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1、浅谈高速公路路线线形设计与行车安全提要:高速公路线形指标的合理选择不但有利于行车安全，也有利于路基工程稳定和环境景观，坚持“以人为本”、“安全至上”、“环保优先”的原则，更新设计理念，搞好山区高速公路的线形设计，使公路路基与地形地貌相吻合，避免高填深挖工程，为行车安全和环境保护做出贡献。关键词:高速公路;线形设计;以人为本;行车安全1、引言 公路路基工程的环境景观是否优美，与路线线形有密切的关系，高速公路的行车安全，也与路线线形密切相关。 路线线形指标及其组合运用得当，使驾驶员的透视视觉真切，不出现扭曲，视线连续圆滑，走向明确，安全舒适;路线线形指标及其组合选择合理，使公路路基与地形地貌密切吻
2、合，避免高填深挖工程，既有利于路基工程的稳定和安全，又有利于环境和路域景观。 在此，笔者仅对如何坚持“以人为本”、“安全至_L”、“环保优先”的原则，搞好山区高速公路路线线形设计，确保高速公路的行车安全，确保路基工程景观优美谈谈个人的几点粗浅的认识。2、合理选择路线平面线形指标，确保行车安全，使公路路基与地形地貌相吻合公路平面线形由直线、曲线组合而成，平曲线又分为圆曲线和回旋线两种高速公路平面线形要素有直线、圆曲线、回旋线三种.平面线形必须与地形、地物、景观等环境相协调，同时注意线形的连续性与均衡性，并同纵面线形相互配合。 做好山区高速公路平面线形要素的合理选用和组合，同时注意线形的连续性与均
3、衡性，并同纵面线形配合得当，才能确保高速公路的行车安全，使公路路基与地形地貌相吻合，避免高填深挖现象，既有利于行车安全、又有利于路基工程的稳定和安全，还有利于环境和路域景观。2.1直线 选用直线线形时，应根据路线所处地段的地形、地貌、地物，并考虑驾驶者的视觉、心理状态等合理布设。路线线形要与山川、河流、大地的形势相吻合，过长的直线将会硬切山梁，横过山谷，应尽量避免长直线线形。直线最大长度(以m计)一般按不大于设计速度的20倍(设计速度V以km/h计)控制，当地形条件需要设置大于20 V长直线时，应做好路域视觉范围内的景观设计，避免单调感。为避免断背曲线，同向平曲线间最小直线长度(以m计)以不小
4、于设计速度(以km/h计)的6倍为宜，当地形条件限制时可合并为单曲线或设计成卵型;反向曲线间的最小直线长度(以m计)以不小于设计速度(以km/h计)的2倍为宜，当地形条件限制时可设计成S型。驾驶员操作所需要的长度按设计速度的3s行程;平曲线超高过度所需要的长度随圆曲线半径的增大而减小;视觉条件需要的回旋线长度随圆曲线半径的增大而增大。笔者认为，回旋线长度原则上应当选取上述3个条件中最长的，使其既满足安全条件，又满足舒适条件;当受地形条件或线形组合限制时，必须满足驾驶员操作所需要的长度及超高过度所需要的长度(选二者中最大值)。笔者认为这个平曲线一般最小长度的规定偏高，假如V=100 km/h，平
5、曲线一般最小半径为700 m，要使平曲线长度达到850 m，其最小转角需要570;又假如V = 80 km/h，平曲线一般最小半径为400 m，要使平曲线长度达到700 m，其最小转角需要约800。按这样大的最小转角规定出的路线线形不会太优美。因此，这条规定值得研究和探讨。 笔者认为平曲线一般最小长度应以平曲线一般最小半径超高过度所需要的长度的3倍较为恰当。根据山区高速公路选线、定线的感受，地形地质较困难路段，可能要用到一般最小半径的平曲线，如果以回旋线圆曲线回旋线的组合构成一个平曲线，回旋线圆曲线回旋线的长度之比以1:1:1，则该平曲线的长度该是这平曲线超高过度所需要的长度的3倍，这正好是比
6、较合理组合“一般最小”的限界，既合理又现实。平曲线极限最小长度应当定为设计速度的6s行程，这样正好构成凸型，较为合理。2.2.1平曲线最小长度的拟定 公路路线设计规范(送审稿)第7.8.1条规定: 一个平曲线之内应具有设置回旋线(或超高、加宽过度段)和一段圆曲线的长度，其长度应大于表1中规定的“一般值”。当地形条件及其它特殊情况限制时，可采用表中的“最小值”。回旋线一圆曲线一回旋线的长度之比以1:1:1或大致接近为宜。2个回旋线的参数值根据地形条件也可以设计成非对称的曲线。 2.2.2直线、圆曲线、回旋线的组合 直线、圆曲线、回旋线的组合，可视情况选用以下几种组合型式: (1)基本型一般情况下
7、，平曲线按直线一回旋线一圆曲线一回旋线一直线的顺序组合，这种平曲线称为基本型(2) S型 2个反向圆曲线用回旋曲线连接的组合，S型相邻2个回旋线参数A与A:宜相等。当采用不同的参数14铁道工程学报2005年8 l!时滋，与A:之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜 笔者认为，当R)一般最小值时S型线形组合是可行的;但当R接近极限最小值时，不宜选用S型，笔者所见到R接近极限最小值S型线形组合路段是事故多发路段。 (3)卵型 用1个回旋线连接2个同向圆曲线的组合，卵型回旋线的参数宜符合所规定的范围:R/2 ;A -R2，两圆曲线半径之比，以R,/R, = 0.2一0.8为宜。2.3路线平面线形
