山区公路路线设计

浅议山区公路路线设计
摘要：对山区公路路线设计中线形标准、曲线间最小直线长度、超高值、缓和曲线长度与超高过渡段等进行分析和探讨。

关键词：山区公路路线线形超高值缓和曲线
当今公路交通运输飞速发展，公路路线设计人员需要根据车辆性能不断提高的特点，设计出适合现代交通车辆快速行驶要求的公路。

山区公路的设计对于设计人员来说更富有挑战性，因为山区地形复杂，限制条件及影响因素较多。

现根据实践中一些体会，简单阐述对山区公路线形设计的几点认识。

1 路线线形标准的掌握
山区公路路线线形标准掌握的好坏，对道路两侧景观、构筑物的设备、周围环境的破坏程度以及公路建设费用有着直接的影响。

虽然有关技术标准及规范对各级公路的线形指标均有具体的规定，但所规定的各级公路所适应的交通量的变化幅度范围较大，在具体路线设计时，还必须充分考虑实际情况，比如道路的具体交通流量，各种车型构成以及道路在路网中的地位、作用和未来发展前景，把握好设计道路的线型指标。

设计交通量在道路等级适应交通量上限附近的重要干线公路，线形指标宜高不宜低。

在地形、地质条件许可，工程量增加不多的情况下，线形指标可按提高一级设计速度来掌握，例如设计时速
40km/h的山区二级公路，当远景设计年限年均昼夜交通量达到5000~7500辆，机动车辆比例又较大时可按60km/h的设计速度掌握
平纵面线型指标。

将来随着交通量增长需要进行道路的扩建或提高道路的等级时，可以将其用作高等级公路的半幅路基，可以降低重复修建的费用及改造的困难。

设计交通量在道路等级适应交通量下限附近的一般公路，路线的设计要根据地形、地质现实条件来综合考虑。

充分利用地形，灵活掌握设计标准，设计出经济、合理的路线方案，使道路的平均运行速度达到最佳值。

因此，在山区公路路线设计中，路线设计者只有对道路的交通量、车型构成、道路的重要程度以及道路影响区的路网及发展前景有充分认识和了解，才能合理掌握路线指标。

2 曲线间最小直线长度的采用
《公路路线设计规范》（jtj011-94）对曲线间直线长度作了如下规定。

直线线形不宜过短，其最小长度为：当计算行车速度大于等于60km/h时，同向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于行车速度（以km/h计）的6倍为宜；反向曲线间直接长度不小于行车速度的2倍为宜。

当设计车速小于等于40km/h时，可参照上述规定执行。

对此规定，山区道路反向曲线的直线长度一般尚可达到要求，而对同向曲线，一般则较难达到要求。

对同向曲线而言，若要达到规范要求，往往会使线形与地形不能相适应而造成高填深挖及自然环境破坏，而同向曲线间直接长度“6v”规定的由来，作者认为是从避免出现影响线型美观的“断背曲线”引出的。

当路线与地形地
物有较好的配合时，即使是出现同向曲线间直线长度小于6v的情况，也并不是完全不可取的。

山区公路当路线与地形配合较好时，地形与环境本身就能起到引导驾驶员判断作用，缓和曲线在一定程度上也能引导驾驶员对路线的转弯方向作出判断，并且有合理的操作时间（只要缓和曲线长度满足要求的话），安全问题也不完全是直线长度不足引起的。

曲线间直线长度的最小值采用多大较为合理，可以从汽车在直线段上的行驶时间及驾驶员操作的难易程度和乘旅的舒适性来分析。

对于反向曲线，2v的直线长度对于按设计速度行驶的车辆来说，行驶时间是7.2秒；对同向曲线，若按6v作为曲线间的直线长，车辆按设计速度在直线段上行驶时间为21.6秒。

显然，这两种曲线、直线组合中的直线段的行驶时间都不算短。

从安全驾驶上来讲，有关资料表明，驾驶人员看到不利的行驶条件（包括障碍物）的感觉反应时间为1.5秒，制动时间为1.0秒，从安全的角度讲，如果司机的判断是不利的线形，即使需要停车，也仅需要2.5秒的行驶距离再加上汽车制动距离，在汽车性能不断提高的今天，制动距离只会越来越短，何况相对较短的直线与曲线的组合并不一定需要停车。

在道路上行驶的车辆，驾驶人员是根据沿途地形条件、道路条件、交通条件以及自身的驾驶技术和车辆性能来选择行驶速度的，只要线形设计不会导致驾驶员发生错误的判断，行车安全应该是能保证的。

