山區(qū)公路線形設(shè)計中應(yīng)注意的問題

楊峰

摘 要：本文通過運行速度理論，對低等級山區(qū)公路進行線形質(zhì)量評價，且遵循運行速度要求對初始選定路線進行檢查及修改，以此進行路線技術(shù)指標的確定，保證公路線形要素合理搭配設(shè)計速度。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路；線形設(shè)計；運行速度

中圖分類號：U412.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）04-0133-02

作為一個多山國家，我國山區(qū)占地面積達到69%，尤其是西部12個省市，山區(qū)比例超過了80%。山區(qū)具有山高谷深、高差大、地形及地質(zhì)復(fù)雜等特點，進而導(dǎo)致公路工程項目投資大、工程艱巨。而公路線形對公路條件起決定作用，公路線形指標是否合理，同樣對構(gòu)造物設(shè)置、環(huán)境破壞程度及建設(shè)費用影響較大，甚至威脅到駕駛?cè)藛T的行駛安全。由此可見，道路線形和道路安全關(guān)系極為密切，尤其在山區(qū)低等級公路上最為顯著。與平原地區(qū)相比，山區(qū)具有較為復(fù)雜的自然條件，生態(tài)環(huán)境制約嚴重，影響因素較多。山區(qū)自身因素將加大行車難度，進而要求必須提高山區(qū)公路線形設(shè)計質(zhì)量，線形設(shè)計是否合理直接決定著車輛行駛的舒適性、安全性。為此，必須在設(shè)計階段檢驗并評價公路線形，且以此找出線形存在的不足，并加以修正。

1 運行速度的概況

在公路設(shè)計中，需要全面分析和總結(jié)影響交通工具在公路上行駛的各種因素，綜合考慮影響公路設(shè)計項目的具體因素，從而確保各類交通工具都能夠安全行駛在公路上。在公路線形連續(xù)性設(shè)計中，主要分為設(shè)計車速法和運行速度法兩種常用的設(shè)計方法。其中涉及到可能速度，一般指氣候和交通條件良好的情況下，駕駛員熟練的行駛在某路，且只有公路本身線形影響汽車行駛情況下達到的穩(wěn)定速度，該速度不需要對交叉口、非機動車干擾以及行人進行考慮；駕駛員駕駛汽車在一定公路寬度和視野足夠的線形下能夠達到的最大速度。

而運行速度法作為比較新穎的設(shè)計方法，比傳統(tǒng)的設(shè)計車速法更具實際意義，其能夠使公路的線形質(zhì)量得到改善，使交通工具能夠更加安全的行駛在公路上，大大提高駕駛?cè)藛T的舒適度。運行速度是指交通處于自由流狀態(tài)，天氣不錯的情況下，在路段特征點上測定的第85個百分位上的車速。在道路線形設(shè)計中運行速度的應(yīng)用優(yōu)點如下：

（1）有效防范了設(shè)計速度作為固定值并用來設(shè)計公路線形存在的盲目性及不具體性；（2）一般由實測數(shù)據(jù)確定運行速度，線形設(shè)計要求通過運行速度確定，與車輛行駛要求相符，可處理好設(shè)計要素之間的相容問題；（3）可對實際行駛車速的所有影響因素進行綜合考慮，如駕駛員、環(huán)境等。為此，道路線形問題通過運行速度進行研究，更具科學性、全面性；（4）利用速度變化控制原則，統(tǒng)一所有路段的速度，防止速度突變點產(chǎn)生，進而滿足公路路線連續(xù)的要求。

2 山區(qū)公路線形設(shè)計評價指標

作為一個實際統(tǒng)計值，在道路設(shè)計階段，因道路修建工作未開始，運行速度無法表示道路通行時車輛行駛的運行速度，此時必須采取預(yù)測模型合理預(yù)測運行速度。選用“分段預(yù)測”原則用于山區(qū)公路安全性評價，把道路進行若干段落劃分，在各個段落上預(yù)測車輛運行速度，因段落不同，劃分標準也存在一定差異。根據(jù)山區(qū)公路特點長坡度、小半徑等進行如下劃分。

