淺析山區(qū)高速公路紟坡設(shè)計(jì)

韓朝峰 程 琳

（1．陜西省公路勘察設(shè)計(jì)院，陜西，西安，710068）

（2．陜西省高速公路建設(shè)集團(tuán)公司，陜西，西安，710054）

淺析山區(qū)高速公路紟坡設(shè)計(jì)

韓朝峰1程 琳2

（1．陜西省公路勘察設(shè)計(jì)院，陜西，西安，710068）

（2．陜西省高速公路建設(shè)集團(tuán)公司，陜西，西安，710054）

本文通過對(duì)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于縱坡設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)定存在問題及不足之處進(jìn)行分析，闡明在縱坡設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)車輛實(shí)際行駛特性對(duì)公路最大縱坡、平均縱坡、平縱組合及互通式立交區(qū)主線最大縱坡相關(guān)規(guī)定的靈活應(yīng)用，力求優(yōu)化山區(qū)高速公路縱坡設(shè)計(jì)，降低工程造價(jià)及規(guī)模。

山區(qū)高速公路；縱坡設(shè)計(jì)；最大縱坡；平均縱坡；平縱組合

引言

公路縱坡設(shè)計(jì)直接關(guān)系項(xiàng)目線形的長(zhǎng)短、工程造價(jià)及運(yùn)輸成本，山區(qū)高速公路由于地形復(fù)雜、高差大，造成縱坡設(shè)計(jì)難度相對(duì)比較大，雖然規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)對(duì)公路縱坡設(shè)計(jì)相關(guān)指標(biāo)的采用給予了相關(guān)的規(guī)定，但規(guī)定相對(duì)比較嚴(yán)格，如果墨守成規(guī)地按照規(guī)范進(jìn)行縱坡設(shè)計(jì)，勢(shì)必增加工程規(guī)模，造成不必要的浪費(fèi)。隨著近年來山區(qū)高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，如何更合理地進(jìn)行公路縱坡設(shè)計(jì)，是我們每個(gè)人都應(yīng)該考慮的問題。

一、《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》存在問題

《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2006）對(duì)路線縱斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)給予了相關(guān)的規(guī)定，但存在以下幾方面的不足：

1、最大縱坡的規(guī)定：規(guī)范規(guī)定的最大縱坡主要是從車輛的爬坡性能、油耗以及公路通行能力的角度進(jìn)行規(guī)定，缺乏對(duì)整體式路基與分離式路基特點(diǎn)的考慮，規(guī)范規(guī)定對(duì)于整體式路基是比較合理的，但對(duì)于分離式路基最大縱坡的規(guī)定則顯得不甚合理；

2、平均縱坡的規(guī)定：規(guī)范從汽車的爬坡性能角度出發(fā)僅對(duì)二、三、四級(jí)公路平均縱坡進(jìn)行了規(guī)定，并未對(duì)高速公路及一級(jí)公路予以相關(guān)的規(guī)定，存在盲點(diǎn)；

3、平、縱組合的規(guī)定：規(guī)范規(guī)定?平、縱線形組合設(shè)計(jì)原則為宜相互對(duì)應(yīng)；設(shè)計(jì)速度大于或等于60Km/h的公路，應(yīng)注重路線平、縱線形組合設(shè)計(jì)?，此規(guī)定如果應(yīng)用于山區(qū)高速公路走縱坡設(shè)計(jì)上，勢(shì)必增加工程規(guī)模，規(guī)范對(duì)于此條規(guī)定缺乏靈活性；

4、互通式立交區(qū)主線最大縱坡規(guī)定：規(guī)范對(duì)互通式立交范圍內(nèi)主線的最大縱坡進(jìn)行了相關(guān)的規(guī)定，并在條文說明中講到?作為宏觀控制的指標(biāo)，不應(yīng)放松，在設(shè)計(jì)中若遇特殊情況或困難，少數(shù)指標(biāo)可采用極限值，但應(yīng)有保證行駛安全的彌補(bǔ)措施?，該規(guī)定存在考慮不周的問題，沒有全面考慮車輛駛離減速、駛?cè)爰铀俚男旭偺匦浴?/p>

二、山區(qū)高速公路縱坡設(shè)計(jì)

