山區公路平縱線形組合設計要點

王曉華

摘 要：在山區公路迅速發展的今天，因道路沿線自然條件制約，加大了山區公路線形設計的難度，如道路線形設計不合理，將存在嚴重的安全隱患，甚至產生交通事故。目前，在我國平原微丘區公路建設中已廣泛應用現行公路技術標準中的相關設計指標，但山區公路建設起步晚，對山區公路平縱線形組合設計研究不多，如何保證路線內平縱線形設計合理、有效，已經成為急需解決的重要問題。

關鍵詞：山區公路；平縱線形組合；設計原則

中圖分類號：U412.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）05-0113-01

伴隨社會經濟的高速發展，我國交通事業也得到了極大的發展。特別是在公路建設規模不斷擴大的今天，人們越來越關注公路建設質量問題。為滿足新時期公路建設需求，必須進一步完善我國公路網建設。山區公路因其地形地質條件復雜、環境氣候惡劣及施工難度大等因素的影響，已經成為公路建設行業發展的瓶頸。為提高山區公路施工質量，確保行車安全，必須重視山區公路設計問題，采取科學、有效的技術指標，保證道路設計線形符合自然地形條件，縱斷面設計合理、可行。同時，準確把握山區公路的特點、難點，最大限度減小對沿線生態環境的損害，降低交通事故率，提高安全系數。

1 山區公路平縱線形組合設計原則

1.1 道路線形的連續性及行駛的舒適性

設計山區公路線形時，應保證其平縱線形組合設計與車輛行駛運動學、動力學理念相符，并能充分考慮駕駛者的視覺、心理需求。為此，在線形設計中應保證具有連續性、舒適性，且與沿線環境協調。

（1）平縱線形組合設計時，應確保豎曲線涵蓋于平曲線內，也就是說相比豎曲線長度范圍，平曲線應長一些。這樣可保證向凸形豎曲線起點駛入時，駕駛者視覺不受影響，可看到平曲線的始末端，提前做好平曲線轉彎判定。

（2）保證道路線形平曲線和豎曲線設計技術指標值均衡，在視覺上達到線形連續變化的效果，避免駕駛者出現心理不適，降低操作難度。

1.2 道路線形技術指標的均衡性

做好平縱線形組合設計，不僅能夠減少成本，還能在視覺上對駕駛者起到引導作用。據相關資料顯示，如圓曲線半徑在1000m以內，則豎曲線半徑在其10到20倍之間，可滿足平曲線、豎曲線組合設計需求，同時能夠達到線形組合設計指標均衡的目的。

1.3 合適的合成坡度

合成坡度設計時，應對路面排水要求充分考慮，同時還要符合車輛行駛力學理論。在山區公路線形設計時，因具有較大縱坡值，一般會選取較小平曲線半徑值插入，此時將大大增加合成坡度值，極易產生車輛滑移問題，進而加大平曲線車輛行駛危險性。同時，如具有較小合成坡度值，將出現路面排水不暢，也會對車輛行駛安全造成不利影響。為此，必須保證平面線和縱斷面線設計時，具有合適的合成坡度，這樣才能滿足車輛行駛安全性的需求。

2 山區公路縱斷面線形設計指標的應用分析

2.1 平面線形設計指標的應用

（1）直線。作為平面線形最常見的一種線形設計，直線線形設計時應嚴格按照“宜直則直、宜曲則曲”的原則，針對長直線不過分追求，也不能刻意地設置曲線，縮短直線長度，對道路平面線形連續性造成嚴重破壞。一般需按照“以人為本”理念，人性化地進行道路線形設計。由安全行駛角度來講，當道路設計速度在每小時60km以上，同向曲線間最小直線長需控制在6V（設計速度—V，單位為km/h）以上，反向曲線間最小直線長度則需控制在2V以上。

