談山區多彎公路設計思路

常 東 升

(山西路恒交通勘察設計咨詢有限公司，山西 太原 030006)

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談山區多彎公路設計思路

常 東 升

(山西路恒交通勘察設計咨詢有限公司，山西 太原 030006)

以國道207線晉城至河南濟源段工程為例，介紹了山區多彎公路的路線設計方案，并從視距檢驗、連續上下坡分析、車輛行駛穩定性分析等方面，檢驗了該路線的設計成果，為類似工程設計提供了思路。

公路，路線設計，車道，仿真分析

國道207線晉城至河南濟源段位于山西省晉城市南部、太行山脈南端，路線全長27.6 km,本文著重介紹地形最為困難的長約13.4 km路段，該路段地貌類型以構造、剝蝕山地為主，山脈縱橫、溝谷深切。舊路修建于20世紀80年代，該段公路坡陡彎急，大轉角彎道共有37處，經常因為交通事故的發生，造成整個路段的堵車，該路段2015年被交通運輸部列為普通國道“瓶頸”路段。

1 路線設計

1.1 平面設計

改造路段舊路平曲線半徑不大于60 m的29處，約占總交點數的55%，最大縱坡9.26%/1處/90 m，縱坡大于7%的路段5處/940 m約占該路段長度的15%。根據《公路路線設計規范》，二級公路位于地形、地質等自然條件復雜山區，經技術經濟論證該路段的設計速度可采用40 km/h。經過論證本項目設計標準為二級公路，設計速度為40 km/h，路基寬度10 m。

路線前7.0 km沿山坡展線，沿溝兩側坡面均可展線，但對環境的影響不同，山坡樹木茂密，植被良好，方案比選主要從環保、造價、后期運營等方面去衡量，由于舊路無法利用，該段離開舊路另選新線，經過多方案比選后，采用了工程量較小、環境破壞小、易于施工的路線方案；后6.4 km位于溝谷底部，為沿溪線，河流蜿蜒曲折且溝谷狹窄，兩側為陡崖，共有彎道21處，舊路縱坡與溝谷自然縱坡基本一致，展線長度十分有限，在寬度約20 m～50 m的溝谷內改善線形，曲線半徑必須不小于60 m，且路線走向選擇的余地不大，但要精確控制線位，路線多處占用了河道，壓縮后的河道斷面不能滿足排洪要求，這樣就在合適的位置設置了過水隧洞，穿過山體后排向下游天然河道。由于舊路平面指標較低，路線雖然有與舊路重合的路段，但由于縱斷的改變，并不能加寬利用，導致原有構造物無法利用，全線平曲線最小半徑為60 m，平曲線占路線總長為82.2%。典型路段平面圖見圖1。

1.2 縱斷面設計

路線所在區域地勢北高南低，該段路線長度為13.356 km，最高點為路線起點，高程為981.3 m，最低點位于路線終點，高程為396.6 m，最大高差為584.7 m，平均縱坡4.378%，縱斷面設計主要受高差控制，由于平面展線十分局限，縱斷面設計基本將限制坡長用盡，大、中橋梁最大縱坡4%，大于100 m隧道內最大縱坡3%，直線路段最大縱坡為7.0%，豎曲線最小半徑1 500(凸)，豎曲線占路線總長比例28.6%，曲線路段最大縱坡值根據計算確定，即根據《公路路線設計規范》規定的最大合成坡度不大于8%的規定，8%=反算縱坡值i，其中超高值根據平曲線半徑R值的大小確定。典型路段縱斷面設計指標采用值見表1。

表1 典型路段縱斷面設計指標采用值

2 設計成果檢驗

2.1 視距檢驗

根據規范要求，大型車比例較高的二級公路應滿足貨車停車視距要求，雙車道公路應間隔設置滿足超車視距的路段。設計速度40 km/h小客車停車視距為40 m，貨車停車視距為50 m，根據視距計算公式Y=S2/(8R)，或用計算機程序繪制視距包絡圖，對彎道視距線范圍內的山體進行超挖或設置必要的交通標志。

2.2 連續下坡分析

車輛位于陡坡路段時，易產生視錯覺，將緩坡路段誤認為上坡，取消制動甚至可能采取加速措施，由于較短緩坡后接較大下坡，不利于行車安全。建議設置相應的連續下坡路段信息告知和下坡路段余長標志，提醒駕駛人尚未駛出連續下坡路段、謹慎駕駛。

2.3 連續上坡

考慮到本項目貨車比例較高(拖掛23.7%、大貨29.7%、中貨7.2%、小貨15.2%、小客15.8%、大客8.3%)，進一步核算貨車爬坡速度，必要時應考慮設置爬坡車道，以提高安全性。若條件受限，可預留出這部分公路用地，待遠景年交通供給不足時利用硬路肩拓寬爬坡車道空間。目前本項目設置兩處臨時停車區，可緩解通行壓力，改善安全條件。

2.4 車輛行駛穩定性仿真分析

項目組重點采用車輛動力學仿真軟件TruckSim對六軸貨車(車貨總重為55 t)在連續長大下坡路段的行駛狀態進行仿真分析。基于TruckSim的車輛動力學仿真分析結果，考慮貨車下坡過程中淋水導致的路面濕滑、強降雨、冰雪等不利條件，對于小客車的安全行駛速度為40 km/h，對于55 t半掛貨車的安全行駛速度為30 km/h。

3 結語

山嶺區公路設計，在走廊帶唯一或特殊地形、地質條件下，路線方案設計更具有挑戰性，該項目地形極為特殊，山體自然坡面接近垂直，且高度超過100 m，坡面為多年自然形成，大開挖極易引起新的地質災害，且工程量巨大，選線時進行了大量的方案比選，長隧道、高架橋等方案都作了相關的嘗試，但該項目地形為單一的長下坡，隧道、橋梁仍解決不了整體問題，故最終仍確定為沿山坡、沿溝展線方案。

[1] JTG D20—2006，公路路線設計規范[S].

[2] 張雨化.道路勘測設計[M].北京：人民交通出版社，2004.

[3] 北京中交華安科技有限公司.國道207新房洼至省界瓶頸路段改造工程運營安全評價[Z].

On design for curved roads in mountainous areas

Chang Dongsheng

(ShanxiLuhengTrafficSurveyandDesignConsultantCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

Taking the section between Jincheng and Jiyuan along No.207 national road as the example, the paper introduces the route design scheme for the curved roads in mountain roads, and checks the design results for the route from the checking of the visual distance, analysis of the continuous slopes, and stability analysis of the vehicle, so as to provide some ideas for similar engineering design.

road, route design, lane, simulation analysis

1009-6825(2017)06-0164-02

2016-12-14

常東升(1983- )，男，工程師

U412

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