山区高速公路路线设计理念与要点

(湖南省怀化市公路勘察设计院 湖南 怀化 418000)

山区高速公路路线设计理念与要点

曾超

(湖南省怀化市公路勘察设计院湖南怀化418000)

本文首先论述了山区高速公路路线设计理念要求，其次具体阐述了山区高速公路路线设计要点，包括：运行速度和设计速度的选择、平曲线半径的选取、纵坡设计等，以确保山区高速公路的运行安全性。

山区；高速；设计速度；运行速度；平曲线半径；纵坡设计

引言

山区高速公路地形地质条件复杂、地质灾害突出，气候多变，区域小气候的影响比较大，所以山区高速公路的安全性受到很大的影响，因而必须加强对山区高速公路路线设计的研究，确保山区高速公路运行的安全和可靠。

一、山区高速公路路线设计理念要求

随着我国高速公路逐渐从平原地区朝着山区发展，设计理念必须不断更新和创新。从目前已经通车的山区高速公路事故成因来看，很多都与路线设计有关。传统的高速公路路线设计主要是采用设计速度法，该方法指的是在选定的设计速度下，与地形条件和工程规模进行结合，在规定的平纵指标范围中确定路线设计参数，并且在相关条件允许的情况下，尽可能的采用高指标，进而取得公路的最高性能。但是该设计理念和方法会造成实际车辆的运行速度和线形指标想脱离。在山区，由于工程规模和地形地质条件存在比较紧密的联系，桥梁和隧道结构物占据路线的比例比较大，平纵面指标的变化比较明显，在路线设计过程中，如果其中一些参数选择的不恰当或者是参数的最小值同时出现时，通常就会形成事故喝点，影响高速公路的运行安全。

因此，山区高速公路路线设计，应在对车辆实际运行速度进行研究的基础上，与地质、地形条件的变化对线形进行优化，进而对安全和环保的要求进行满足，最后实现山区高速公路的可持续发展。

二、山区高速公路路线设计中运行速度和设计速度的选择

设计速度V是公路设计是确定几何线形的基本要素，指的是气候条件较好，车辆行驶只受到公路自身条件的影响，具有中等驾驶人员能够舒适并且安全的驾驶车辆的速度。运行速度V85指的是交通流处于自由流的情况下并且气候条件较好的情况系啊，路段特征点上测定的第85个百分位上的车速。在我国《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)中已经引入了运行速度的概念，同时要求在速度变化的路段、超高受限制的路线以及坡车道等路段对运行速度进行检验。在线形设计中，运行速度要大于设计速度，并且两者之间的差不应该低于20km/h。

我国山区高速设计速度大多采用的80/100km/m，路线线形设计时必须充分的对这一因素进行考虑。在相同设计速度的路线，如果地形比较复杂，需要对路线线形的指标进行提高；如果地形条件简单，需要对长直线和大半径平曲线的应用进行严格的限制，进而对车辆的运行条件进行约束，从根本上对运行速度的突变进行消除。根据我国实际情况来看，大货车的运行速度要远低于设计速度以及小客车的运行速度，相较于小客车的运行速度，最大速度差能够达到35-45km/m。在交通量达到一定的程度之后，因为行车视距不足，会导致超车很困难，会因为大小车型的运行车速之间的差异而导致交通事故的发生率提高。所以山区重载交通道路，必须对爬坡车道以及分车道限速行驶进行适当的增设，能够对运行速度差进行有效的改善。

三、山区高速公路路线设计中平曲线半径的选取分析

在选取平曲线半径时，需要在行驶力学的基础上对汽车行驶的安全性和舒适性进行保证。根据相关调查发现，如果平曲线半径低于1500m时，事故发生率会随着半径的变小而增加；在平曲线半径低于600m时，事故的发生率会增加到全路事故发生率的1.5倍，在平曲线半径低于400m时，事故的发生率会增加到全路事故率的20倍。

平曲线半径中的一般最小和极限最小，是将汽车在曲线上能够安全和舒适的行驶作为条件进行确定的，从根本上来说指的是汽车行驶在曲线部分时，所财神的离心力等横向力不高于轮胎和路面的摩阻力所能够允许的界限。以设计速度为80km/h为例，将设计速度及相应的运行速度的条件下的圆曲线半径的一般最小和极限最小值计算出来。见表1。

表1 设计速度和运行速度的一般最小和极限最小的圆曲线半径

四、山区高速公路路线设计中的纵坡设计分析

纵坡设计主要需要对汽车的爬坡性能以及油耗等方面的因素进行考虑如果根据这方面进行考虑，则按照最大规范规定最大纵坡单对纵坡进行设计是合理的；但是对于分离式路基来说，需要对高速上下行车辆分离的特性进行考虑，对于最大纵坡需要根据车辆的行驶特性区别对待，对于上坡坡段需要根据汽车爬坡性能按照规范严格对最大纵坡进行取值；对于下坡坡段，不存在爬坡的问题，选择最大纵坡可以适当放宽，突破规范。

在山区高速纵坡设计中，为了对地形条件更好的适应，确保行车安全，可以将纵坡设计成为台阶式，利用陡缓坡交错的方式进行纵坡设计。根据笔者调查研究发现，相较于一般的平坦路段，山区高速公路i=2.5%-4%的坡段交通安全事故发生率要高10%-20%。对于货车来说，根据不同的爬坡性能，上坡路线的速度能够降低7%，在下坡路线速度能够增加大约5%。对于小客车，相较于平坦公路正常的行驶速度，在i=4%-5%的坡度上其变化幅度不大。如果设计坡长大于限制的长度，特别是在交通量与通行能力相近时，或者是在货车比例比较大的情况下，可以设置专门的爬坡车道供给慢性车辆行驶。在连续长大下坡路段在设计中不能够避免时，需要对缓和坡段和陡坡进行合理的设置，同时选择合理的避险车道的位置。

五、结束语

综上所述，相较于设计速度设计方法，运行速度设计方法能够对因为线形设计与实际行车状况脱离而导致的交通安全事故的产生，因而在山区高速公路路线设计中应当对运行速度进行充分的考虑。此外还应当对公路沿线的地形以及车辆的构成进行充分的研究，选择良好的公路路线线形。此外在重载的上坡路段，需要对爬坡车道进行合理的设置，并且在连续下坡路段，需要增设避险车道，确保行车安全性，避免或者降低交通安全事故的发生。

[1]施华金,解伟.山区高速公路路线设计基本思路及选线方法的研究[J].建筑知识:学术刊,2014(8):298-298.

[2]况小根,金加华,廖碧海,等.山区高速公路长大下坡交通安全保障研究[J].工业安全与环保,2016,42(3):41-43.

曾超(1984-)，男，本科，从事路桥设计工作。