速度的变化率

离心加速度的变化率：；

在等速行驶的情况下：；

因而：；

则满足乘车舒适感的回旋曲线最小长度：；

目前国公路计算规范一般建议≤0.6，则；

与半径R为反函数，半径越大，所需的越小，设计速度为20 km/h的四级公路，因此≥0.036×=19.2（m）。

2.1.2 驾驶员的操作及反应时间

回旋曲线不管其参数如何，都不可使车辆在回旋曲线上的行驶时间过短而使司机驾驶操纵过于匆忙，一般认为汽车在回旋曲线上的行驶时间至少应有3 s，则

==16.667（m）

2.1.3 超高与加宽

根据《公路路线设计规范》（JTG-D20-2006）7.4.3条规定，四级公路回旋线最小长度为超高、加宽过渡段长度（见表1、表2）。

另外根据《公路路线设计规范》（JTG-D20-2006）7.10.3条规定，设计速度20 km/h回头曲线，圆曲线最小半径15 m，超高横坡度6%，双车道路面加宽值为3.0 m。

综合上述内容，重新划分圆曲线半径区段后，根据路线设计规范分别计算超高及加宽缓和段长度（见表3）。

2.1.4 一般路段回旋曲线最短长度取值

首先，根据离心加速度的变化率计算的满足乘车舒适感的回旋曲线最小长度应大于19.2 m，根据驾驶员的操作及反应时间计算的回旋曲线最小长度应大于16.667 m，结合《公路路线设计规范》（JTG-D20-2006）规定，设计速度20 km/h的四级公路，当设置回旋曲线时，其长度不应小于20 m。

其次，四级公路回旋线最小长度一般情况下还需满足超高、加宽过渡段长度（见表4）。

2.2 特殊曲线回旋曲线长度取值

2.2.1 凸型曲线

在路线严格受地形限制时，可将两同向回旋线在曲率相同处径相衔接而组合为凸形曲线。《公路路线设计规范》（JTG D20 2006）规定凸形曲线对接点附近的0.3 V（以M计；其中V为设计速度，按KM/H计）长度范围内，应保持以对接点的曲率半径确定的路拱横坡度。因而其回旋曲线最短长度应满足：对接点的曲率半径对应的超高渐变段长度+0.3 V/2。

2.2.2 卵形曲线和复合曲线

根据公路路路线设计规范，两同向圆曲线径相衔接或插入的直线长度不足时，可用回旋线将两同向圆曲线连接组合为卵形曲线。卵形曲线的回旋线参数宜选R2/2≤A≤R2（R2为小圆曲线半径）；受地形条件限制时或互通式立体交叉的匝道设计中，大半径圆曲线与小半径圆曲线相衔接处，可采用两个或两个以上同向回旋线在曲率相同处径相连接而组合为复合曲线。复合曲线的两个回旋线参数之比以小于1.5为宜。其回旋曲线最短长度应根据具体情况予以计算并综合考虑相关因素后取值。

3 结语

公路路线设计时，当设置回旋曲线时，其长度取值，首先应满足路线规范规定的最短长度标准，其次应满足超高及加宽缓和段长度。其具体计算值与公路等级、设计速度、路面宽度、最大超高值、最大超高渐变率以及加宽类型、加宽值均有密切关系。设计人员在外业定线前，应根据相关已知条件计算出一般路段回旋曲线最短长度值，便于路线定线时参考。

参考文献

[1] JTG D20 2006，公路路线设计规范[S].

[2] 乌蒙山水潦乡至二郎镇农村扶贫公路建设工程一阶段施工图设计[Z].2017.

[3] 杨少伟.道路勘察设计[M].人民交通出版社，2004.