西北特殊地区公路路线设计探讨

刘继新++高鹏

【摘 要】在我国西北荒漠戈壁地区，因为公路长距离，人烟稀少，这要求在公路路线的设计中体现以人为本、安全第一的理念，通过技术指标灵活运用和系统化设计使荒漠戈壁公路建设更加合理。本文主要结合西北荒漠戈壁地区某高速公路设计案例，对公路路线的设计原则和设计内容作了探讨和阐述。

【关键词】西北地区；公路设计；路线设计

1 西北荒漠戈壁地区公路线形总体设计原则

1）荒漠戈壁地区公路选线前应首先对全线的地形、地貌条件做出系统的分析，路线划分为若干个设计单元，不同单元技术标准应根据具体实际情况和地形灵活运用技术指标。

2）线位从环保和土地利用等角度说是一种不可浪费的资源，有条件时，采用公路线形指标应本着适度超前，一次到位的原则。

3）为提高经济效益和发挥公路的使用功能宜采用“以分为主，分合结合，宜分则分，宜合则合”的灵活设计思路。

4）在保证交通安全的前提下，对于分幅路段，宜采用“降低路堤、放缓边坡、简化立交、减少护栏”等措施以提高经济效益。

5）应充分考虑远景交通量的大小及其组成情况，依次将整个项目划分为若干个设计路段，不同路段应根据预测交通量确定公路的等级，不同的地形条件选择不同的技术标准，使荒漠戈壁地区的技术标准呈高、中、低变化的态势。

6）根据已建公路行驶速度及线形条件、地形条件、周围环境及项目的功能等分析，选用不同的设计速度。

7）大半径平曲线及竖曲线、小纵坡、短坡长、低路堤、较长直线。这样的线形能保证视野开阔，驾驶者的视线无地形、地物、构造物的阻断，能在有效的视觉范围内清晰辨明前方路线的总体变化情况。

2 公路路线设计探讨

2.1 公路平面设计

1）平面线形设计

公路平面线形应根据公路等级并与环境相协调进行设计，其最理想的平面线形应是保证汽车行驶舒顺协调安全、能获取较高经济效益的线形。

（1）平曲线由圆曲线和缓和曲线组成，为了做到路线与地形、地物、景观的相互协调和防沙要求，应合理选用圆曲线半径和设置缓和曲线长度。

（2）长直线在低矮平坦沙地地区是比较好的线形，但应注意前后平纵线形的设计要素，尽量加大前端平曲线半径，使驾驶者的视觉处于良好状态，做到线形的均衡协调。

（3）曲线间最小长度的掌握应根据地形、地物、自然景观等因素综合确定。当采用较小值时，应从环境保护、工程量及工程造价等方面进行论证、比较。

（4）不宜设置过多平曲线，保证平曲线视距。公路挖方路段和灌丛沙堆路段的平曲线通常视距不良，对这两种路段应尽量采用较大半径的平曲线，保证平曲线满足会车视距要求，如果工程量较大，宜在满足停车视距要求的同时，在弯道中心划黄实线，分道行驶。

2）长直线设计

荒漠戈壁长直线不易于单调的自然景观相协调，难以适应地形的变化，因此更要重视直线的设计。从驾驶员的心理角度分析，驾驶员在视线好的直线上行驶为了尽快达到目的地而不断加速行驶，但是驾驶员的动视力随着车速的提高而下降，进而有效视野范围会变窄，如表6.2所示，一般来说，动视力比静视力低10～20%，尤其在荒漠戈壁地区恶劣的自然环境下动视力比静视力低30～40%。

荒漠戈壁地区经常出现高温干燥和风沙的恶劣天气，车辆在这种天气下高速行驶更容易造成反应迟钝和疲劳驾驶，进而动视力下降，更易造成交通事故。因此，通过分析借鉴荒漠戈壁长直线与交通事故调查分析，推荐荒漠戈壁公路最大直线长度不宜大于2km，在设计长直线适当密切结合荒漠戈壁风沙地貌的实际情况，经过技术经济论证，因地制宜，适量采用长直线，设计出经济合理的方案。在长直线路线在使用方面的不足之处，应在长直线间适当距离（3-5km），增设以绿色为主的醒目警示标志，刺激视觉神经，减轻或消除驾驶员和乘员的疲乏困倦。

