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中图分类号：X734文献标识码： A
在公路交通运输飞速发展的今天,车辆性能不断提高,如何设计出适合现代交通车辆快速行驶要求的公路,是摆在公路路线设计人员面前的一项重要课题。山岭区公路受地形、地质、海拔、水文、氣象等诸多因素的制约，线形设计除应满足设计规范所规定的技术指标外，还要满足视觉心理学、环境保护学以及与地形条件相适应、与周围环境相协调等方面的要求。本文根据作者在公路路线设计实践中一些粗浅体会,简单阐述几点对山区公路路线设计的认识。
1山区公路线形设计的一般要求
公路线形设计应使汽车能够迅速、安全、舒适地行驶，这不仅要求采用与计算行车速度相应的线形指标，同时还必须保证线形的连续、均衡与协调。
连续是指线形设计应保证汽车以某一速度行驶时能逐渐顺畅地从一个圆曲线过渡到另一个圆曲线，从一个纵坡过渡到另一个纵坡。不同指标之间应有较长的过渡段，使汽车以某一速度运行时能从容地进行方向转换和换档操作。
均衡是指不同路段和相邻路段之间的技术指标不要相差太大，要组合适当，例如长直线尽头不要设小半径曲线，大半径与小半径曲线之间的比例不应太大，纵面变化不要忽陡忽缓。频繁变更设计指标，将难以保持线形各要素的均衡，会导致驾驶操作的变化幅度过大，给驾驶者带来心理上的不安，影响汽车的高速安全行驶。
协调是指线形的平纵组合应得当，不要平面指标很高，而纵面指标很低，或纵面指标很高，而平面指标很低。各种线形要素之间及与其他设施之间应相互协调。直线、圆曲线、缓和曲线之间应协调;平曲线与竖曲线之间应组合得当;平面线形与纵面线形之间应协调组合;路线与构造物及沿线设施间应协调。
2线形标准的掌握
山区公路路线线形标准掌握的好坏,直接影响到道路构筑物的设置、设计、对周围环境的破坏程度以及公路建设费用。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交通量的变化幅度范围很大,因此,在具体路线设计时,还必须充分考虑具体道路的具体交通流量、各种车型构成、道路在路网中的地位与作用和未来发展前景,结合实际地形、地质条件,充分把握好设计道路的线型指标。
3曲线间最小直线长度的采用
《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)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60 km /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;反向曲线间直线长度(以m计)不小于行车速度的2倍为宜。当设计车速小于等于40 km /h时,可参照上述规定执行。对此规定,山区公路反向曲线间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的破坏,而同向曲线间直线长度“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。而所谓“断背曲线”,是指司机同时看到的两个中间有短直线的同向曲线,多出现在明弯处,而暗弯则不易同时看到两个曲线,因为在一个曲线上行驶看到下一个曲线,并不一定会使驾驶者产生路线“断背”的感觉,同时在一个曲线上看到下一个曲线,更不会影响行车安全。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,何况假使是在设计速度为120 km /h的平微区高速公路上,同向曲线间720 m的距离,由于前方车辆等因素的影响,司机甚至都不一定能看清下一个曲线。因此,“6v”的直线长的规定尚需进一步研讨。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的作用,缓和曲线在一定程度上也能引导驾驶者对路线的转弯方向作出判断,并且有合理的操作时间,安全问题也并不完全是由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者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讲,行驶时间是7. 2 s;对同向曲线,若按6v作为曲线间直线长,车辆按设计速度在直线段上的行驶时间为21. 6 s。显然,这两种曲线、直线组合中直线段的行驶时间都不能算短。即使两种线形直线长度均采用2v,也足能满足驾驶操作难易程度及乘旅舒适性的要求。从安全行驶上来讲,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 s,制动反应时间为1. 0 s,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 s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产生错误判断,行车安全应该是能保证的。笔者认为地形条件及道路使用者对行车速度、安全、舒适的基本需求应是重要的决定因素。在具体直线长度未有新的规定的情况下,根据地形条件,考虑行车安全及乘旅的舒适性,暂按2倍计算行车速度作为同向和反向曲线间直线长的极限值,可作为缓解直线长度与工程造价矛盾的一种临时方法。
