公路勘測設(shè)計中平面指標的應用分析

王向欣

寧夏公路勘察設(shè)計院有限責任公司，寧夏銀川 750001

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，公路建設(shè)大幅增加，在公路勘測設(shè)計應始終貫徹“以人為本、安全至上、尊重自然、保護環(huán)境”的理念。我國是人口大國，也是“交通事故大國”，設(shè)計是公路建設(shè)的“前哨”，在安全方面應予以“主動”，改進線形設(shè)計對提高行車安全是最為有效的措施，優(yōu)良的線形是保證行車安全的根本，本文只討論平面線形設(shè)計。

公路勘測設(shè)計中平面指標選用必須滿足規(guī)范值，同時在平面設(shè)計時應結(jié)合地形、注重平縱面指標的匹配性。若平面指標較高，則縱斷面指標宜應采用較高指標，平面指標較低時，縱斷面不宜采用較高指標；若平面指標低，縱面指標較高，實際行車時，雖然縱向起伏較小，可按較高的速度行駛，但平面指標較低、平曲線半徑較小，速度高易發(fā)生安全事故，故只能采用較低的行駛速度，從而造成縱斷面指標的浪費，同時致使工程規(guī)模增加，反之亦然。

1 平面指標的應用

（1） 平面偏角。路線轉(zhuǎn)角的大小反應路線的舒順性，路線轉(zhuǎn)角不宜小于7°，建議新建公路轉(zhuǎn)角不宜小于10°，且應保證足夠的曲線長度。

平面設(shè)計不論偏角大小，均應設(shè)置曲線，且宜采用較大的平曲線半徑，受限時，平曲線半徑宜大于或等于一般值，一般情況下，宜采用極限半徑的4～8倍為宜，同時應進行視距及行車安全性檢驗。

小偏角設(shè)置大半徑曲線，根據(jù)研究，當R＞3000m時，司機駕駛汽車在半徑變化的曲線上行駛時，由橫向力系數(shù)引起的舒適性的變化，駕駛?cè)藛T感覺甚微，在曲線上的駕駛操作與直線段的操作基本沒有什么變化，所以設(shè)置太大的半徑?jīng)]有意義，根據(jù)經(jīng)驗R＜8000m為宜。

（2） 直線。①早期直線被認為是最好的線形，因直線容易布置，直線所連接的兩點間距最短。但是運營過程中，駕駛員在過長直線上行駛，易出現(xiàn)單調(diào)、疲倦感，容易注意力渙散，會出現(xiàn)對與前車之間距離誤判，產(chǎn)生盡快駛出直線的急躁情緒，導致超速造成交通事故，所以對長直線的運用必須持謹慎態(tài)度。高速公路直線長度不宜大于20倍的V，長大橋梁等結(jié)構(gòu)物段、路線交叉點前后宜采用直線。

②規(guī)范規(guī)定曲線間的最小直線長為了保證線形的連續(xù)性。同向平曲線間以短直線銜接，易產(chǎn)生將短直線和兩端曲線看成反向曲線的錯覺，直線過短時甚至會將兩個曲線看成一個曲線，影響駕駛員的直覺，造成駕駛操作失誤；反向曲線如果半徑較小，除造成行車轉(zhuǎn)向不便外，線形看起來不柔和。在具體設(shè)計時，曲線間最小直線長度，同向曲線間大于6V，反向宜大于2V，設(shè)計速度≤40km/h 時，可參照執(zhí)行。如果反向曲線間直線長度達不到2V要求，則應調(diào)整線形為S 型曲線，同向曲線間的直線長度難以達到6V時，應通過技術(shù)措施將同向曲線設(shè)計為復曲線。

（3） 圓曲線半徑。路線平面布設(shè)時，前后相鄰圓曲線半徑之差不宜過大，使之構(gòu)成協(xié)調(diào)、連續(xù)、均衡的線形。根據(jù)資料，對圓曲線半徑與安全事故統(tǒng)計資料分析，半徑2000～3000m的事故率最低，當平面R＜1500m時，隨著半徑的減小，事故率逐漸升高，當R＜600m時，事故率接近同類線形元素和全路段事故率的1.5倍，當R＜400m時，近為2倍，故：