（2）圓曲線。通?？稍诼肪€方向轉折部位布設圓曲線，以此達到路線方向變化的效果。在山區公路線形設計時，應保證圓曲線能夠充分適應周邊環境，保護生態環境。在曲線段車輛運行時，為提高行車安全性及穩定性，必須根據確定圓曲線最小半徑值。相比《公路路線設計規范》內的一般值，山區路段平曲線技術指標應高一些。因地形地勢等因素的制約，山區公路線形設計難度加大。為此，都會選取圓曲線最小半徑一般值用于平面線形設計。具體如表1所示。

（3）緩和曲線長及平曲線長。圓曲線長與緩和曲線長是組成道路平曲線長的主要部分。如平曲線長度不足，將增加駕駛者的不適感，增加操作量，極易出現手忙腳亂的現象，進而增加事故發生率。為此，必須合理確定平曲線最小長度，如表2所示。

2.2 縱斷面線形技術指標應用

（1）直線。在公路線形縱斷面設計中，直線坡度、坡長為其最主要的設計指標，將會對行車速度、行車安全及工程造價等造成嚴重影響。為此，必須保證縱坡坡度設置的合理性。如公路具有較大縱坡坡度，在上坡環節車輛為加大汽車牽引力，不得不減緩車速，以此提升其爬坡能力，此時如具有過長陡坡長度，極易出現汽車氣阻等問題。同樣，汽車在下坡部位運行時，因制動操作次數增加，由于發熱原因極易出現制動器失靈現象，進而引發駕駛者心理變化，出現緊張、不適感，促使交通事故發生。為此，在最大縱坡設計時，當設計速度為每小時120、100、80、60km時，其最大縱坡需相應控制在3%、4%、5%、6%范圍內。最小縱坡值則需控制在0.3%以上，這樣才能滿足排水通暢需求。山區道路設計中，必須合理控制合成坡度，其主要作用是對急彎+陡坡形式進行有效控制，避免太大合成坡度影響行車安全。通常情況下，必須盡可能取小值，但必須在0.5%以上，防止因排水不通暢影響路基穩定性。

（2）豎曲線。為保證縱斷面線形具有連續性，可在兩個直線坡段轉折點部位布設豎曲線，且保證該曲線視距長度充足。相比平曲線長度，豎曲線長度在山區公路路線線形設計中影響道路連續性、平順性的程度更大。根據緩和沖擊、視距需求等因素，可確定豎曲線長度，如表3所示。

3 實例分析

某山區公路K40+000～K59+600，高差600m左右，本路段具有較為復雜的地形情況，屬于山嶺重丘區。線路平縱線形組合不僅要求山區線形設計基本要求相符，還應做好填挖平衡，并對工程量、行車安全加以嚴控。

本路段K50+000～K58+000屬于越嶺路段，2000m以內為其平曲線半徑，524m為其最小半徑，3.85%為最大縱坡，2.4%為最小縱坡，3.3%為平均縱坡，需交替布置縱面上陡坡和緩坡，緩坡需控制在3%以內，其坡長則需控制在700m以上，豎曲線半徑則應為25000m以上。由上可見，以視覺角度分析，縱坡交替并沒有影響線形，為此，可將2.4%緩坡設置到最小半徑524m位置，進而減小合成坡度。如平面受到制約，提高縱面指標，將進一步改善整體線形。

因該路段具有較高縱面指標，最大陡坡3.85%且坡長在900m以下，陡坡間設置的緩坡長度適合，與車輛行駛動力學需求相符，沒有設置陡坡接小半徑曲線組合，具有較為合理的平縱面線形組合，對行車安全有利。

4 結語

綜上所述，在社會經濟迅猛發展的今天，公路建設工程規模越來越大，逐步延伸到山嶺重丘區。與平原地區相比，山區具有較為復雜的地形條件、惡劣的施工環境，大大增加了平縱面線形組合設計的難度，其線形指標受到多方面因素的制約，設計時應充分考慮其地形條件、自然環境、縱坡等，以便滿足行車安全的要求。

參考文獻

[1]王立.山區高速公路平縱線形組合設計合理性研究[J].黑龍江交通科技，2013，36（2）：23.