道路总体路线设计的要点及思路

朱鹏飞

（广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司,广东 广州 510507）

0 引言

社会经济发展对交通系统要求日渐提升，道路工程的投资规模不断增大，道路工程的预期效益也从相对单一的通行功能逐渐向生态、人文、区域规划、环保等多方向延伸。随着道路工程不断投入使用，一些固有的设计问题或相对滞后的设计理念逐渐体现出来，新的设计方案必须要与新的需求匹配，因此设计方案应尽量参考环境、经济等各方面因素，以提高道路安全性和综合效益为根本，对道路路线进行合理设计保障道路工程使用价值，满足社会发展对道路工程的时代需求。

1 道路总体路线设计的基本原则

1.1 安全性原则

安全性原则是道路工程的首要原则，道路工程的主要功能是交通运输，总体线路的设计应当规避车辆及行人通行风险，即避免各种交通事故的发生。从现有经验看，道路总体路线的设计应以保障道路通行条件为主，避免行车时出现跳车、视觉障碍、紧急避险不畅等问题。同时需要考虑道路的坡度或曲线度过大以及不同道路的衔接流畅性较差所带来的各种行车风险[1]。除此以外，道路工程中涉及各种地形，需要设置桥梁、边坡等相关项目，如果路基处理不当或施工技术工艺不达标可能埋下工程安全隐患。而如何设计总体线路一定程度上决定了道路工程所需边坡或桥梁工艺，更合理的路线设计可以降低施工难度和技术要求，从而使道路工程质量更易控制，安全隐患也相应更低。

1.2 生态性原则

1.3 经济性原则

道路总体路线设计的根本是为了提高工程效益，其重要评价指标之一便是经济指标。一方面，道路总体路线设计应尽量避免多样风险，既要考虑道路需要服务的区域和对象，又要合理规避地质、水文等条件下工程质量缺陷，提高工程的整体质量；另一方面，应致力于保障工程施工进度和对环境的影响，如复杂路线的设计，增加了道路长度和施工项目细节，不利于施工建设与质量控制，不仅加大了工程资源消耗，也可能导致工程出现返工风险，增加工程成本。

1.4 功能性原则

道路总体路线设计的功能性原则与安全性原则是相互关联的，道路工程的首要功能是行车功能，即满足行车量和行车效果两项需求。道路总体路线的设计需要综合考虑车流量、行车荷载、行车速度和事故控制等基本要求。除了要保障道路路线的合理性及道路平整性之外，还应参考国家相关的技术指标，依据道路运营和驾驶舒适性等要求，对道路的各种参数进行优化，充分考虑包括车辆行驶途中驾驶人员视觉感官等相关因素，对道路的线型几何设计进行调整，降低交通事故的发生概率。考虑到道路在运营期间的综合成本问题，还应就道路曲线、变道、路线合并等情形下路基路面所承载的力进行计算，通过适用材料和路基厚度、路面宽度、透水性等相应参数的设计提升道路的耐久度[2]。

2 道路总体路线设计的基本要点

2.1 设计基础

道路总体路线的设计应充分体现当代道路工程建设的要求，首先是要符合道路工程的几大原则。在设计初期设计单位应与业主单位进行深入沟通，了解该工程的功能、建设理念、环境情况及以后规划方向等，在综合考虑工程价值后提出整体方案和设计细节，交由业主方及相关单位评审，避免出现较大的设计漏洞。在设计时，除了要注意道路路线经过区域的合理布置之外，还应当特别注意道路路线的线形安排，以降低行车风险和道路后期保养压力。例如直线线路设计时应避免长直线使用，长短直线应搭配使用；圆曲线路段设计应合理考虑曲线半径，避免急转弯和视觉障碍；坡度和坡长应进行优化，避免道路积水影响路基质量和行车效果。