而线形的美观与否不能仅从俯视的角度来看，要以道路使用者在道路上的具体感觉为评判标准，在具体直线长度没有新的规
定情况下，根据地形、地物、自然景观条件，考虑行车安全及乘旅的舒适性，是否可按2倍计算行车速度作为同向和反向曲线长的极限值。

3 山区公路超高值的取用
随着公路路幅宽度的增大及路肩硬化的发展，路容有了很大的提高，行车的安全感增强，在山区道路上超速行驶车辆的比例增大，按设计行车速度设计的路面超高值往往不能满足超速车辆寻求舒
适感的需求。

在纵坡不大及没有特殊条件影响的山区公路上，在不影响车辆安全行驶的前提下，可根据路线线形及其它具体情况提高一个等级设置超高，以使乘旅的舒适感增加。

因此，一定范围内的较小半径曲线的超高，最多只能取到规范中的最大值，而中等大小的曲线半径，由于具有汽车超速行驶的平面线形条件，加大超高不会影响到行车安全，较大半径的曲线由于加入了超高，使行车更为舒适，是完全可行的。

4 缓和曲线长度与超高过渡
在山区公路路线设计中，由于地形的限制，缓和曲线的长度往往不能取得太长，但由此造成一种矛盾即小半径曲线的缓和曲线长度不能满足超高过渡段长度的需要。

以设计速度为40km/h的山区二级公路为例，不同曲线半径所需要的最小超高过渡段长度见表1（标准未超高横坡度为2%计）。

表1. 不同曲线半径所需的最小超高过渡段
行车道宽(米) 旋转轴位置超高渐变率曲线半径(米)
备注
<90~60 <120~90 <150~120 <200~150 <270~200 <390-270 <600~390
7.0 中线1/150 52.50 47.25 42.00 36.75 31.50 26.25
21.00
7.0 边线1/100 56.00 49.00 42.00 35.00 28.00 21.00
14.00
9.0 中线1/150 67.50 60.75 54.00 47.25 40.50 33.75
27.00
9.0 边线1/100 72.00 63.00 54.00 45.00 36.00 27.00
18.00
从表1中可以看出，小半径曲线所需超高过渡段（缓和曲线）长度较大，而设置较小半径曲线的地方往往是地形限制比较严的地方，缓和曲线又不易取大，若刻意追求满足规范要求，势必造成工程数量的增大及投资增加。

解决的办法是以中线为旋转轴，并取规范对以边线为旋转轴所规定的超高渐变率作为计算超高缓和长度
的依据，这样，既不至于使附加坡度太大，又能用较小的缓和曲线长解决超高、过渡。

以设计时速为40km/h的山区道路为例，按此方法调整后，不同种曲线半径所需要的最小超高过渡段长度见表2 表2. 调整后最小超高过渡段长度
行车道宽(米) 旋转轴位置超高渐变率曲线半径(米)
备注
<90-60 <120-90 <150-120 <200-150 <270-200 <390-270 <600-390
7.0 中线1/100 35.00 31.50 28.00 24.50 21.00 17.50
14.00
9.0 中线1/100 45.00 40.50 36.00 31.50 27.00 22.50
18.00
从线形美观的角度讲，较大的曲线半径需配以较长的缓和曲线，而过长的缓和曲线若在全缓和曲线段进行超高过渡，其起点必然在缓和曲线的某一点上。

这样由平、纵、横构成的线形的美观程度将受到影响，长缓和曲线带来的美观效果也会大大降低，因此，不宜过分追求曲线长度，缓和曲线长度要根据基本要求、美观要求、实际地形条件等因素综合考虑确定。

5 总结
路线设计是一项综合性的设计工作，它涉及并影响到道路的各个方面。

尤其是山区公路，只有综合考虑各种影响因素，经过反复的平面定线、纵断面设计、横断面检查、平面调整，才能设计出经济上合理、技术上实用的路线来。

目前，各种计算机路线设计软件为路线设计者提供了很多方便条件，设计人员可以有更多的精力放在怎样使设计更为经济合理、线形组合更为美观上，从而确定出更优的设计方案来。

参考文献：
［1］张雨化，道路勘测设计[m] 北京：人民交通出版社，1998。

［2］孙家驷，道路设计资料集[m] 北京：人民交通出版社，2001。

[3] tj001-97,公路工程技术标准[s] 北京：人民交通出版社。

[4] tt011-94，公路路线设计规范[s] 北京：人民交通出版社。

注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。