3）平曲线半径设计

一般来说，曲线半径越大越好，因为曲线比直线更容易适应地形且可获得匀顺、圆滑、柔和的线形，适用范围较大且灵活。荒漠戈壁公路的平曲线半径设计应保证汽车的行驶舒顺协调安全。

在影响交通安全的线形因素中，平曲线半径是关键的因素。由汽车行驶理论可知，合理的平曲线半径应保证汽车行驶的横向稳定性，能够引导驾驶员的视线，保证行驶安全，而不恰当的平曲线半径的设计容易引起汽车侧翻而造成交通事故，有些急转弯或连续转弯的小半径曲线易造成视距不良从而对行车造成了极大的隐患。

根据海拔、风级和风压的关系，利用风压向外侧圆曲线半径公式，计算出荒漠戈壁地区车辆实载率为100%和123%的情况下，0-3000m海拔高度及5～10级风影响下的圆曲线一般最小半径值及极限最小半径值。

2.2 公路纵断面设计

纵断面设计是公路设计的重要的一部分，纵断面线形设计应与地形相适应，与周围环境相协调，保证驾驶员视觉连续和行车安全。

1）纵断面线形应与地貌地形相适应，设计成视觉连续，平顺而圆滑的线形，避免在短距离内出现频繁剧烈的起伏。

2）公路纵断面线形突变，会使驾驶员反应不及，出现操作失误，发生交通事故。应避免设置下列线形。

（1）极限纵坡度及有很多短坡相连的纵面线形。

（2）长直线陡坡。

（3）曲线长度短、半径小的竖曲线。

3）在小半径凸形竖曲线顶部，应避免设平曲线转向，尽量以直线通过，防止由于视距不良造成驾驶员判断失误，发生交通事故。平曲线交点尽量设在凹形竖曲线底部等通视条件好的部位。

4）避免能看见近处和远处而看不见中间凹处的线形。

5）应尽量避免采用最大纵坡值和最大坡长值，只有在为争取高度利用有利地形，或避开工程艰巨地段等不得己时，方可采用。设计速度为120km/h，100km/h，80km/h时，受地形条件或其他特殊情况限制时，可适度增加0.5%来考虑。

2.3 分离式路基设计

1）分离式断面尺寸设计及间距

荒漠戈壁地区在满足通行能力的前提下充分利用原来的路基，正确处理工程实施中新老路路基结合、桥涵接长、路面利用等一系列问题。在断面尺寸上应保证2×3.75m的行车道宽度，尽量减少两侧硬路肩和土路肩的宽度。在内蒙古荒漠戈壁地区分离式路基两幅路路基内侧边缘之间最小间距不得小于《规范》规定的整体式路基中间带宽度，通常宜大于4.5m，一般为6～15m。为保证行车安全防止眩晕分离式路基与路基边缘间距离宜大于9m。但在地面横坡较大，两幅路基设计标高之差大于2m路段，间距可小于9m。实地考察荒漠戈壁地区分离式路基两幅间距为20-30m。

2）交通工程

在沿线的桥梁、高路堤（高度大于3m）、桥头引道、极限最小半径、陡坡等地段均设置波形护栏。

为诱导驾驶人员的视线，保证行车安全，在需要的路段上设施路编线轮廓标。

在公路上设置必要的警告标志、禁令标志、指导标志、指路标志等交通标志。在路面上设置安全的交通标线。路线标线的设置按照国标《道路交通标志和标线》的规定执行，而对带有文字的指示标志、指路标志。

3 结语

本文结合荒漠戈壁地区特殊的自然地理、气候特征和地质资源环境，研究了荒漠戈壁地区路线选线原则及修建模式，进而深入研究荒漠戈壁地区高等级公路线形参数，为逐步完善高等级公路线形设计规范具有一定的意义，为荒漠戈壁地区高等级公路的合理、科学的建设提供理论依据。

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[责任编辑：邓丽丽]