公路設(shè)計(jì)中的視覺(jué)分析及對(duì)線形與景觀的要求

常東升

(山西路恒交通勘察設(shè)計(jì)咨詢有限公司，山西 太原 030006)

公路是布設(shè)在三維空間里連續(xù)的、供車輛行駛的帶狀建筑物，由于結(jié)合到地形、地貌等諸多因素，往往造成同一路段，線形設(shè)計(jì)指標(biāo)的不均衡性，從而不能給車輛駕駛者帶來(lái)應(yīng)有的愉悅感、舒適性，并加重了駕駛者的疲勞程度。在路線設(shè)計(jì)中除了考慮自然條件、汽車行駛力學(xué)性能、行駛軌跡外，還要把駕駛者及乘客在心里和視覺(jué)上的反應(yīng)作為重要因素來(lái)考慮。因?yàn)檠鼐€環(huán)境及標(biāo)識(shí)的誘導(dǎo)、汽車的運(yùn)動(dòng)感受、距離和視野的變化都會(huì)給駕駛者帶來(lái)信息反饋，保證在車輛行進(jìn)過(guò)程中車速的穩(wěn)定與平順，因此公路設(shè)計(jì)除了要考慮工程本身的合理性，還應(yīng)對(duì)路線視覺(jué)效果進(jìn)行分析檢驗(yàn)。公路視覺(jué)分析中主要的控制手段即為合理運(yùn)用公路平、縱面線形指標(biāo)，除了要滿足《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》外，還要對(duì)平縱面線形組合進(jìn)行空間分析，尤其是設(shè)計(jì)速度大于60 km/h的公路，除了保證停車視距及超車視距外，還要進(jìn)行必要的視覺(jué)分析、視覺(jué)評(píng)價(jià)，以便進(jìn)一步指導(dǎo)設(shè)計(jì)，對(duì)為了適應(yīng)地形實(shí)在沒(méi)有條件消除視覺(jué)欠佳的局部路段，應(yīng)在駕駛員駛?cè)朐撀范吻疤嵝褱p速行駛。下面就相關(guān)的檢驗(yàn)方法與基本要件闡述如下。

1 視覺(jué)分析的檢驗(yàn)方法

1.1 利用路線透視圖分析

路線透視圖，通過(guò)設(shè)置視點(diǎn)位置、視點(diǎn)方向、距路中心線距離、距路面高度等參數(shù)，可以生成任意路線樁號(hào)處，公路的三維視覺(jué)效果，可以直觀看到橫向、縱向及邊坡等對(duì)視距有無(wú)不良影響，平縱線形有無(wú)不良組合，以防止公路在運(yùn)營(yíng)期是否存在安全隱患。

1.2 利用數(shù)字仿真技術(shù)動(dòng)態(tài)分析

數(shù)字仿真技術(shù)中公路與周圍環(huán)境的模型是依據(jù)實(shí)際幾何尺寸、坐標(biāo)系統(tǒng)建立的，與實(shí)際情況相吻合，能夠?qū)φ麄€(gè)路段的連續(xù)視覺(jué)效果進(jìn)行檢驗(yàn)，這種方法是使用計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染的空間場(chǎng)景，更加形象而且完全連續(xù)，最后可以輸出三維動(dòng)畫(huà)和靜態(tài)的全景透視圖，作為數(shù)字仿真軟件的檢驗(yàn)成果。

2 線形組合及指標(biāo)要求

平面線形設(shè)計(jì)應(yīng)力求平順，指標(biāo)總體均衡、流暢，盡量多采用基本型曲線(按直線→回旋線→圓曲線→回旋線→直線的順序組合)以保證平曲線要素的完整性，如果在規(guī)范沒(méi)有明確的前提下，每一種線型單元的長(zhǎng)度至少要滿足3 s行程的距離，避免線形突變與扭曲。如果是山嶺區(qū)公路，平面曲線占有率較高時(shí)，建議盡量提高單交點(diǎn)曲線長(zhǎng)度，以增加駕駛?cè)藛T對(duì)線形變化的反應(yīng)時(shí)間，交點(diǎn)轉(zhuǎn)角最后在8°～30°之間，同時(shí)應(yīng)避免采用幾種不利線形組合:在同一圓曲線范圍內(nèi)有兩個(gè)或兩個(gè)以上變坡點(diǎn);緩和曲線長(zhǎng)度過(guò)短;在S形曲線拐點(diǎn)變坡;在長(zhǎng)直線范圍內(nèi)多次變坡且豎曲線半徑不夠大。

