談談公路幾何設計

冀永安

（商洛市交通設計院，陜西 商洛 726000）

交通工程是公路必不可少的組成部分，是一項有多種工程相互配合、密切聯系、共同發揮作用的系統工程，對充分展現公路快速、舒適、安全的特點，減少交通事故，最大限度地發揮公路性能起著重要的作用。交通工程的設置以沿線地形、地物為基礎，以路線幾何設計為依據，綜合考慮交通工程的設置位置，以提高道路使用功能為目標。

在公路勘察設計工作中，一定要綜合考慮公路功能、行車安全、自然環境等因素，既要堅持地形選線、地質選線，更要做到安全選線；既要充分考慮公路設施的自身安全和運營安全，又要消除公路事故多發點和安全隱患；要盡量采用改善平縱線形的措施，從根本上解決行車安全問題，尤其是對長陡縱坡行車安全問題要給予足夠的重視。因此，公路設計工作必須做好公路立體線形的設計，確保道路安全、舒適、和諧。要將安全放在首位，采取一切有效措施，為公路使用者提供安全保障和人性化的服務，切實提高公路交通的安全水平和服務水準。

由于道路沿線地形、地物是客觀存在的，是不可改變的，因此，交通工程的設計就必須和公路幾何設計結合起來，公路幾何設計的好壞直接影響到交通工程的設置，影響道路營運期的安全。公路幾何設計主要包含：平面線形設計、縱面線形設計、橫斷面設計、線形組合設計以、線形與橋隧的配合設計、線形與沿線設施的配合設計等。

1 平面線形設計

我國公路平面線形的使用主要是直線、圓曲線、回旋線，對各種線形的選擇，應結合各種因素進行考慮。

1.1 直線是公路設計中運用最廣泛的線形，直線在勘察設計過程中有勘測設計簡單、距離短的優點，但直線單調，駕駛人員容易產生乏味感，降低集中力，加之駕駛者在直線路段一般都會加速行駛，故過長直線的運用不利于行車安全。在選用直線線形時，一定要十分慎重，要對該路段的圓曲線半徑、超高、視距等采用運行速度進行檢驗。我國規定一般直線最大長度為20（V+ΔV），其中V為設計行車速度，ΔV為通常在直線段的實際行駛速度與設計行車速度的差值，一般取ΔV=15～20km/h。

1.2 圓曲線線形要適合地形的變化，并能圓滑的將前后線形連接以保持線形的連續性。圓曲線半徑的選用與設計速度、地形、相鄰曲線的協調、曲線長度、曲線間直線長度、縱面線形的配合、公路橫斷面等有關。選用過大的圓曲線半徑，會使得圓曲線過長，這與長直線一樣容易使駕駛人員產生疲勞感，容易誘發交通安全事故。因此，在選用較大的圓曲線半徑時，也應該持謹慎態度。在選用較小的圓曲線半徑時，應對相鄰路段進行車速極差檢驗，對視距進行驗算，給交通工程的設置提供理論依據，以確保行車安全。

1.3 回旋線的使用主要使用在三級及三級以上公路線形設計中，使用較長的回旋線在視覺上線形變得自然，形式更加安全。回旋線參數的靈活設置增加了線形設計的自由度，使得線形與地形更容易相適應，相鄰路段過渡更加順適，線形更均衡連續，行駛條件更舒適、安全。對于設計車速較高的公路，在計算回旋線時，橫向加速度變化率宜采用0.45m/s3，并相應增加回旋線的長度，但應滿足超高漸變率和排水設計要求。曲線轉角對公路交通安全也有影響。大量資料統計，小偏角曲線容易導致駕駛員產生急彎錯覺，不利于行車安全。因此，在公路設計中合理確定路線轉角十分重要。

2 縱面線形設計

縱面線形應注意縱向坡度和變坡點處的豎曲線設計，對于駕駛人員而言，與平面線形相比，在視覺上往往是影響線形質量好會的主要因素。要盡量避免過多的插入豎曲線或小半徑豎曲線，這樣容易產生駝峰、暗凹、跳躍和斷背形象，造成駕駛人員的視覺中斷，誘發安全事故。

縱面線形的優劣很大程度上取決于豎曲線半徑的大小，豎曲線半徑大小的選擇應滿足視距要求，且豎曲線長度不宜過短。一般，凸形曲線段事故率要比水平段高，小半徑凸形曲線往往成為事故的誘因。豎曲線頻繁變換會影響行車視距，嚴重降低公路安全性。

道路設計原則上按在同一設計車速路段保持同一行駛狀態來進行設計，縱向坡度受車輛和行駛性能的影響較大。爬坡能力明顯不同的車輛混在一起，如不采用適當縱向坡度和在路段設置爬坡車道，就會降低道路通行能力和發生交通事故。因此，縱坡坡度一般以平緩為宜，要在經濟允許范圍內按盡可能較少的降低車輛速度的原則來確定，最大縱坡與不同縱坡最大坡長一般不宜采用。當不得已而設置陡坡時，應對運行速度進行驗算，以確保道路通行能力和服務水平符合要求。

3 橫斷面設計

公路橫斷面設計對交通安全的影響不如平面、縱面設計那么大，但是也是設計中不容忽視的問題，橫斷面的布置應根據道路使用功能、交通量大小、交通流的組成以及安全行車要求進行合理設計，做到連續性和一致性。在橋梁、隧道與路基銜接路段，其寬度如果與路基寬度不一致時，或人行道與護攔引起路面、路肩寬度發生變化時，或者跨線橋下車行道側面的橋墩、橋臺過近，側向余寬不夠時，都會引起交通安全事故，因此，在設計過程中，也應該加以重視。

4 平縱橫組合設計

在視覺上違背自然誘導的線形組合是導致事故多發的主要原因，在平縱線形設計中，要避免小半徑平曲線與豎曲線的組合、直線與豎曲線的組合、小半徑平曲線與大縱坡的組合，這些都會引起駕駛人員視覺的突變，是誘發交通安全事故的主要原因，因此，在平曲線的組合中，盡量避免或少采用反向曲線、斷背曲線和復曲線。

5 線形與橋隧的配合設計

對于行駛速度要求較高的公路，除特殊結構的大橋外，均應符合路線總體布設的要求，使橋頭引道與路線的線形連續、均衡，避免線形的突變而引發交通安全事故，橋頭引道的縱坡不宜過大，過大容易引起橋梁結構的安全。

隧道、隧道洞口連接線與路線的銜接應符合路線布設的總體要求，隧道進出口前后是交通安全事故多發路段，因此，隧道進出口附近的平、縱面線形均應滿足要求，進出口前后3S范圍內的線形設計應保持一致，進出口縱坡也應滿足車輛行駛要求。

6 結語

公路交通安全是一個涉及多因素的動態系統工程，良好的道路幾何線形，平整堅固的路面結構，清晰易懂的交通標志，合理有效的防護措施等都能為駕駛員提供安全可靠的行車條件。雖然造成交通事故的原因是多方面的，并非一定是幾何設計不當造成的，但科學完善的交通安全設計特別是加強幾何設計等內容是減少交通事故、減輕旅客生命財產損失有效的手段。

[1]高建華，王瑋.公路線形設計[M].鄭州：黃河水利出版社，2005.

[2]交通部公路司.新理念公路設計指南[M].北京：人民交通出版社，2005.