通過上述分析，《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)縱坡規(guī)定存在很大的缺陷，這些缺陷的存在，不僅增加了高速公路縱坡設(shè)計(jì)的難度，更增加了公路工程造價(jià)及規(guī)模，為了能夠更科學(xué)的進(jìn)行縱坡設(shè)計(jì)，有必要靈活掌握規(guī)范，根據(jù)車輛的實(shí)際運(yùn)行特性進(jìn)行公路縱坡設(shè)計(jì)。

1、最大縱坡

路基根據(jù)其斷面形式分為整體式路基和分離式路基，對(duì)于整體式路基，由于左右幅車道為一整體路基，一側(cè)行車道車輛為上坡減速行駛，另一側(cè)則為下坡加速行駛，縱坡設(shè)計(jì)主要應(yīng)考慮汽車的爬坡性能、油耗等方面因素，從該角度出發(fā)，按規(guī)范規(guī)定最大縱坡對(duì)縱坡進(jìn)行設(shè)計(jì)是合理的；但對(duì)于分離式路基，考慮到高速公路上下行車輛分離的特性，由于左右幅均為獨(dú)立個(gè)體，彼此互不干擾，對(duì)于最大縱坡的選取應(yīng)根據(jù)車輛的行駛特性區(qū)別對(duì)待，對(duì)于上坡坡段應(yīng)根據(jù)汽車爬坡性能等因素嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)定最大縱坡取值，對(duì)于下坡坡段，不存在爬坡的問題，最大縱坡的選取則可突破規(guī)范規(guī)定、適當(dāng)放寬。

2、平均縱坡

由于我國(guó)交通組成比較復(fù)雜、車輛超限超載問題比較嚴(yán)重，規(guī)范對(duì)于高速公路平均縱坡未給出明確規(guī)定，加之各地方、各單位對(duì)長(zhǎng)陡縱坡的認(rèn)識(shí)也不盡相同，嚴(yán)重制約了高速公路縱坡設(shè)計(jì)，一般認(rèn)為對(duì)于長(zhǎng)陡下坡路段可按以下原則掌握平均縱坡指標(biāo)：連續(xù)3Km最大平均縱坡應(yīng)小于4.0%，連續(xù) 4Km最大平均縱坡宜小于 3.0%，連續(xù) 9.5Km最大平均縱坡應(yīng)小于2.5%。在對(duì)山區(qū)高速公路進(jìn)行縱坡設(shè)計(jì)時(shí)，為更好地適應(yīng)地形、利于行車安全，可將路線縱坡設(shè)計(jì)為臺(tái)階式縱坡，采用陡緩坡交錯(cuò)的方式進(jìn)行公路縱坡設(shè)計(jì)，一方面對(duì)于上坡路段而言，行駛緩急結(jié)合，利于更好地恢復(fù)車輛運(yùn)行速度；另一方面對(duì)于下坡路段而言，有利于更好地控制車速和制動(dòng)，根據(jù)文獻(xiàn)[1]研究結(jié)果表明：2.5%以下的坡段屬于緩坡，對(duì)于山區(qū)高速公路，靈活地采用臺(tái)階式縱坡，能夠很大程度上降低工程規(guī)模，提高行車安全。

