山区公路平纵线形组合设计要点

王晓华

摘 要：在山区公路迅速发展的今天，因道路沿线自然条件制约，加大了山区公路线形设计的难度，如道路线形设计不合理，将存在严重的安全隐患，甚至产生交通事故。目前，在我国平原微丘区公路建设中已广泛应用现行公路技术标准中的相关设计指标，但山区公路建设起步晚，对山区公路平纵线形组合设计研究不多，如何保证路线内平纵线形设计合理、有效，已经成为急需解决的重要问题。

关键词：山区公路；平纵线形组合；设计原则

中图分类号：U412.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）05-0113-01

伴随社会经济的高速发展，我国交通事业也得到了极大的发展。特别是在公路建设规模不断扩大的今天，人们越来越关注公路建设质量问题。为满足新时期公路建设需求，必须进一步完善我国公路网建设。山区公路因其地形地质条件复杂、环境气候恶劣及施工难度大等因素的影响，已经成为公路建设行业发展的瓶颈。为提高山区公路施工质量，确保行车安全，必须重视山区公路设计问题，采取科学、有效的技术指標，保证道路设计线形符合自然地形条件，纵断面设计合理、可行。同时，准确把握山区公路的特点、难点，最大限度减小对沿线生态环境的损害，降低交通事故率，提高安全系数。

1 山区公路平纵线形组合设计原则

1.1 道路线形的连续性及行驶的舒适性

设计山区公路线形时，应保证其平纵线形组合设计与车辆行驶运动学、动力学理念相符，并能充分考虑驾驶者的视觉、心理需求。为此，在线形设计中应保证具有连续性、舒适性，且与沿线环境协调。

（1）平纵线形组合设计时，应确保竖曲线涵盖于平曲线内，也就是说相比竖曲线长度范围，平曲线应长一些。这样可保证向凸形竖曲线起点驶入时，驾驶者视觉不受影响，可看到平曲线的始末端，提前做好平曲线转弯判定。

（2）保证道路线形平曲线和竖曲线设计技术指标值均衡，在视觉上达到线形连续变化的效果，避免驾驶者出现心理不适，降低操作难度。

1.2 道路线形技术指标的均衡性

做好平纵线形组合设计，不仅能够减少成本，还能在视觉上对驾驶者起到引导作用。据相关资料显示，如圆曲线半径在1000m以内，则竖曲线半径在其10到20倍之间，可满足平曲线、竖曲线组合设计需求，同时能够达到线形组合设计指标均衡的目的。

1.3 合适的合成坡度

合成坡度设计时，应对路面排水要求充分考虑，同时还要符合车辆行驶力学理论。在山区公路线形设计时，因具有较大纵坡值，一般会选取较小平曲线半径值插入，此时将大大增加合成坡度值，极易产生车辆滑移问题，进而加大平曲线车辆行驶危险性。同时，如具有较小合成坡度值，将出现路面排水不畅，也会对车辆行驶安全造成不利影响。为此，必须保证平面线和纵断面线设计时，具有合适的合成坡度，这样才能满足车辆行驶安全性的需求。

2 山区公路纵断面线形设计指标的应用分析

2.1 平面线形设计指标的应用

（1）直线。作为平面线形最常见的一种线形设计，直线线形设计时应严格按照“宜直则直、宜曲则曲”的原则，针对长直线不过分追求，也不能刻意地设置曲线，缩短直线长度，对道路平面线形连续性造成严重破坏。一般需按照“以人为本”理念，人性化地进行道路线形设计。由安全行驶角度来讲，当道路设计速度在每小时60km以上，同向曲线间最小直线长需控制在6V（设计速度—V，单位为km/h）以上，反向曲线间最小直线长度则需控制在2V以上。

