浅谈公路设计中的平、纵线形组合

浅谈公路设计中的平、纵线形组合

摘要：本文对在实际公路设计中平、纵断面线形结合时应该遵循和注意的问题进行了探讨，以供参考。

关键词：公路,线型组合,设计原则

前言

在公路设计中,平、纵断面是极为重要的组成部分。平、纵断面线形配合不好,不但有碍于行车舒适等优点的发挥,而且会加剧视觉不良,造成行车上的危险。平、纵断面线形的组合设计很好的配合,通常无须增加造价就能提高公路的品质,安全和完美线形,并有助于保持连续、匀速行驶。

1 平纵线形组合设计原则

( 1) 应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。任何使驾驶员感到茫然、迷惑或判断失误的线形，都必须尽力避免。在视觉上能否自然地诱导视线，是衡量平纵线形组合的最基本问题。

( 2) 注意保持平纵线形的技术指标大小应均衡。它不仅影响线形的平顺性，而且与工程费用相关。对纵段面线形反复起伏、在平面上却采用高标准的线形是无意义的，反之亦然。

( 3) 选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。

( 4) 注意与公路周围环境的配合。它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。

2 平纵线形组合方式及注意问题

2. 1 平面直线与纵断面直线组合

线形单调、枯燥，在行车过程中视景无变化，容易使司机产生疲劳和超车频繁，在组合时一般应避免这种情况。但在交通比较错综复杂的路段( 如交叉口) ，采用这种线形要素是

有利的。

为调节单调的视觉，增进视线诱导，设计时可用划行车道线、标志、绿化、注意与路旁建筑设施配合等方法来弥补。

2. 2 平面直线与纵段面凹形竖曲线组合

直线具有较好的视距条件，由于纵断面上插入了凹形竖曲线，因此线形不再生硬、呆板，而且给予司机以动的视觉印象，提高了行车的舒适性。但是要注意以下三点:

( 1) 避免采用较短的凹形竖曲线( 一般以大于最小竖曲线半径的3 - 4 倍为宜) ，以避免产生折点。

( 2) 在两个凹形竖曲线间注意不要插入短直线。若能将两凹形竖曲线合二为一，则会具有更佳的视觉和行车效果。

( 3) 长直线的末端不宜插入小半径凹形竖曲线。

2. 3 平面直线与纵断面凸形竖曲线组合

线形视距条件差，线形单调，应尽量避免。注意要采用较大的竖曲线半径，以保证有较好的视距。纵断面线形的优劣很大程度上取决于竖曲线半径的大小，竖曲线半径大小的选择

应满足视距要求，且竖曲线长度不宜过短。一般情况下，凸形曲线段事故率要比水平段高，小半径凸形曲线往往成为事故的诱因。竖曲线频繁变换会影响行车视距，严重降低公路安

全性。

2. 4 平曲线与直坡段组合

只要平曲线半径选择适当，平面的直线与圆曲线组合恰当，其视觉效果是良好的。汽车在这种路线上行驶，可以获得较好的路旁景观，且景观逐步变化使驾驶员感觉新鲜，方向盘

操纵舒适。但如平曲线与直线组合不当( 如断背曲线) ，或半径过小、直线长度过短等都将在视觉上产生折曲现象。

( 1) 避免断背曲线。短直线介于两个圆曲线之间，形成所谓的断背曲线，这样容易使驾驶员产生错觉，把线形看成反向曲线，从而发生操作错误，甚至酿成车祸。

( 2) 组合时要注意平曲线半径与纵坡度协调，还要注意合成坡度的要求。要避免急弯与陡坡相重合。

小半径平曲线与陡坡的组合，在由平竖曲线构成的既转弯又上、下坡路段，车辆的运动既发生径向、法向、竖向的三维平动，又同时伴随以上所述三个方向为轴的转动。当车辆行

驶在有平面曲线存在的纵坡路段时，驾驶员一方面要完成转弯动作，同时需要调整车辆状态完成下坡或上坡动作，两种动作的组合增加了驾驶员对车辆行驶状态控制的复杂程度; 另

外，陡坡区段易受障碍物的影响，形成视距阻碍区，从而使得高速公路上陡坡区段成为事故多发地。特别是转弯半径较小的平曲线与陡坡组合的路面常为事故多发地段。纵坡下坡区

段衔接小半径曲线的陡坡衔接方式也被认为是具有危险倾向的线

形衔接方式，对于高速公路更是如此。这是因为该衔接方式易造成在不自觉的高速情况下驶入平曲线，车辆以高速实施平面转弯，事故隐患大为增加。

2. 5 平曲线与竖曲线组合

平、竖曲线重合是一种理想的组合，如果平纵断面几何要素的大小适当，均衡协调，位置适宜，可以获得视觉舒顺、诱导良好的空间线形。但由于地形等条件的限制，这种组合往往不是总能争取到的。如果平曲线的中点与竖曲线的顶( 底) 点位置错开不超过平曲线长度的四分之一，仍然可以获得比较满意的外观。设计时应注意以下几点: ( 1) 平曲线和竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。这种组合是使平曲线和竖曲线相互对应，竖曲线的起终点落在平曲线的两个缓和曲线内，即平包竖。其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。

这种立体线形不仅能起到诱导视线的作用，而且可以取得平顺而流畅的效果。但在实际生产中往往不能完全做到这一点，如果平、竖曲线的顶点错开不超过曲线长度的四分之一，即可取得较好的视觉效果。若平、竖曲线半径都很大，则平、竖位置可不受上述限制; 若做不到平、竖曲线较好的组合，宁可把二者拉开相当距离，使平曲线位于直坡段或竖曲线位

于直线上。

高速公路凸形竖曲线与凹形竖曲线的顶部或底部插入小半径的平曲线的路段也是交通事故易发区。前者，因为没有视线引导而必须急转

方向盘; 后者，在超出汽车设计速度的地

方仍然要急转方向盘，这些都极易引起交通肇事。

( 2) 注意平、竖曲线几何要素要大体平衡、匀称、协调，不要把过缓与过急、过长与过短的平、竖曲线组合在一起。

( 3) 明、暗弯与凹、凸竖曲线的组合。明弯与凹形竖曲线及暗弯与凸形竖曲线的组合是合理的，比较符合驾驶员的心理反应和视觉反应。对于明弯与凹形竖曲线及暗弯与凸形竖曲线的组合，当坡差较大时，一般给人留下舍坦坡，近路不走，而故意爬坡、绕弯的感觉。搞山区公路设计，有时难以避免这种情况，但只要坡差不大，对行车的影响也不是太大。

( 4) 注意凸形竖曲线顶部与凹形竖曲线底部，不得与反向平曲线的拐点重合，二者都存在不同程度的扭曲外观。前者会使驾驶员操作失误，引起交通事故; 后者会使路面排水困

难，产生积水。

( 5) 应避免在一个平曲线上连续出现多个凹、凸竖曲线。在一平面曲线内，如果纵断面反复凹凸，即形成只能看见脚下和远处，而看不见中间凹陷的线形，这样的线形容易发生事

故。研究表明，车辆平动、转动的某种突变，或车辆的运动按某种方式做持续累加与延续，是造成车辆发生交通事故的根源之一。在高速公路上，能够造成车辆运动突变的，往往是道

路线形按某种方式衔接的过渡点; 而造成车辆运动的不良累加与延续的往往是多种线形组合的区段及衔接区段。