3、平、縱組合

理想的平、縱組合設(shè)計(jì)原則為?平豎曲線一一對(duì)應(yīng)，平曲線比豎曲線稍長(zhǎng)?，也就是我們常說的?平包豎?，對(duì)于山區(qū)高速公路，當(dāng)一個(gè)平曲線的長(zhǎng)度較大，如果還堅(jiān)持?平包豎?的平縱組合設(shè)計(jì)原則，勢(shì)必增加工程造價(jià)及規(guī)模，《新理念公路設(shè)計(jì)理念》中講到?設(shè)計(jì)速度越高，對(duì)平縱組合的要求越低，當(dāng)平、縱指標(biāo)較低、坡度反向且坡差較大時(shí)，應(yīng)強(qiáng)調(diào)平、縱組合設(shè)計(jì)?。對(duì)于一個(gè)平曲線內(nèi)包含多個(gè)豎曲線的問題，主要從美觀和駕駛員心理兩個(gè)方面進(jìn)行考慮：路容及駕駛員心理。一般來講，平豎曲線一一對(duì)應(yīng)最為美觀，一個(gè)平曲線內(nèi)包含多個(gè)凹凸相間的豎曲線尤為不美，對(duì)于同向豎曲線，只要不存在斷背曲線，對(duì)路容及駕駛員的心理影響并不是很大；當(dāng)采用凹凸相間的豎曲線時(shí)，如果道路通視長(zhǎng)度較遠(yuǎn)，駕駛員同時(shí)可以看到多個(gè)豎曲線時(shí)，此時(shí)，線形的美觀效果較差，且會(huì)加劇駕駛員駕駛的緊張程度。但山區(qū)高速公路某些段落由于受地形的限制，駕駛員通視長(zhǎng)度不是很遠(yuǎn)，即使在一個(gè)平曲線內(nèi)設(shè)置多個(gè)豎曲線（豎曲線的距離應(yīng)滿足行駛視野的要求，參照表1）也不會(huì)影響到路容的美觀及駕駛員的心理。故在對(duì)山區(qū)高速公路進(jìn)行縱坡設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)靈活掌握平縱、線形組合設(shè)計(jì)，且不可墨守成規(guī)，死搬規(guī)范，造成不必要的浪費(fèi)。

4、互通式立交區(qū)主線最大縱坡

互通式立交是利用跨線結(jié)構(gòu)物使高速公路與地方公路實(shí)現(xiàn)互通的一種交叉方式，根據(jù)車輛進(jìn)出主線的關(guān)系，主要包括兩種行駛狀態(tài)：駛離主線和駛?cè)胫骶€。一般來說，由于匝道半徑相對(duì)較小，當(dāng)車輛駛離主線進(jìn)入匝道時(shí)需要減速，當(dāng)車輛從匝道駛?cè)胫骶€時(shí)需要加速。規(guī)范對(duì)于互通式立交區(qū)主線縱坡的規(guī)定是從保證匝道向主線平穩(wěn)匯流的角度考慮的，沒有全面考慮車輛駛離減速、駛?cè)爰铀俚男旭偺匦浴Ｒ虼耍趯?duì)互通式立交區(qū)內(nèi)主線縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)車輛的行駛特性進(jìn)行縱坡設(shè)計(jì)，也就是說，當(dāng)車輛駛?cè)胫骶€時(shí)主線縱坡利于車輛加速時(shí)或當(dāng)車輛駛離主線時(shí)主線縱坡利于車輛減速時(shí)，此時(shí)縱坡的增大對(duì)車輛的駛?cè)腭偝鲇欣v坡值的采用可適當(dāng)突破規(guī)范規(guī)定值。

四、總結(jié)

綜上分析可知，規(guī)范對(duì)公路縱坡設(shè)計(jì)指標(biāo)的規(guī)定相對(duì)比較嚴(yán)格，此規(guī)定對(duì)于平原微丘區(qū)高速公路設(shè)計(jì)來說影響不是很大，但對(duì)于山嶺重丘區(qū)高速公路來說，對(duì)方案的合理性及工程投資影響較大，這就要求我們?cè)趯?duì)山區(qū)高速公路進(jìn)行縱坡設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)車輛的實(shí)際行駛特性靈活掌握規(guī)范條款及指標(biāo)，在不影響車輛行駛安全的基礎(chǔ)上力求降低工程造價(jià)及規(guī)模，只有這樣，才能使山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)更合理、更科學(xué)。

[1] 縱坡設(shè)計(jì)理論分析[J]，李清波、謝珍，長(zhǎng)沙交通學(xué)院學(xué)報(bào)，第14卷第3期，1998.9

[2] 《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2006）[S]，中華人民共和國(guó)交通部，2006.7

[3] 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）[S]，中華人民共和國(guó)交通部，2004.3

[4] 《新理念公路設(shè)計(jì)指南》（2005版）[M]，人民交通出版社，2005

[5] 《道路勘測(cè)設(shè)計(jì)》[M]，張雨化，人民交通出版社,1997.10

[6] 《日本高等級(jí)公路設(shè)計(jì)規(guī)范》[S]，日本道路公團(tuán)，陜西旅游出版社，1990.6

[7] 關(guān)于公路最大縱坡長(zhǎng)度限制的分析[J]，吳迅，中南公路工程，第22卷第2期，1997.6

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A

1674-3954（2011）02-0086-01