關(guān)于公路線形及線形組合的優(yōu)化設(shè)計

鄭嵐峰

（甘肅海威公路勘察設(shè)計有限公司， 甘肅 蘭州 730000）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及生活質(zhì)量的提高，人們對于交通出行的建設(shè)的需求，也越來越高，特別是對于道路建設(shè)的需求，因此，對于公路建設(shè)的研究就十分的重要了，在公路的建設(shè)中，其線路的線性組合設(shè)計又是其中建設(shè)的重點。

在公路線形及線形組合的設(shè)計中，設(shè)計的基本原則是要求設(shè)計者與開發(fā)者，需要根據(jù)具體的實際公路的路段狀況，周圍環(huán)境，土質(zhì)因素等等，進行合理化的方案設(shè)定與建設(shè)，同時，在此基礎(chǔ)上，還需要根據(jù)汽車行駛中的安全性因素，來進行安全措施的設(shè)計與建設(shè)。因為，公路線形及線形組合的設(shè)計，是關(guān)系到公眾的出行生命安全，設(shè)計的不合理，很容易造成交通事故的發(fā)生。因此，對公路線形及線形組合的優(yōu)化設(shè)計，對于社會穩(wěn)定發(fā)展來說，是至關(guān)重要的。[1]

1 影響公路線形及線形組合設(shè)計的幾點因素

1.1 車輛的行駛速度

在公路線形及線形組合的設(shè)計中，汽車的行駛速度是一個重要的參考數(shù)據(jù)，特別對于線性的設(shè)計而言，行駛速度在線形設(shè)計中起到了相當(dāng)大的作用。汽車在公路上行駛時，不同的路況會有不同的行駛要求，駕駛?cè)藛T會根據(jù)不同的路況，采用不同的行駛速度的，但是這些車輛的行駛速度都會超過預(yù)計的車速。因此，這就需要對實際的車輛行駛速度，進行檢測與數(shù)據(jù)的采集，從而有效地改進和優(yōu)化。但是，根據(jù)公路線性設(shè)計的具體經(jīng)驗，僅僅只關(guān)注形式速度，是遠遠不都準(zhǔn)確地計算出公路的線性參數(shù)的，汽車的行駛速度，很大程度上是有一定的限制的，所以，這個單一因素，是無法進行設(shè)計與判斷的。是需要與多個數(shù)據(jù)結(jié)合，才可以設(shè)計出具體的線形，同時，車輛的行駛速度，也不是一個常量，他會根據(jù)車輛的不同種類，性能而變化的，因此，車輛速度會隨著線路線形的標(biāo)準(zhǔn)的改變而改變，這就使得路線的設(shè)計要盡可能地和實際速度達到一致。

1.2 美學(xué)在線形設(shè)計中的應(yīng)用

高質(zhì)量的公路設(shè)計，不但設(shè)計的安全性合理，而且其設(shè)計因素中的視覺效果，以及美觀性也是很重要的。這種美學(xué)上的設(shè)計，可以增強車輛駕駛?cè)藛T的判斷力，緩解在單一路段中的疲憊感，因此，美學(xué)設(shè)計這個因素，在公路線形的設(shè)計中，也是至關(guān)重要的。

但是，就目前而言，很多公路的線性設(shè)計還沒有體現(xiàn)出美學(xué)的設(shè)計原則，或者說是還沒有準(zhǔn)確地運用進去，很多的路段的設(shè)計都是十分地單一乏味，這就會存在很大的安全隱患。將美學(xué)與公路設(shè)計的合理科學(xué)地結(jié)合，可以改善公路的環(huán)境與直觀視覺感受，同時也能在一定程度上，減少安全事故發(fā)生的幾率，因此，正確地將美學(xué)應(yīng)用到公路線形的設(shè)計上是非常重要的。[2]

2 公路線形及線形組合設(shè)計的基本要求

在公路線形及線形組合的設(shè)計過程中，公路線性曲線的組成，多為采用的是連續(xù)曲線的形式，因為由連續(xù)曲線所組成的直線，在直觀視覺的角度上，比又那些長短不一的曲線所組成的公路線性，要更加符合駕駛員的視覺要求，從而可以有效地提高公路駕駛的安全性。

