淺議山區(qū)公路路線特點(diǎn)和交通工程安全設(shè)施設(shè)計(jì)原理

邵高強(qiáng)，朱 凱

(中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院)

目前我國(guó)的公路建設(shè)已經(jīng)從平原區(qū)進(jìn)入了山區(qū)，作為地方人民群眾生產(chǎn)生活的重要基礎(chǔ)設(shè)施，公路建設(shè)可加快當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)人民的富裕。然而公路的建設(shè)是否體現(xiàn)了“安全、環(huán)保、舒適、和諧”的新理念，在保證行車安全的同時(shí)，是否能最大程度為當(dāng)?shù)厝罕姷纳钐峁┳畲蟊憷桶踩Ｕ希绾巫畲笙薅鹊慕档凸こ淘靸r(jià)，保障行車的安全性，將人、車、路、環(huán)境達(dá)到和諧統(tǒng)一，都需要將主體工程與交通工程安全設(shè)施統(tǒng)一的進(jìn)行規(guī)劃，以達(dá)到行車上安全，經(jīng)濟(jì)上合理的目的。同時(shí)，交通部頒布的《公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件編制辦法》(交公路發(fā)［2007］358號(hào))已將交通工程安全設(shè)施納入路線內(nèi)容部分，這勢(shì)必對(duì)今后的公路建設(shè)提出一個(gè)大的方向，安全設(shè)施與道路路線設(shè)計(jì)的統(tǒng)一對(duì)提升公路的整體使用功能有了更高的要求。

1 在設(shè)計(jì)過程及后期檢查中對(duì)成果進(jìn)行符合規(guī)范性檢查

符合規(guī)范性檢查主要從道路幾何設(shè)計(jì)的平面、縱面及橫斷面著手進(jìn)行，以道路設(shè)計(jì)速度80 km/h和60 km/h，路基寬度12 m和10 m為例分析。

1.1 平面

看公路平面設(shè)計(jì)是否滿足規(guī)范主要結(jié)合項(xiàng)目的特點(diǎn)和實(shí)際的自然情況考察以下幾個(gè)要素。(1)長(zhǎng)直線過長(zhǎng)的直線會(huì)使司機(jī)行車單調(diào)乏味、增加疲勞感、分散注意力，很難準(zhǔn)確目測(cè)車距，影響行車安全。(2)短直線路段同向曲線之間插入長(zhǎng)度不夠直線，成為斷背曲線，此類曲線容易產(chǎn)生把直線和兩段曲線看成反向彎曲的錯(cuò)覺，容易導(dǎo)致判斷失誤，反向曲線之間的直線過短，對(duì)于有超高、加寬的反向曲線，將不能實(shí)現(xiàn)反向變化的平穩(wěn)過渡，導(dǎo)致行車隱患。(3)同向連續(xù)多個(gè)平曲線的過渡:不設(shè)緩和曲線時(shí)，小圓半徑大于不設(shè)超高的圓曲線最小半徑，或小圓半徑滿足復(fù)曲線中小圓臨界圓曲線半徑且滿足下列條件之一。①小圓按最小回旋線長(zhǎng)度設(shè)置回旋線時(shí)，大圓與小圓的內(nèi)移值之差小于0.10 m時(shí);②設(shè)計(jì)速度大于或者等于80 km/h，大圓半徑小圓半徑之比小于1.5;③設(shè)計(jì)速度小于80 km/h，大圓半徑與小圓半徑之比小于2時(shí)，設(shè)緩和曲線時(shí)，相鄰圓曲線半徑之比宜在0.2～0.8之間。(4)反向連續(xù)多個(gè)平曲線的過渡相鄰曲線半徑比控制在1～2為宜，連續(xù)路段的多個(gè)平曲線，其半徑值呈由大到小逐減或由小到大逐增的布置，半徑比應(yīng)小于1.5，才能達(dá)到曲率的均衡變化。

1.2 縱面

公路縱面設(shè)計(jì)符合規(guī)范與否，主要結(jié)合項(xiàng)目的具體特點(diǎn)和實(shí)際情況審查以下幾個(gè)方面:(1)縱坡坡度設(shè)計(jì)最大縱坡不能超過規(guī)范規(guī)定的最大縱坡值;(2)坡長(zhǎng)對(duì)于某一坡度，設(shè)計(jì)坡長(zhǎng)不能超過規(guī)范規(guī)定的最大坡長(zhǎng);同時(shí)從良好的視線誘導(dǎo)和行車舒適性考慮，滿足最小坡長(zhǎng)的規(guī)定;(3)高填方路段過高的填土?xí)斐刹缓侠淼倪^多占地;(4)沿溪線的縱坡不可太低，否則易造成河流洪水期的公路水毀。