（2）圆曲线。通常可在路线方向转折部位布设圆曲线，以此达到路线方向变化的效果。在山区公路线形设计时，应保证圆曲线能够充分适应周边环境，保护生态环境。在曲线段车辆运行时，为提高行车安全性及稳定性，必须根据确定圆曲线最小半径值。相比《公路路线设计规范》内的一般值，山区路段平曲线技术指标应高一些。因地形地势等因素的制约，山区公路线形设计难度加大。为此，都会选取圆曲线最小半径一般值用于平面线形设计。具体如表1所示。

（3）缓和曲线长及平曲线长。圆曲线长与缓和曲线长是组成道路平曲线长的主要部分。如平曲线长度不足，将增加驾驶者的不适感，增加操作量，极易出现手忙脚乱的现象，进而增加事故发生率。为此，必须合理确定平曲线最小长度，如表2所示。

2.2 纵断面线形技术指标应用

（1）直线。在公路线形纵断面设计中，直线坡度、坡长为其最主要的设计指标，将会对行车速度、行车安全及工程造价等造成严重影响。为此，必须保证纵坡坡度设置的合理性。如公路具有较大纵坡坡度，在上坡环节车辆为加大汽车牵引力，不得不减缓车速，以此提升其爬坡能力，此时如具有过长陡坡长度，极易出现汽车气阻等问题。同样，汽车在下坡部位运行时，因制动操作次数增加，由于发热原因极易出现制动器失灵现象，进而引发驾驶者心理变化，出现紧张、不适感，促使交通事故发生。为此，在最大纵坡设计时，当设计速度为每小时120、100、80、60km时，其最大纵坡需相应控制在3%、4%、5%、6%范围内。最小纵坡值则需控制在0.3%以上，这样才能满足排水通畅需求。山区道路设计中，必须合理控制合成坡度，其主要作用是对急弯+陡坡形式进行有效控制，避免太大合成坡度影响行车安全。通常情况下，必须尽可能取小值，但必须在0.5%以上，防止因排水不通畅影响路基稳定性。

（2）竖曲线。为保证纵断面线形具有连续性，可在两个直线坡段转折点部位布设竖曲线，且保证该曲线视距长度充足。相比平曲线长度，竖曲线长度在山区公路路线线形设计中影响道路连续性、平顺性的程度更大。根据缓和冲击、视距需求等因素，可确定竖曲线长度，如表3所示。

3 实例分析

某山区公路K40+000～K59+600，高差600m左右，本路段具有较为复杂的地形情况，属于山岭重丘区。线路平纵线形组合不仅要求山区线形设计基本要求相符，还应做好填挖平衡，并对工程量、行车安全加以严控。

本路段K50+000～K58+000属于越岭路段，2000m以内为其平曲线半径，524m为其最小半径，3.85%为最大纵坡，2.4%为最小纵坡，3.3%为平均纵坡，需交替布置纵面上陡坡和缓坡，缓坡需控制在3%以内，其坡长则需控制在700m以上，竖曲线半径则应为25000m以上。由上可见，以视觉角度分析，纵坡交替并没有影响线形，为此，可将2.4%缓坡设置到最小半径524m位置，进而减小合成坡度。如平面受到制约，提高纵面指标，将进一步改善整体线形。

因该路段具有较高纵面指标，最大陡坡3.85%且坡长在900m以下，陡坡间设置的缓坡长度适合，与车辆行驶动力学需求相符，没有设置陡坡接小半径曲线组合，具有较为合理的平纵面线形组合，对行车安全有利。

4 结语

综上所述，在社会经济迅猛发展的今天，公路建设工程规模越来越大，逐步延伸到山岭重丘区。与平原地区相比，山区具有较为复杂的地形条件、恶劣的施工环境，大大增加了平纵面线形组合设计的难度，其线形指标受到多方面因素的制约，设计时应充分考虑其地形条件、自然环境、纵坡等，以便满足行车安全的要求。

参考文献

[1]王立.山区高速公路平纵线形组合设计合理性研究[J].黑龙江交通科技，2013，36（2）：23.