設(shè)計(jì)速度不小于60 km/h的公路，豎曲線設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮視距要求，根據(jù)地形條件豎曲線設(shè)計(jì)宜采用長(zhǎng)的、大半徑豎曲線和長(zhǎng)直坡段的組合，避免在緩和曲線上設(shè)置變坡點(diǎn)，有條件時(shí)豎曲線半徑最好能滿足表1的要求。

表1 滿足視覺(jué)要求的最小豎曲線半徑值

3 沿線景觀的要求

汽車在公路上行駛，駕駛者及乘客的視線隨沿途景觀在連續(xù)向前移動(dòng)，車速視野也在變化，這就要求沿線景觀既要有變化，又具有連續(xù)性，這種連續(xù)可通過(guò)形態(tài)、質(zhì)地、色彩的過(guò)渡和漸變來(lái)完成，為了滿足與周圍環(huán)境的融合，路線設(shè)計(jì)要與地形吻合，不強(qiáng)拉直線，不硬切山梁，順應(yīng)地形，自然流暢，以顯得舒展自然，避免采用不符合地形的高指標(biāo)，減少對(duì)環(huán)境的影響。線位應(yīng)與周圍景觀相協(xié)調(diào)，在風(fēng)景中不應(yīng)處于刺目的位置，不切割觀景者的視野。路基應(yīng)通過(guò)邊坡及排水工程與外部環(huán)境有效的聯(lián)系起來(lái)，把內(nèi)部景觀與外部景觀統(tǒng)一起來(lái)，融為一體，邊坡坡率應(yīng)靈活自然，避免采用折線變坡，盡量采用弧線過(guò)渡，在能保證邊坡穩(wěn)定的情況下，盡多的采用生物防護(hù)，保證在施工完成后幾年內(nèi)完成植被恢復(fù)，邊坡形式應(yīng)靈活自然，不要千篇一律的采用工程防護(hù)，在巖石穩(wěn)定性較好的石質(zhì)路段，可以保留穩(wěn)定的孤石，來(lái)點(diǎn)綴個(gè)性，因?yàn)樽匀婚_(kāi)挖的邊坡更能張揚(yáng)個(gè)性，綠化方面要以草為主，草灌結(jié)合、散叢結(jié)合，取、棄土場(chǎng)遠(yuǎn)離駕駛視線并采取防護(hù)綠化，復(fù)耕復(fù)原，消除開(kāi)挖或填筑痕跡，遠(yuǎn)景、近景要有色質(zhì)感、層次感，盡量少體現(xiàn)出人工開(kāi)挖留下的痕跡，貼近自然，結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)土質(zhì)、傳統(tǒng)文化、地域特色，體現(xiàn)出自然貼切并具有人文關(guān)懷的特色景觀。增添駕駛中的樂(lè)趣，消除旅途中的疲勞。

不同生態(tài)區(qū)域進(jìn)行分段設(shè)計(jì)，營(yíng)造動(dòng)態(tài)旅游風(fēng)景，遵循自然協(xié)調(diào)的綠化原則，再現(xiàn)自然本色，對(duì)近景、遠(yuǎn)景及景色不好的地方采取“露、透、封、誘”相結(jié)合的原則進(jìn)行綠化美化，真正體現(xiàn)出以人為本、保護(hù)自然、全面協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)原則，不應(yīng)該把主要財(cái)力、人力用在人造景觀上，應(yīng)該充分利用路線周圍已有的環(huán)境、景觀，把公路融入當(dāng)?shù)毓逃械牡乩憝h(huán)境中。

[1] 中華人民共和國(guó).公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[M].北京:人民交通出版社，2004.

[2] 張雨化.道路勘測(cè)設(shè)計(jì)[M].北京:人民交通出版社，2004.

[3] 洪琳燕.高速公路視覺(jué)景觀設(shè)計(jì)研究[J].江蘇林業(yè)科技，2006(4):12－15.