當(dāng)然，在平面線形設(shè)計時也應(yīng)注意以下幾個方面：使駕駛員視覺流暢，不易疲勞；盡量采用大曲線長度；使駕駛員心理舒適；直接、連續(xù)、與地形地貌相協(xié)調(diào)，并結(jié)合周圍環(huán)境，盡量選擇半徑較大的曲線，使用足夠長的直線，避免連續(xù)急彎。復(fù)合線是由平面線和垂直線組成的三維線。如果比例使用得當(dāng)，會使人感到舒適，不易疲勞，并有美感，從而增強駕駛安全性。相反，它會使道路線形產(chǎn)生扭曲、破碎的效果，容易給駕駛員造成錯覺，進而誤判事故。因此，在進行組合線形時，不僅要考慮路線的選擇，還要在設(shè)計中重視這些設(shè)計中的要點。通過這些原理與基本要求，可以將平面與輪廓的對齊結(jié)合起來，使駕駛員能夠看到一個平滑美觀的公路線形組合的設(shè)計。[3]

3 公路線形及線形組合的優(yōu)化設(shè)計

3.1 縱斷面線形優(yōu)化

在公路線形及線形組合的設(shè)計中，縱斷面線形對于縱坡的線性設(shè)計是至關(guān)重要的?？v斷面線形設(shè)計，講究的是縱坡的坡度大小與其總共長度之間的優(yōu)化比例關(guān)系，這種對于比例進行優(yōu)化協(xié)調(diào)的設(shè)計，可以有效地控制公路中行駛車輛的速度，安全性，舒適度的狀況，從而使得公路更加人性化，更加符合駕駛員的行駛要求。同樣，從直觀視覺的角度來看，因為一般的公路中的縱斷面的線性是單調(diào)乏味的，這就很大可能會對駕駛?cè)藛T造成視覺上的疲勞，從而引發(fā)安全事故，如果這設(shè)計中，忽略了深溝，暗凹等路況，那么就更加危險了。通過設(shè)計連續(xù)、平滑且圓順的公路線性，以及采用多點曲線組成的直線，可以很大程度上減少安全事故發(fā)生的幾率，如果交通路段相對較為復(fù)雜，采取這種線形組合還是更加有利的。因此，縱斷面線形的優(yōu)化對于公路的線性組合設(shè)計，是十分具有研究價值的。

3.2 平縱線形組合及其優(yōu)化設(shè)計

公路線形設(shè)計只有平面線形和縱斷面線形設(shè)計，不但單調(diào)，而且不一定是一個好的設(shè)計。因此，為了滿足駕駛員對視覺和心理舒適性、美觀性和與環(huán)境協(xié)調(diào)性的要求，最后，通過各種實驗和討論，將平面線和輪廓線結(jié)合起來，進行三維線性設(shè)計。在利用這一立體線形時，應(yīng)充分結(jié)合公路所處的地理位置、周邊環(huán)境和自然風(fēng)景區(qū)。在這種平縱線形組合的優(yōu)化設(shè)計中，有兩種主要的組合方式，以及其中主要注意的細節(jié)。

（1）平豎曲線組合

平豎曲線組合的設(shè)計中，在線形組合保持均衡的條件下，平曲線與豎曲線的半徑相對較小，其中的曲率圓在公路的設(shè)計中，會出現(xiàn)重合現(xiàn)象，因此，優(yōu)化設(shè)計中，要避免，這兩種曲線的相互交合，以及也要避免在一個路段中，平豎曲線相互重疊出現(xiàn)的情況，這種情況會使得駕駛?cè)藛T沒有安全感。

（2）直曲線組合

在公路線性及其線性組合的設(shè)計中，直曲線的組合設(shè)計要嚴(yán)格避免公路路徑中的短半徑曲線問題。比如說，在長直線的下坡路段中，路徑的設(shè)計引入凹形曲線規(guī)劃方案，這樣的話，使得路段前方的視野并不清晰，就會導(dǎo)致駕駛員誤判前方路段的情況，容易加速，從而容易引起交通事故。與此同時，在設(shè)計中，特別是對于多重轉(zhuǎn)彎處的路段，也不能設(shè)計短曲線的公路線性方案。

4 結(jié)束語

總的來說，公路線路及線性組合設(shè)計，在公路的整體性工程中起主導(dǎo)作用，同時，對整體設(shè)計工程中的其他的設(shè)計方案也具有參考的價值，是其他設(shè)計的基礎(chǔ)，它負責(zé)向其他設(shè)計組，傳遞基本公路線性設(shè)計的數(shù)據(jù)?？梢哉f，公路線性設(shè)計的好壞，決定著公路整體性工程的成敗。線路設(shè)計組在設(shè)計的過程中，也需要對外與不同部分的主管溝通，并將設(shè)計的參數(shù)、數(shù)據(jù)、資料在公路整體性工程的其他部門之間傳遞，從而促進公路工程的建設(shè)效益。