1.3 橫斷面

橫斷面主要審查路基橫斷面寬度、爬坡車道、觀景平臺(tái)、公交車停靠站及在路肩上設(shè)置的防護(hù)設(shè)置是否侵入公路建筑限界，是否滿足會(huì)車視距的橫凈距。

(1)路基橫斷面寬度。

從通行能力、運(yùn)行速度及車輛橫向偏移，及公路運(yùn)營(yíng)期間非汽車交通混合行駛的狀況等方面考慮，我國(guó)規(guī)定設(shè)計(jì)速度等于80 km/h，行車道寬度不小于3.75 m，設(shè)計(jì)速度等于40 km/h行車道寬度不小于3.50 m，硬路肩寬度分別取1.5 m和0.75 m路基寬度分別選用12 m和10 m比較適宜。

(2)爬坡車道。

是否設(shè)置爬坡車道主要考慮行車速度對(duì)通行能力的影響，如導(dǎo)致通行能力降低或行車速度過低，則需設(shè)置爬坡車道。以便提高山區(qū)高速公路的服務(wù)和安全水平。

(3)觀景平臺(tái)、公交車停靠站。

觀景平臺(tái)、公交車停靠站的設(shè)置主要考慮當(dāng)?shù)芈糜魏腿罕姷纳畋憬菪枰趯?shí)際的操作設(shè)計(jì)中，采用了3.5 m的寬度。

(4)路側(cè)建筑限界的檢查。

主要檢查路側(cè)土路肩的擋土墻、護(hù)欄及路側(cè)設(shè)置的標(biāo)志是否侵入公路建筑限界。

1.4 視距、合成坡度、超高

(1)視距。

視距主要分為中央分隔帶視距和路側(cè)視距，此項(xiàng)目的視距主要為路側(cè)視距，且為會(huì)車視距(會(huì)車視距為停車視距的2倍)，對(duì)于小半徑大偏角處的道路來說，基本上不可能使內(nèi)側(cè)車道保證有足夠的視距，所以只有通過橫斷面上開挖視距臺(tái)，并且配合限速標(biāo)志來改善視距。

(2)合成坡度。

合成坡度的評(píng)價(jià)按《指南》中提供的方法進(jìn)行。實(shí)際操作中，最大的縱坡坡度及最大的超高橫坡度兩者都取極限值時(shí)，合成坡度值低于規(guī)范規(guī)定的要求時(shí)，公路整個(gè)路段就都滿足合成坡度的要求。如項(xiàng)目位于山區(qū)且多段路線位于橫坡較陡的傍山路段，故山區(qū)段最大的合成坡度，控制在8%，同時(shí)考慮道排水的要求，最小的合成坡度控制在0.5%。

(3)超高。

車輛在曲線半徑上行駛時(shí)會(huì)產(chǎn)生橫向力，這個(gè)橫向力由橫向力系數(shù)和超高共同承擔(dān)。根據(jù)最大超高值和最大橫向力系數(shù)可以求出極限最小曲線半徑。求出最小曲線半徑后，對(duì)于大于最小曲線半徑的曲線半徑以及一定的設(shè)計(jì)速度，超高和橫向力系數(shù)之間應(yīng)當(dāng)有一定的分配方式，即橫向摩阻系數(shù)和應(yīng)用的超高率之間有著一個(gè)邏輯上的關(guān)系。按曲線半徑以適當(dāng)比例分配，可以求出任意曲線半徑下的橫坡值和橫向力系數(shù)值。設(shè)計(jì)中采用的是超高和橫向摩阻系數(shù)與曲線半徑成曲線關(guān)系的方法來進(jìn)行分配。

2 綜合評(píng)價(jià)檢查

2.1 平縱面線形組合的原則

高速公路平縱線形的組合主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。應(yīng)保證視覺上的連續(xù)性，平曲線與豎曲線應(yīng)完全對(duì)應(yīng)，且平曲線應(yīng)比豎曲線長(zhǎng)，若平曲線與豎曲線錯(cuò)位，其相位不應(yīng)超過平曲線長(zhǎng)度的1/4(可通過平、豎曲線的曲率圖零點(diǎn)進(jìn)行判別)，且保證駕乘人員在路上所看到的空間線形不超過兩個(gè)，豎曲線不超過三個(gè)，避免豎曲線的頂點(diǎn)設(shè)在平曲線的起點(diǎn)附近(凸曲線是駕駛?cè)藛T從視覺上感覺公路似乎斷頭，凹曲線底部易產(chǎn)生排水的問題);避免一個(gè)平曲線內(nèi)設(shè)置3個(gè)以上的豎曲線(否則會(huì)使駕駛?cè)藛T把公路看作是多段似的)。

應(yīng)保持線形在視覺上、心理上的均衡，平豎曲線應(yīng)配合均衡。當(dāng)平曲線半徑小于1 000 m時(shí)，豎曲線的半徑宜取平曲線的10～20倍，當(dāng)平曲線半徑大于1 000 m時(shí)，豎曲線的半徑宜取平曲線半徑的20～50倍，這樣可獲得較好的視覺效果。避免豎曲線與平曲線之比小于6倍的組合。