4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进行,路容有了较大的提高,行车的安全感增强,在山区公路上超速行驶车辆的比例增大,按设计车速设计的路面超高值往往不能满足超速车辆对行车舒适感的需求。在无积雪影响及纵坡不大的山区公路上,在不影响车辆行驶安全的前提下,可根据路线线形及其他具体情况提高一个设计速度等级设置超高,以使乘旅的舒适感增加。
5S型曲线及C型曲线的超高过渡
由于地形的限制,在不得已的情况下,会出现S型曲线或C型曲线。由于山区公路缓和曲线长度一般较小,对这两种线型的曲线超高过渡,为使路容和排水上更为有利,不能采用单曲线的处理办法来处理,需要对基本设计加以修正。
6S型曲线及C型曲线的加宽过渡
当构成S型或C型曲线的两曲线均需进行加宽时,由于加宽分别设置在曲线的内侧,为了路容美观舒顺,一般对加宽的过渡也需对基本设计加以修正。为了不至于造成工程数量有较多的增加,一般可采用下述方法修正:
对于S型曲线,加宽从一曲线的缓圆点(或圆缓点)开始,过渡到另一个曲线的超高值等于路拱横坡的断面上,也就是说,对于由A、B两曲线构成的S型曲线,A(B)曲线的内侧加宽渐变在A(B)曲线的缓圆点 (或圆缓点)和B(A)曲线的超高值等于路拱横坡的断面之间过渡(即一个曲线的内侧加宽渐变延伸一定的长度至另一个曲线的外侧)。对于C型曲线,由于加宽在同一侧进行,因此,其加宽过渡可以采用从一个曲线的圆缓点直接过渡至另一曲线缓圆点;也可以采用先分别按基本设计过渡,只在两曲线超高值渐变至等于路拱横坡的两断面之间,将加宽按直线比例从一个曲线向另一曲线过渡。无论采用哪种过渡方式,均能消除在曲线公切点处的内侧边线突变点,使路容得到改观。
7结语
山区公路大都是平、纵、横三个方向控制的立体线形，线形设计不仅要求采用与计算行车速度相应的线形指标，同时还必须保证线形的连续、均衡与协调。山岭区高等级公路采用以曲线为主的线形设计方法，无论平面上还是纵面上均服从地形、地势的要求，线形流畅舒顺，而且能减少工程量，降低造价，减少对环境的破坏，值得在山区公路线形设计中应用与推广。
在公路交通运输飞速发展的今天,车辆性能不断提高,如何设计出适合现代交通车辆快速行驶要求的公路,是摆在公路路线设计人员面前的一项重要课题。山岭区公路受地形、地质、海拔、水文、氣象等诸多因素的制约，线形设计除应满足设计规范所规定的技术指标外，还要满足视觉心理学、环境保护学以及与地形条件相适应、与周围环境相协调等方面的要求。本文根据作者在公路路线设计实践中一些粗浅体会,简单阐述几点对山区公路路线设计的认识。
1山区公路线形设计的一般要求
公路线形设计应使汽车能够迅速、安全、舒适地行驶，这不仅要求采用与计算行车速度相应的线形指标，同时还必须保证线形的连续、均衡与协调。
连续是指线形设计应保证汽车以某一速度行驶时能逐渐顺畅地从一个圆曲线过渡到另一个圆曲线，从一个纵坡过渡到另一个纵坡。不同指标之间应有较长的过渡段，使汽车以某一速度运行时能从容地进行方向转换和换档操作。
均衡是指不同路段和相邻路段之间的技术指标不要相差太大，要组合适当，例如长直线尽头不要设小半径曲线，大半径与小半径曲线之间的比例不应太大，纵面变化不要忽陡忽缓。频繁变更设计指标，将难以保持线形各要素的均衡，会导致驾驶操作的变化幅度过大，给驾驶者带来心理上的不安，影响汽车的高速安全行驶。
协调是指线形的平纵组合应得当，不要平面指标很高，而纵面指标很低，或纵面指标很高，而平面指标很低。各种线形要素之间及与其他设施之间应相互协调。直线、圆曲线、缓和曲线之间应协调;平曲线与竖曲线之间应组合得当;平面线形与纵面线形之间应协调组合;路线与构造物及沿线设施间应协调。
2线形标准的掌握
山区公路路线线形标准掌握的好坏,直接影响到道路构筑物的设置、设计、对周围环境的破坏程度以及公路建设费用。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交通量的变化幅度范围很大,因此,在具体路线设计时,还必须充分考虑具体道路的具体交通流量、各种车型构成、道路在路网中的地位与作用和未来发展前景,结合实际地形、地质条件,充分把握好设计道路的线型指标。
3曲线间最小直线长度的采用