2.2 路线线形选取

线形是道路总体路线设计的关键，设计时应充分考虑不同线形的使用对道路工程产生的影响。直线是道路路线设计中最为常见的线形，直线线形能够凸显道路的舒适性，但长距离直线的使用，会导致驾驶过程过于舒适，行车时驾驶人员容易放松警惕，或是容易出现高速行驶，从而提高交通事故的发生概率。尤其是在直线转曲线的衔接位置，车辆因急速变向而失去平衡，出现车辆瞬时失控或侧翻等现象。曲线多用于道路转向位置，曲线的运用限制车辆的行驶速度。一般曲线线形分为竖曲线和平曲线两种，选择使用竖曲线可能会使驾驶员的视线受阻，尤其是竖曲线半径过小时，驾驶人员难以直接观测道路情况。而平曲线路段中车辆行驶时会产生离心力，车辆与道路之间的摩擦力以及驾驶人员的驾驶技术决定了行驶效果，因此可通过控制平曲线的半径减少离心力，或通过增加道路摩擦力提高车辆控制效果[3]。关于道路路线线形的主要特点如表1 所示。

表1 道路路线线形的主要特点

2.3 风险预见

道路总体路线设计的风险主要体现在工程风险与技术风险两个方面。工程风险是指因设计不合理导致的道路工程缺陷，如道路路线设计与周边环境不匹配，容易引发驾驶员的判断失误进而诱发交通事故；设计中对环境因素考虑不到位，路线设计打破区域自然平衡或固有规律；因路线设计方案不合理，或在施工过程中出现参数计算失误、设计理念无法满足即时建设需求等，又没能在前期有效规避，只能进行返工或整改方案，导致施工用时和成本增加。技术风险主要指针对总体路线的各种不当设计，如：边坡设计未能参考区域地形地势，坡度坡道长度的设计未能进行论证，设计方案与实际条件不符，增加建设难度和成本；缓和曲线设计不合理，直线与曲线之间的衔接设计存在缺陷，缓和曲线过短等，道路在两种线形变换时缓冲空间过小，安全性下降；路线线形设计过于单一，通常在地理条件允许的情况下，设计人员可能会较多地选用直线设计，由于直线使用过长，驾驶人员通常会出现视觉疲劳和大意驾驶。

3 道路总体路线设计的优化思路

3.1 路线参数控制

3.1.1 平曲线设计

平曲线的弯度与行车事故发生概率成正相关，曲线半径及行驶摩擦力是决定曲线行驶向心力及稳定性的关键。根据《城市道路工程设计规范》（CJJ 37—2012）要求，应控制超高最小半径平面曲线的使用，规范中所述超高最小半径的计算以车辆行驶安全为主要判断指标，其中车辆行驶时的离心力及其与地面之间的摩擦力是主要因素，基本计算公式为：

式中，R——平曲线的最小半径；v——车辆的预设速度；u——行车时的摩擦力；i——横坡高度。

高校财务人员绩效评价体系包括评价主体、客体、指标等多项内容，是一项系统性较强的工作体系。目前，我国高校绩效评价并未形成一个完善指标体系，在具体评价过程中，采用的标准仍然是传统的历史标准，进行纵向对比分析，而与国内类似高校进行横向对比严重不足。此外，在评价方法上，并未形成科学的方法体系，通常只是应用比例、趋势、对比、因素等传统的财务分析法完成相应的分析工作。评价主体模糊，目的性差，经常是为了评价而评价，形式主义严重，许多工作停留表面，并未深入本质，评价的规范和激励作用都未得到充分发挥。

3.1.2 视距设计

视距的设计应充分考虑道路的实际使用情形和所处环境，主要如下：一是根据国家相关要求，设置视距的有限区间，如国家规定道路工程中直线行驶时间应≥3 min，因此直线视距需要充分考虑3 min 的行驶时间，视距范围应超过正常行驶该时间之外的区间。在正常道路中，超车是常见的驾驶操作，且超车需要驾驶人员拥有相对广阔的视野，前后车辆都需要对路况进行判断，提前规避行车风险。整体看来，行车安全视距设计应以突发情况下紧急制动为关键参考，制动停车的距离是驾驶视距的主要标准，则制动停车距离计算公式为：

式中，St——制动停车距离；Sf——应急反应距离；Sz——行车制动距离；Sa——安全距离。

3.1.3 路线交叉设计

路线交叉位置为驾驶员判断错误多发区域，参照《城市道路工程设计规范》（CJJ37—2012）的相关指标，对路线交叉路口进行优化，根据车辆通行的流量设置交通控制灯，交叉路口角度的设计应在规定最高限值范围内，以减少驾驶员操作不当而诱发的交通事故。