應(yīng)根據(jù)路面排水和汽車行駛動(dòng)力學(xué)的要求，選擇適當(dāng)?shù)暮铣善露取＿^大的合成坡度對(duì)汽車行駛安全沒有保證，過小的合成坡度在平曲線起點(diǎn)附近會(huì)產(chǎn)生排水的問題。應(yīng)考慮公路與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)。如果線形與所經(jīng)過的環(huán)境不協(xié)調(diào)，會(huì)加大工程的造價(jià)，又不能給駕乘人員一個(gè)安全數(shù)較高的視覺環(huán)境。

2.2 組合設(shè)計(jì)的一般控制

平曲線的曲率要與縱坡相適應(yīng)，避免急彎與平坡、陡坡、長(zhǎng)坡道與長(zhǎng)直線和緩和曲線的組合。

同一平曲線內(nèi)避免縱斷面上的頻繁變化，否則會(huì)使駕駛?cè)藛T在一定距離內(nèi)看到一系列凹凸起伏的路線，一般豎曲線個(gè)數(shù)以不超過3個(gè)為宜。

避免凸曲線的頂部、凹曲線的底部與急彎組合。前者的行車是危險(xiǎn)的，它使駕駛?cè)藛T不能看到平面線形的變化，特別在夜間當(dāng)燈光束直射前方空間時(shí)更加危險(xiǎn)。后者從遠(yuǎn)處看前面的路段好像縮短了似的，而且在坡道處往往因車輛速度較快而造成不穩(wěn)定的行駛，特別在夜間更加危險(xiǎn);避免將豎曲線設(shè)在反向平曲線的短直線段內(nèi)或較長(zhǎng)直線接平曲線起點(diǎn)附近;避免凸形豎曲線設(shè)在平曲線的起點(diǎn)附近;避免豎曲線與平曲線錯(cuò)半個(gè)相位;避免將豎曲線的頂點(diǎn)與反向平曲線的拐點(diǎn)重合;避免豎曲線與小于一般最小半徑的平曲線組合或者小于一般最小半徑的豎曲線與平曲線組合。

2.3 綜合分析

在評(píng)價(jià)過程中，還需研究并采用平縱橫組合的方法，即對(duì)長(zhǎng)直線、大縱坡、短直線、高填方、小豎曲線半徑、小半徑、曲線過渡、小轉(zhuǎn)角進(jìn)行綜合分析。綜合分析的思路是在以上對(duì)平面縱面進(jìn)行分析的過程中，對(duì)每種可能存在危險(xiǎn)的情況預(yù)留一定的保障和余量，比如2 km以上的直線作為長(zhǎng)直線，但當(dāng)查數(shù)據(jù)時(shí)，將1.8 km以上的直線均算作長(zhǎng)直線。從單一因素考慮，符合規(guī)范的要求不屬于潛在危險(xiǎn)，但當(dāng)兩種或兩種以上的接近規(guī)范規(guī)定值的因素共同作用時(shí)，其綜合作用效果就可能超過安全容許值，成為潛在的危險(xiǎn)路段，需先對(duì)其進(jìn)行主體工程上的處理。

3 交通工程安全設(shè)施的配合

在實(shí)際操作當(dāng)中，結(jié)合上述評(píng)價(jià)檢查的結(jié)果，結(jié)合山區(qū)二級(jí)公路的特點(diǎn)和造價(jià)控制和布線的結(jié)果，對(duì)線形相對(duì)緊迫和視距相對(duì)不良，且主體工程調(diào)整困難的路段及靠近村莊的路段，綜合考慮駕乘人員的心理、視覺的因素，設(shè)計(jì)者可通過在合適的位置設(shè)置警告標(biāo)志、視線誘導(dǎo)標(biāo)志、路面標(biāo)線、震動(dòng)標(biāo)、護(hù)欄等一系列的安全設(shè)施，對(duì)主體工程進(jìn)行配合補(bǔ)充，從最大的程度上體現(xiàn)“安全、環(huán)保、舒適、和諧”的新理念，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)上合理，使用上安全的設(shè)計(jì)要求。

通過采用以上評(píng)價(jià)檢查步驟及方法，對(duì)山區(qū)二級(jí)公路進(jìn)行了路線設(shè)計(jì)成果的檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)，最大限度地提高公路的使用品質(zhì)，大大提升行車的安全，最大限度的保障道路使用者的安全。

［1]公路工程施工監(jiān)理規(guī)范(TJT 077-95)［S］.

［2]雷俊卿.公路工程監(jiān)理培訓(xùn)教材·合同管理［M］.北京:人民交通出版社，1999.