①圓曲線半徑選用的一般原則是：在約束條件寬松時，平面布設(shè)半徑盡量大于或接近規(guī)范中不設(shè)超高的最小半徑；當?shù)匦蔚匚锏燃s束條件較苛刻時，應盡量采用大于一般最小半徑的曲線。規(guī)范中極限最小半徑不宜輕易采用，只有當?shù)匦卫щy或采用一般最小半徑會導致工程規(guī)模增加很大或工程比較艱巨，方可采用極限最小半徑。

對于高速公路，路線平面布設(shè)盡量R＞600m以上，只有在經(jīng)各方面論證后，不得已的情況下才采用R＜400m的平曲線。

②應充分考慮曲線附近的運行速度及與其前后銜接線形的均衡性、連續(xù)性，不應突然采用小半徑曲線；當前后線形都比較好時，必須避免在局部地段采用半徑很小的曲線。因為在此類情況下，駕駛?cè)藛T會因?qū)€形的突然變化不適應而發(fā)生交通事故。平面設(shè)計時，路線由平原微丘區(qū)進入山嶺重丘區(qū)時，線形指標應逐漸降低，相反由地形條件較差的區(qū)域進入地形條件較好的區(qū)域時線形指標應逐漸提高。

③應根據(jù)周圍地形、城市化的狀況等環(huán)境及公路的服務(wù)對象進行線形設(shè)計。如路線從狹谷間通過，或道路使用者對公路環(huán)境較熟悉時，即使采用相當小的平曲線半徑，由于在那樣的區(qū)間行駛，速度自然而然地受到限制，一般是不會出現(xiàn)安全問題。對于公路平面指標的降低對環(huán)境及工程規(guī)模、投資等影響較小時，應盡量提高平面指標，減少彎曲，提高公路使用品質(zhì)。

④長直線、長下坡的盡頭及陡坡路段應避免出現(xiàn)小半徑平曲線。平面半徑較小時，車輛行駛速度一般會有所降低，但對長直線、長下坡及陡坡路段，車輛容易加速行駛，造成進入曲線時車速過高，影響行車安全，對這樣的路段應盡量采用較大的曲線半徑，并根據(jù)車輛的實際運行速度對曲線超高予以調(diào)整。

⑤應考慮與縱面線形的協(xié)調(diào)。在縱面線形非常好的路段插入一個半徑很小的平曲線，或在縱面線形很差的地方連續(xù)插入小半徑平曲線都是不適當?shù)?。應避免出現(xiàn)曲線半徑小的區(qū)間與陡坡區(qū)間相重合。小半徑與陡坡重合的線形，其事故發(fā)生率非常高。

⑥設(shè)計速度120km/h的高速公路，建議平曲線按2%的超高計算半徑控制，平曲線一般最小半徑宜大于3300m。

⑦設(shè)計速度100km/h的高速、一級公路，建議平曲線按3%的超高計算半徑控制，平曲線一般最小半徑宜大于1250m。

⑧設(shè)計速度80km/h的公路，建議平曲線按5%的超高計算半徑控制較為合適。對于設(shè)置中分帶、隧道的高速及一級公路，受中分帶視距、隧道內(nèi)視距及超高的要求，平曲線一般最小半徑可按4%超高計算所得半徑的下限取值，即采用650m。

⑨設(shè)計速度60km/h的公路，一般最小半徑應按不加寬的最小半徑250m控制；對于設(shè)計速度≤60km/h的公路，仍按 《標準》 規(guī)定的一般最小半徑控制設(shè)計。

