試述公路工程路線設(shè)計(jì)常見問題

單偉

[摘要]公路路線設(shè)計(jì)是公路建設(shè)之本，公路的興建能促進(jìn)沿線物資、信息交流，有利于地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，有利于改善沿線居民的社會發(fā)展質(zhì)量，能快速高效的為人們提供運(yùn)輸?shù)葍?yōu)越性，具有良好的發(fā)展前景。分析了公路工程路線設(shè)計(jì)的常見問題并提出優(yōu)化策略。

[關(guān)鍵詞]公路；路線設(shè)計(jì)；問題

1.公路路線設(shè)計(jì)的重要性

合理、優(yōu)質(zhì)的公路設(shè)計(jì)，可以提供清晰醍目的行車方向，提供足夠的視距及其他信息，能夠符合駕駛?cè)藛T普遍期望的設(shè)計(jì)效果。在路線設(shè)計(jì)中，包括公路幾何線形、路面設(shè)計(jì)、安全設(shè)施、構(gòu)造物位置等設(shè)計(jì)，又是影響交通安全的主要因素。公路幾何設(shè)計(jì)對公路的安全性起到先決的作用，一旦通過選線確定公路走向并由此確定幾何線形，則其他項(xiàng)目如橋涵構(gòu)造物的位置、隧道的設(shè)置、安全設(shè)施等都已經(jīng)隨選定的幾何線形得以確定。當(dāng)前，我國公路路線設(shè)計(jì)仍然在按照老的概念，進(jìn)行平、縱、橫斷面的設(shè)計(jì)。而對高等級公路應(yīng)當(dāng)根據(jù)交通量和車速的發(fā)展，按照交通工程學(xué)的新理論概念進(jìn)行設(shè)計(jì)，不能在各種幾何路線上仍然照搬國外的方法和參數(shù)。由于汽車工業(yè)和公路交通運(yùn)輸?shù)难杆侔l(fā)展，公路行車速度的不斷提高，交通量劇增，導(dǎo)致交通事故頻繁。我們應(yīng)當(dāng)在自己實(shí)踐的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國的國情，運(yùn)用新的技術(shù)理論，完善我國的公路標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，使之更符合我國的實(shí)際情況，既保證質(zhì)量，又盡可能降低造價(jià)。如今，公路路線設(shè)計(jì)不應(yīng)該僅僅是停留在幾何尺寸的設(shè)計(jì)上，涉及路線設(shè)計(jì)和人機(jī)工程學(xué)的幾個方面，公路的路線設(shè)計(jì)不但需要滿足汽車行駛力學(xué)方面的要求，而且還要滿足汽車駕駛員心理和生理?xiàng)l件的需要，還要考慮乘客的舒適、地形地物的適應(yīng)，自然條件的平衡、環(huán)境的保護(hù)、營運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性等因素。所以，在公路設(shè)計(jì)中，路線設(shè)計(jì)是很重要的。

2路線設(shè)計(jì)中常存在的問題分析

2.1緩和曲線長度不滿足綜合要求

路線平面線形是由直線和曲線組成的，緩和曲線是直線與彎道圓曲線之間的過渡曲線，部分公路在路線放樣測量中緩和曲線長度只滿足規(guī)范要求的最小長度的要求，沒有綜合考慮路線線型及超高、加寬漸變率的要求。緩和曲線長度首先要滿足規(guī)范要求，又要滿足超高、加寬漸變率要求，同時(shí)還要滿足路線線型的要求等四個方面，有些公路平面設(shè)計(jì)由于緩和曲線長度偏短，如果要滿足超高漸變段的要求，在具體內(nèi)業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)超高漸變段往往伸入到直線或圓曲線內(nèi)，路線線形既不美觀又對將來的行車不安全。

2.2路線超高漸變段位置的優(yōu)化

在以往設(shè)計(jì)中，路線超高漸變段的位置往往設(shè)置在緩和曲線內(nèi)的某一固定的位置，整條路線基本上沒有變化。這樣的設(shè)計(jì)往往會給橋梁的設(shè)計(jì)和施工帶來很多麻煩。如路線超高漸變段的位置放置在橋梁中間，從負(fù)坡到正坡的過程中，使得橋面橫坡勢必反復(fù)扭曲變化。在這樣的情況下就要優(yōu)化路線超高漸變段的位置。在保證行車安全的情況下可將路線超高漸變段的位置移至橋頭，在橋頭引道部分完成路線由負(fù)坡到正坡的漸變過程。橋梁橫坡變的單一，便于設(shè)計(jì)和施工。

2.3平縱橫結(jié)合優(yōu)化調(diào)整線位

在初步設(shè)計(jì)階段已經(jīng)對路線的多個方案進(jìn)行的論證和比選，從中選出了造價(jià)比較經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)比較合理、對環(huán)境影響較小的路線推薦方案，但這也是相對而言的較好的方案。在施工圖設(shè)計(jì)階段還要對初步設(shè)計(jì)推薦的方案進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整，平縱橫調(diào)整相結(jié)合，平面消除前面提到的長直線問題，相臨彎道平曲線半徑不宜懸殊，平曲線半徑比—般在1：1.5以內(nèi)為佳，使平面線形均勻、連續(xù)，減少由于線形局部好壞造成車輛行駛速度的不均衡性。