3.2 纵断面设计

上下坡道的坡长以及坡率等是在对纵断面进行设计的过程中应思考的问题，整个道路最小纵坡率必须不低于0.3%，如果在低于0.3%的情况下，必须通过设计锯齿形排水沟的方式来避免各种路面问题的出现。而坡长设计要注意与车速行驶保持15 s 左右的适当距离。对于一些距离较长的陡坡，一些车辆的发动机可能出现动力不足的情况而影响到整个车辆的行驶，在下坡的时候出现制动失效的现象也会有所增加。所以对这部分设计工作一定要给予较强的重视，尽可能设计出坡度小于3%的缓坡，保证每个车辆都能够处于安全的状态下行驶。

3.3 线形综合运用

首先为平面直线与纵断面直线之间的组合，在进行设计时应当对当前地区内部的道路行驶条件、车辆驾驶特征以及交通事故资料等特点进行全面分析，从而进一步构建出公路运转速度协调性、线形指标设计一致性等与安全性相关的评价模型，建立起一种具备全面性、客观性的安全评价框架，而后在框架内部选择科学合理的技术手段来对路线进行设计；其次为平面直线与纵面凹形竖曲线之间的结合，在周边地形环境的应用过程中，还要进一步征求当地政府部门与规划部门的意见，确保路线、桥梁等构造物能够有效提升道路的安全性与稳定性。

3.4 辅助设计

路标是公路建设中的重要因素，不仅可有效降低交通事故发生率，而且可以起到重要的指示作用。路标设计的质量必须得到强有力的保证，设计人员在进行路标设置时，要先对周边区域进行交通流调查，可安排车辆多次试验行驶，在可能造成交通事故路段设置路标。除国家统一规定的路标之外，可根据道路路况设计具有特色的路标，一方面可以作为道路工程的特色，另外一方面也提升了道路工程的行驶安全。交通信号灯是道路当中的重要设施，随着路况和车流量的变化，交通信号灯的数量和形式也会发生对应的变化。

3.5 完善指标体系

应提前建立起道路总体路线设计合理性的评价指标体系，以确保路线设计各个方面都能最大限度地满足工程建设要求。

技术指标：对道路路线设计进行相对宏观的控制，根据道路等级、具体参数等设计相应的评价指标，包括路线长度、宽度、耐久度、跳车指数等。查看道路是否与毗邻路网有充分的衔接性，所选路径和各类道路属性是否与环境相匹配，路线设计是否便于施工，是否满足长期规划要求；主道、辅导、非机动车道、人行道等设计是否合理，曲线设计是否满足最优最大的设计要求，避免出现超限设计；道路与沿途街道的结合度，道路高程是否满足地下管线的需要，纵坡是否能满足排水要求。

经济指标：道路总体路线的设计与建设涉及大量的经济因子，工程造价是最基本的因子之一。所设计的方案应尽可能减少工程建设所需的各种人工、设备、材料、资源、管理等费用，降低工程消耗；道路工程所占自然资源应合理，包括整体用地面积、损坏植被数量、征地面积及征地补偿数额；建成后道路工程所能带来的直接或间接经济收益，如经济净现值、预期区域经济提升效果等。

生态指标：以保护环境、节能减排为宗旨，评价设计方案对周边自然环境产生的影响。一方面是生活环境，所选路线方案应避免对生活环境产生不利影响，如汽车尾气和气流产生的扬尘、运输掉落的残渣、汽车行进时或鸣笛产生的噪声、地表水和地下水污染、居住空间与工作空间的断带隔离等；另一方面是自然环境，道路总体路线设计应尽量契合地形地貌，避免破坏性施工导致的原生态环境缺陷，路线选择尤其是大流量道路路线的设计，应考虑避开动物迁徙或集中栖息场地，在选线之前应积极对区域内的自然环境进行调研，减少动植物受到的负面影响。

4 总结

道路工程设计工作对工程整体价值具有关键性影响，为进一步提高工程的综合效益，应当在既定的原则下完成设计，平衡并提高道路工程的经济、安全、环保价值。从整体上分析，道路总体路线设计的质量与设计人员、设计细节等关联紧密，科学的设计与管理方法可以推动道路工程发展，提升道路的安全性和合理性，使道路工程更好地为现代社会服务。