研究公路路线设计中存在的问题

2021-01-07张纪宏

黑龙江交通科技 2021年4期

张纪宏

(中铁三局集团有限公司勘测设计分公司，山西太原 030006)

在过去的设计工作中，以车为本和以人为本始终是设计出发点。在公路中，路线线形作为骨架，其设计的好坏在很大程度上决定了工程规模与造价。基于此，路线设计工作中，怎样以地形等基本条件为依据确定适宜的线形要素，同时予以巧妙组合，是设计人员必须充分考虑和解决的问题，也只有这样才能保证公路设计的安全性、舒适性及经济性。

1 路线设计概述

路线设计是一项确定路线所在空间位置和各组成部分具体几何尺寸的设计工作，其主要内容包括平面、纵面与横断面设计，虽然这三项内容需要分别进行，但彼此关联，需要对包含人员心理和视觉、车辆性能及自然条件等在内的各项因素进行综合考虑。路线设计结果在很大程度上决定了工程质量及造价，可以说是公路设计与建设的先导。设计是在产生一种设想后，通过详细的规划，采用感觉这一形式将其表达出来。路线设计作为一项综合且专业的工作，实施过程中难免产生一些问题。为了使路线设计成果达到预期，起到为后续建设与使用奠定良好基础的作用，需要针对所产生的问题，研讨行之有效的解决对策。

2 路线设计常见问题与对策

2.1 缓和曲线长度确定

路线在平面上的线形主要由两部分组成，即直线与曲线，对于缓和曲线，它是指直线和圆曲线相接部位的过渡曲线。目前，很多公路工程都在路线设计中认为主要缓和曲线的长度可以达到规范要求即可，即采用标准范围的最低值，并未对路线的线型与超高加宽等方面的要求进行充分你考虑。在确定缓和曲线长度时，应先满足相关规范提出的要求，然后要注意超高加宽方面的要求，并与路线线型完全相符，某些公路工程的平面设计因为缓和曲线长度相对较短，若要达到超高渐变方面的要求，内业设计过程中超高渐变经常会伸入至直线或者是圆曲线当中，这样不仅会对路线的整体线型造成影响，不美观，而且还会影响到行车安全。因此，在路线设计中要充分考虑缓和曲线长度这一因素，确定适宜的曲线长度。

2.2 超高渐变段设计与优化

在过去的设计工作中，超高渐变段所在位置通常是缓和曲线中某个固定点，在整条路线上都没有太大的变化。采用这样的设计难免会使桥梁设计与建设面临很大的困难。比如将超高渐变段直接放在桥梁正中间，在从负坡至正坡时，会使桥面上的横坡产生明显的扭曲变化。如果出现了这种情况，必须对路线超高渐变进行适当的优化，改变其位置。在能保证道路行车安全的基础上，可将超高渐变段放在桥头，以此在桥头引道上完成从负坡至正坡的顺利渐变。另外，这样还能使桥梁的横坡变得比较单一，降低设计与施工的难度。

2.3 平面、纵面和横断面相结合

在初步设计过程中会对不同的路线方案实施对比与论证，以此选择造价合理、指标满足要求，而且对环境不会造成太大影响的方案，将其作为推荐方案。而在施工图设计过程中，需要对初步设计阶段确定的方案实施优化调整，将平面、纵面和横断面设计充分结合到一起，比如在平面设计中减少或消除对行车安全不利的长直线，同时注意相邻的平曲线，其半径不能相差的太大，对于平曲线半径比，需要控制在1～1.5之内，确保平面线形保持连续和均匀，以此减少或避免因线形局部问题导致行车速度无法保持均衡。

2.4 在方案设计过程中应做好地质选线

在选择路线方案时，不仅要根据地形地物来选线，而且还要以地质条件为依据来选线，这就是所谓的地质选线。然而，在实际的设计工作中，因未能做好地质调查工作，无法及时发现和解决包含软基、滑坡与采空区等在内的各类不良地质问题，导致路线方案十分单一，未能开展深入分析，遗漏掉了很多可参考和有更高价值的路线方案，也有一些工程由于有隐患存在，导致推荐的方法并不可行，使工程建设无法顺利实施，比如由于发生滑坡导致村庄迁移等。

2.5 利用运行速度对路线设计进行检测

设计速度是在进行公路设计过程中确定适宜的几何线形的最重要因素，是指在自然条件相对较好，车辆运行只受公路这一因素影响的状况下，可以顺适且安全的对车辆进行驾驶的速度，属于标准条件下的速度，和运行速度并没有十分密切的联系。为保证公路使用者自身安全，在实际的路线设计过程中，不能只参考设计速度来对线形指标进行控制，应从动态角度入手，综合考虑车辆在进入到曲线后，其运行速度伴随时间产生的变化，也就是用运行速度进行检测，确定曲线超过与视距，以及纵坡竖曲线实际半径等能否达到合理搭配，确保路线保持连续和均衡，最终保证行车安全。

2.6 变坡点位置确定

在确定竖曲线具体位置时没有充分考虑构造物位置，是现阶段公路路线设计中比较常见和突出的问题，若未将路基上的最高点放在构造物上，将使路堤被大量抬高，导致填方数量明显增加。对于凸型竖曲线，需优先布置在构造物顶端，如分离式立交和通道，而对于凹型竖曲线，则优先布置在构造物之间，以此确保路线的纵断结合能够达到上下起伏，避免挖填方数量增加，从而起到降低工程造价的作用。

2.7 超高横坡和渐变段设计

对于公路的过城镇段，其行驶速度应适当降低，并进行一定的交通管制，此时合理的降低超高横坡是一种合理可行的做法，但不能完全按照路拱横坡进行设计，需要以车辆的行驶速度为依据，设置坡度在4%以内的超高，这样除了能避免对市容美观造成影响，还能保证行车安全，若设计只按照路拱横坡进行，采用完全一致的双向横坡，则会因为无法提供超高横坡而导致处于弯道外侧的车辆很难顺利转弯，引起不同程度的交通事故。此外，还有一些公路设计将超高渐变直接放在桥上，导致桥面积水情况十分严重，或由于高度变化使板梁结构产生支座悬空，这些都是对行车安全不利的，在设计中要予以充分考虑。

2.8 路线连续纵坡超限

在对路线的纵坡进行设计时，一般只是对局部的坡长提出了限制，或采用设置缓和坡路这一措施，并没有对连续同向分布的平均纵坡予以严格控制，导致局部平均纵坡产生连续超限的情况。在今后的实际运营过程中，因车辆连续制动，导致刹车片因过热而完全失灵，进而引起严重的交通事故。针对纵坡相对较大的段落，即便它的平均纵坡可以达到相关技术规范提出的要求，但也要从安全角度出发，根据地形条件，选择适宜的段落设计紧急避险车道，以此将事故发生率和事故发生后造成的损失都降到最低。

2.9 方案比选时标准不一，不能客观判断出方案好坏

在对路线方案进行比选的过程中，某些设计推荐方案和比选方案在起终点上都有所不同，甚至路基宽度都完全不同，如果在这种情况下进行比选，将没有任何意义，因为无论是工程规模还是标准都不尽相同，之所以推荐该方案的理由都不能充分表达，最终究竟采用哪一种方案无法确定，缺乏说服力。对此，在实际的方案比选过程中，必须采用完全一致的标准，包含起终点、工程规模等在内的都要相同，只有这样才能具有可比性，从而客观判断方案好坏。