2.4平面直線的設(shè)置

公路平面由直線和曲線組成，而曲線又包含了圓曲線和回旋曲線（即緩和曲線），直線是路線平面最好的線型，但在山區(qū)長直線的設(shè)置將導(dǎo)致工程量的增加，無限制的設(shè)置長直線又將導(dǎo)致司乘人員因線型單一，沿線景觀單調(diào)而引起疲勞，故公路線形設(shè)計(jì)不能無限制的設(shè)置長直線。據(jù)調(diào)查，我國高速公路許多路段的一次直線長度普遍都超過6km，有的長達(dá)10km以上。實(shí)踐證明：無論是一般公路還是高速公路，過長的直線段易使駕駛員因景觀單調(diào)而產(chǎn)生疲勞，導(dǎo)致注意力分散、反應(yīng)遲緩，一旦遇見緊急情況，就會因措手不及導(dǎo)致交通事故；另外，駕駛員在長直線路段容易超速行駛，致使車輛在進(jìn)入直線路段末段后的曲線部分的速度仍然比較高，若遇到彎道超高不足或其它偶然干擾，往往導(dǎo)致車輛傾覆或其它類型的交通事故。而由于橫向的通道和天橋所造成的影響使得路線的縱斷面顯得上下起伏非常頻繁，造成視覺上的不良影響，對于那些波浪型的縱面的線形，給人感覺線路好像產(chǎn)生了好幾個段落，造成線形的連續(xù)性很差。

2.5變坡點(diǎn)的位置不合適

沒有結(jié)合構(gòu)造物位置選擇豎曲線的位置，這種情況高速公路設(shè)計(jì)比較突出，路基的最高點(diǎn)沒有控制在構(gòu)造物上，造成路堤抬高，增加填方數(shù)量，凸型豎曲線應(yīng)盡量設(shè)置在通道、公路鐵路分離式立交等構(gòu)筑物的頂端，凹型豎曲線應(yīng)盡量設(shè)置在天橋的位置或通道、分離式立交等構(gòu)造物的之間，使路線縱斷結(jié)合構(gòu)造物上下起伏，減少工程的挖填方數(shù)量，降低工程造價(jià)。

3.公路路線設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

3.1橫斷面設(shè)計(jì)要點(diǎn)

橫斷面主要審查路基橫斷面寬度、爬坡車道、緊急停車帶及避險(xiǎn)車道。從通行能力、運(yùn)行速度及車輛橫向偏移等方面考慮，我國規(guī)定，車行道寬度不小于3.75m，路緣寬度大于0.5m，硬路肩寬度取3m較為合適。爬坡車道的設(shè)置與否主要考慮行車速度與通行能力的關(guān)系。如導(dǎo)致行車速度過低或通行能力降低，則需考慮設(shè)置爬坡車道。目前高速公路硬路肩一般大于等于2.5m，故不必設(shè)置緊急停車帶。緊急停車帶一般設(shè)置在爬坡車道，所以對緊急停車帶的審查應(yīng)主要審查緊急停車帶的間距及緊急停車帶的漸變段、寬度等。

3.2縱斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)

縱斷面線形優(yōu)化設(shè)計(jì)主要是滿足某些標(biāo)高控制約束，使公路T程數(shù)量和T程費(fèi)用最少，行車舒適、平順。主要是設(shè)置合理的坡度、坡長和豎曲線半徑或變坡點(diǎn)里程、變坡點(diǎn)標(biāo)高和豎曲線半徑三個幾何要素設(shè)計(jì)?？v坡的設(shè)置除考慮降低車輛行駛的速度差，防止超車事故外，還應(yīng)該考慮排水問題。較大的縱坡能與路拱橫坡形成較大的合成坡度，減少雨水在路面上的滯留時(shí)間，有利于路面雨水的排除。當(dāng)縱坡比較小時(shí)，合成坡度也較小，雨水主要靠橫向排水，易造成外側(cè)行車道和路肩積水，給行車帶來安全隱患。故在橫向排水不暢的路段，縱坡設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮滿足排水要求的縱坡?？v斷面線形設(shè)計(jì)時(shí)，坡長不宜過短，過短的縱坡易造成縱斷面線呈鋸齒狀，連續(xù)使用短坡會損壞線形的美感，汽車行駛過于顛簸，車速越高時(shí)越顯得突出。豎曲線半徑是通過對緩和汽車行駛之沖力所需最小長度和為確定停車視距所需最小長度的計(jì)算而規(guī)定的。豎曲線半徑大小應(yīng)與平曲線半徑保持均衡，大半徑的平曲線上插入小半徑的豎曲線會失去平衡，破壞立體線形的連續(xù)性。此外，還應(yīng)注意在滿足線形設(shè)計(jì)要求的前提下，不應(yīng)片面追求過大的豎曲線半徑，以減少縱斷面上排水不暢的路段長度。

3.3超高設(shè)置

在小客車比例較高、平直路段，需按照運(yùn)行速度設(shè)置較大超高，如果貨車比例較高，運(yùn)行速度不容易提高的地段，如隧道進(jìn)出口、大橋上，連續(xù)低線形指標(biāo)路段等，需按照運(yùn)行速度適當(dāng)減小超高。本項(xiàng)目全路段由于大貨車比例較高，因此對超高值設(shè)置首先考慮大貨車的運(yùn)行安全，僅對大貨車及小客車運(yùn)行速度均達(dá)到最大的個別路段進(jìn)行超高加強(qiáng)設(shè)計(jì)。

4結(jié)語

人們對公路線形的要求越來越高，因此，必須解決好公路路線設(shè)計(jì)的問題，進(jìn)而體現(xiàn)了我們平常在工作中常常說的那句話，“設(shè)計(jì)是工程的靈魂”，要抓工程，必須先抓設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)是優(yōu)良工程的前提。