（4） 特殊曲線。①S型曲線、卵型曲線及復合曲線的設(shè)置，參數(shù)及半徑的取值應滿足規(guī)范的要求。

②凸型：在兩個同向曲線間不插入圓曲線而徑向銜接的形式。凸型曲線的回旋線參數(shù)A及對接點的曲率半徑R，應分別符合對應設(shè)計速度的最小參數(shù)和最小半徑的規(guī)定；銜接點附近的0.3V長度內(nèi)，應采用銜接點的曲率半徑的路拱橫坡。凸型曲線雖然銜接處曲率連續(xù)，但中間圓曲線長度為0，對駕駛員操縱易產(chǎn)生不利因素，存在安全隱患，只有在路線嚴格受地形、地物限制時方可采用，高速公路嚴禁采用凸型曲線。

③C型：同向圓曲線的兩回旋線在曲率為零處徑相銜接的形式。C型曲線兩條回旋曲線的參數(shù)可以相等，也可不等。此種曲線相當于同向曲線間直線長度為0，對駕駛員操縱易產(chǎn)生不利因素，只有在路線嚴格受地形、地物限制時方可采用，高速公路嚴禁采用C型曲線。

（5） 平面曲線長度。平曲線長度不宜小于一般值；緩和曲線參數(shù)A應與圓曲線半徑相協(xié)調(diào)，緩和曲線長度不應小于規(guī)范規(guī)定最小長度，隨半徑增大、圓曲線長度適時調(diào)整，低等級道路緩、圓、緩長度比宜采用1∶1∶1，具體根據(jù)實際約束條件取定。

長的平曲線的主要問題是曲線內(nèi)側(cè)的超車所帶來的安全問題、平縱組合難以優(yōu)化的問題，為減少曲線上的超車頻度，可采用控制平面曲線的長度方式，使汽車在平曲線上的行駛時間不致過長，使曲線長度能夠為駕駛著心理承受，不致引發(fā)頻繁超車和駕駛疲勞。

為盡量消除或避免由于曲線過長而引起的行車安全以及平曲線包含豎曲線變坡點太多的問題，設(shè)計速度120km/h、100km/h的高速公路，曲線長度多在1000m～2000m范圍；設(shè)計速度80km/h的高速公路，曲線長度多在600m～1200m范圍。低等級道路需結(jié)合地形、工程條件合理取值。

2 超高過渡設(shè)計

（1） 直線到曲線（ 曲線到直線） 段超高過渡，應根據(jù)設(shè)計速度，選取最大超高漸變率，最小值應大于1/330的，采用全緩和段過渡；當緩和曲線全長計算得出的超高漸變率P＜1/330時，則取不小于1/330的漸變率反算超高緩和段長度，并對其取5m的整倍數(shù)，宜將全超高斷面設(shè)在緩圓點或圓緩點處，正常路拱位置應按緩和曲線參數(shù)計算不設(shè)超高曲率半徑所在位置；

（2）“ S”形曲線公切點超高值取0%，在滿足最大超高漸變率至1/330的前提下，采用全緩和段過渡；

緩和段較長時，“S”形曲線公切點超高值仍取0%，超高緩和段取緩和曲線的一段，其緩和漸變率不小于1/330，長度以5的整數(shù)倍取值，過渡完后剩余緩和曲線段按全超高取值；

（3） 卵形曲線中若兩圓曲線段采用不同的超高值，宜采用全緩和段過渡方式。

3 結(jié)語

公路的路線平面設(shè)計是多方面因素綜合分析、考慮的過程，具體在設(shè)計時需工程設(shè)計人員根據(jù)地形、地貌、受限等因素不斷深入分析、綜合比較取值，逐步提高對項目的理解和把握能力，設(shè)計出一條安全、經(jīng)濟、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的公路。

[1] 張雨化.道路勘測設(shè)計[M]. 北京：人民交通出版社，1997.

[2] 霍明.山區(qū)高速公路勘察設(shè)計指南[M].北京：人民交通出版社，2003.

[3] JTG D20-2017，公路路線設(shè)計規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2017.