《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)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60 km /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;反向曲线间直线长度(以m计)不小于行车速度的2倍为宜。当设计车速小于等于40 km /h时,可参照上述规定执行。对此规定,山区公路反向曲线间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的破坏,而同向曲线间直线长度“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。而所谓“断背曲线”,是指司机同时看到的两个中间有短直线的同向曲线,多出现在明弯处,而暗弯则不易同时看到两个曲线,因为在一个曲线上行驶看到下一个曲线,并不一定会使驾驶者产生路线“断背”的感觉,同时在一个曲线上看到下一个曲线,更不会影响行车安全。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,何况假使是在设计速度为120 km /h的平微区高速公路上,同向曲线间720 m的距离,由于前方车辆等因素的影响,司机甚至都不一定能看清下一个曲线。因此,“6v”的直线长的规定尚需进一步研讨。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的作用,缓和曲线在一定程度上也能引导驾驶者对路线的转弯方向作出判断,并且有合理的操作时间,安全问题也并不完全是由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者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讲,行驶时间是7. 2 s;对同向曲线,若按6v作为曲线间直线长,车辆按设计速度在直线段上的行驶时间为21. 6 s。显然,这两种曲线、直线组合中直线段的行驶时间都不能算短。即使两种线形直线长度均采用2v,也足能满足驾驶操作难易程度及乘旅舒适性的要求。从安全行驶上来讲,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 s,制动反应时间为1. 0 s,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 s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产生错误判断,行车安全应该是能保证的。笔者认为地形条件及道路使用者对行车速度、安全、舒适的基本需求应是重要的决定因素。在具体直线长度未有新的规定的情况下,根据地形条件,考虑行车安全及乘旅的舒适性,暂按2倍计算行车速度作为同向和反向曲线间直线长的极限值,可作为缓解直线长度与工程造价矛盾的一种临时方法。
4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进行,路容有了较大的提高,行车的安全感增强,在山区公路上超速行驶车辆的比例增大,按设计车速设计的路面超高值往往不能满足超速车辆对行车舒适感的需求。在无积雪影响及纵坡不大的山区公路上,在不影响车辆行驶安全的前提下,可根据路线线形及其他具体情况提高一个设计速度等级设置超高,以使乘旅的舒适感增加。
5S型曲线及C型曲线的超高过渡
由于地形的限制,在不得已的情况下,会出现S型曲线或C型曲线。由于山区公路缓和曲线长度一般较小,对这两种线型的曲线超高过渡,为使路容和排水上更为有利,不能采用单曲线的处理办法来处理,需要对基本设计加以修正。
6S型曲线及C型曲线的加宽过渡
当构成S型或C型曲线的两曲线均需进行加宽时,由于加宽分别设置在曲线的内侧,为了路容美观舒顺,一般对加宽的过渡也需对基本设计加以修正。为了不至于造成工程数量有较多的增加,一般可采用下述方法修正:
对于S型曲线,加宽从一曲线的缓圆点(或圆缓点)开始,过渡到另一个曲线的超高值等于路拱横坡的断面上,也就是说,对于由A、B两曲线构成的S型曲线,A(B)曲线的内侧加宽渐变在A(B)曲线的缓圆点 (或圆缓点)和B(A)曲线的超高值等于路拱横坡的断面之间过渡(即一个曲线的内侧加宽渐变延伸一定的长度至另一个曲线的外侧)。对于C型曲线,由于加宽在同一侧进行,因此,其加宽过渡可以采用从一个曲线的圆缓点直接过渡至另一曲线缓圆点;也可以采用先分别按基本设计过渡,只在两曲线超高值渐变至等于路拱横坡的两断面之间,将加宽按直线比例从一个曲线向另一曲线过渡。无论采用哪种过渡方式,均能消除在曲线公切点处的内侧边线突变点,使路容得到改观。
7结语
山区公路大都是平、纵、横三个方向控制的立体线形，线形设计不仅要求采用与计算行车速度相应的线形指标，同时还必须保证线形的连续、均衡与协调。山岭区高等级公路采用以曲线为主的线形设计方法，无论平面上还是纵面上均服从地形、地势的要求，线形流畅舒顺，而且能减少工程量，降低造价，减少对环境的破坏，值得在山区公路线形设计中应用与推广。