8、指标及其组合的合理选择 高标准路线平面线形当然是最理想的，但平曲线线形指标过高也会切山填谷造成深挖高填，山区高速公路选线、定线时，应注意路线及其结构物的所有设计要索，选择恰当的平曲线半径及其组合线形，使其尽可能与地形地貌相吻合，土石方的开挖量要尽量做到最少，把对自然风景的破坏减少到最小。笔者认为，建设高速公路要坚持“以人为本”、“安个至L”和“环保优先”的原则，要强调“快速、方便、舒适、安全”，不应片面追求路线线型的高标准，而关键在于相邻的线形指标应均衡。西欧许多山区高速公路的平面线形指标并不高，随地形布线，很难见到填挖痕迹，运行效果良好。 通过国内外部分山区高速公路的运行感受认为，凡是路线平
9、、纵组合得当、纵面线形较均衡、相邻平曲线半径的比值在2以内的路段，即使是平曲线半径采用一般最小半径的1-2倍，线形组合用“S型或卵型的路段，也能达到“快速、方便、舒适、安全”，即使用比设计时速高20 km/h的速度行驶，也能确保运行安全，但当这类路段过长(连续低标准路段大于20 km)时，易使驾驶员因注意力长时间过度集中而感到疲惫，舒适条件稍差;当平曲线半径选用一般最小半径的3-5倍，相邻平曲线半径的比值在2以内时，驾驶员有操作轻快感，“快速、方便、舒适、安全”条件更佳。 有的山区高速公路大半径平曲线后设置接近极限最小半径的平曲线或长直线后设置接近极限最小半径的平曲线，驾驶员有突然或措手不及的
10、感觉，这类路段大多是事故多发路段 有的山区高速公路在连续陡坡路段设置接近极限最小半径的平曲线，有的连续设置由接近极限最小半径的平曲线组成的S型线形组合，驾驶员有特别累的感觉，这类路段也是事故多发路段。有的山区高速公路所设平曲线忽大忽小，相邻平曲线半径的比值在4或5以上，驾驶员运行条件不舒适，存在安全隐患。 笔者认为，山区高速公路一般路段应根据沿线地形地质情况，其平曲线半径优先选用一般最小半径的3-5倍为宜;地形困难路段可减小到其一般最小半径的1-2倍，应尽量避免采用极限最小半径，但连续低标准路段不宜大于20 km，相邻平曲线半径的比值一般控制在2以内，不应忽大忽小，随地形变化逐渐过渡较为理想;
11、线形组合应顺应地形走势敷设路线，可用基本型、.S”型或卵型，应尽量避免“C型或凸型;尽录避免在较长的直线两端设置小于或略大于一般最小半径的平曲线，必要时在长直线与小半径平曲线之间设置RL(直线长度)的过渡曲线;路线各组成部分的位置配合协调，使司乘人员感到线形流畅、清晰、行驶舒适安全。3、做好路线纵面线形与平面线形的合理组合和优化，确保行车安全，避免高填深挖工程3.1纵面线形的设计与优化 纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。纵坡设计应考虑填挖平衡，并利用挖方就近作为填方，以减轻对自然地面横坡与景观的影响。连续上坡(或下坡)路段，应符合平均纵坡的规定并采用运行速度
12、对通行能力与行车安个进行检验。应避免采用最大纵坡值和纵坡限制长度。只有在越岭线中为争取高度、缩短路线长度或避开工程艰巨地段等不得已的情况下，方可采用。山区的越岭线纵坡应力求均匀，不应采用极限或接近极限的坡度，更不宜连续采用极限长度的陡坡夹短距离缓坡的纵坡组合线形。越岭展线不应设置反坡。路线交叉处前后的纵坡应平缓。 竖曲线应选用较大的半径。当地形条件受限制时，应采用大于或接近于竖曲线最小半径的“一般值”;地形条件困难不得已时方可采用“极限值”。有条件时，宜采用大于等于视觉所需要的最小竖曲线半径值。3.2平、纵线形的配合 小半径凸形竖曲线不应设在小半径平曲线起讫点处的直线上或互通式立交出人口附近，
13、避免因识别视距不足而造成安全隐患，不得已需设置时，应以识别视距做检算;小半径凹形竖曲线不应设在小半径平曲线起讫点处的直线上，避免使驾驶员视觉扭曲而造成安全隐患。平、纵线形的配合，应使线形能自然地诱导驾驶者的视线，并保持视觉的连续性;平、纵面线形的技术指标应大小均衡，平曲线与竖曲线组合宜相互对应，且稍长于竖曲线;竖曲线半径宜大于平曲线半径的I0-20倍，平、纵面线形组合设计应使线形与自然环境和景观相配合、协调。小半径的平曲线起、讫点不得设在或接近凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部，避免“死亡路线”;长平曲线内不得设置短的竖曲线;长竖曲线内也不得设置短的平曲线;凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部，
14、不得同反向平曲线的拐点重合;直线上或卵型线形曲率渐变段的纵面线形应避免出现驼峰、暗凹、跳跃、断背等使驾驶者视觉中断的线形;小半径竖曲线不宜与回旋曲线相互重叠，避免使平面线形被遮或变为扭曲;避免急弯与陡坡相重合;避免短平曲线与短凸形竖曲线组合和避免平曲线与竖曲线错位的组合。4、结束语 在山区高速公路的勘察设计中，应该不断提升设计理念，坚持“以人为本”、“安全至上”、“环保优先的原则，合理选择山区高速公路的线形指标及线形组合，确保实现高速公路的行车安全，做好山区高速公路的线形设计，把线形设计与路基横断面环保设计理念融为一体，避免高填深挖工程，为高速公路的行车安全和路域环境保护及区域环境保护做出贡献。