直線段：R∈[600，+∞]，I∈（-3%，3%）

縱坡段：R∈[600，+∞]∪I≤-3%或R∈[600，+∞]∪I≥3%

平曲線段：R<600∪I∈（-3%，3%）

彎坡組合段：R<600∪I≤-3%或R<600∪I≥3%

基于運行速度的公路線形評價方法可對線形進行定量評價，其具備客觀性及合理性，是公路安全設(shè)計的主要趨勢。筆者通過運行速度，通過線形設(shè)計協(xié)調(diào)性、連續(xù)性評價指標對山區(qū)公路設(shè)計進行探討。

（1）線形設(shè)計協(xié)調(diào)性評價指標。道路線形設(shè)計協(xié)調(diào)性評價是指路線是否安全，可選取線路設(shè)計速度和運行速度之間的差值進行評價，作為道路安全設(shè)計的主要成分，協(xié)調(diào)性評價是道路線路安全性評價的主要指標之一。據(jù)相關(guān)資料顯示，速度變化的大小與事故頻率之間關(guān)系密切，兩者之間為正比例關(guān)系。當行駛速度和計算行車速度之間差值增加時，則事故率也會隨之增多。為此，本文以△V作為設(shè)計協(xié)調(diào)性評價指標，則其計算公式如下：

ΔV=|V85-V設(shè)|

其中，運行速度和設(shè)計速度差值可由△V表示；

運行速度可由V85表示；

設(shè)計速度可由V設(shè)表示。

通過以上分析，可以看出運行速度和設(shè)計速度之間差值越大，則事故產(chǎn)生機率越高，為獲取定量指標，可建立事故率和△V之間的公式，如下：

I=aebΔV

其中，路段事故率可由I表示；

待定系數(shù)可由a、b表示；

指數(shù)由e=2.72表示。

通過多元非線性回歸方式確定系數(shù)，得出a=0.2462，b=0.0806，則關(guān)系曲線圖如圖1所示。

（2）線形連續(xù)性評價指標。路線線形連續(xù)性和道路安全關(guān)系極為密切，而線形連續(xù)性也必須考慮運行速度問題，當路段具有良好連續(xù)性指標時，則運行速度具有連續(xù)均衡性；如路段連續(xù)性較差時，則運行速度極易產(chǎn)生突變點或較高變化率，為此，可通過運行速度變化率對線形指標的合理性及連續(xù)性進行量化，并以此對山區(qū)公路的安全性進行評價。

3 山區(qū)公路線形設(shè)計改善措施

3.1 協(xié)調(diào)性改善措施

協(xié)調(diào)性改善主要用于驗算不安全路段相關(guān)技術(shù)指標的安全性，如與安全性要求不符，應(yīng)做好調(diào)整工作，具體改善措施如下。

（1）平面改善措施。第一，平曲線半徑。針對行車不安全點，在不改變其他條件的基礎(chǔ)上，可通過運行速度計算值對平曲線半徑值進行反算。相比反算的平曲線半徑，設(shè)計速度相應(yīng)的平曲線半徑較小時，則應(yīng)增加平曲線半徑，也可減小運行速度相應(yīng)的平曲線半徑。第二，緩和曲線。要求按照運行速度對圓曲線半徑、超高橫坡度等變化影響，對緩和曲線參數(shù)進行適當調(diào)整，同時還需對相近緩和曲線參數(shù)比值的均衡性進行分析。緩和曲線評價過程中，應(yīng)保證其長度與超高漸變率長度最小值相符。（2）視距保證措施。在丘陵區(qū)交叉口、減速車道等事故頻發(fā)路段，需根據(jù)運行速度計算值評價大貨車車輛停車視距，而小客車停車視距則選取路段運行速度計算值進行評價。（3）縱斷面。路段運行速度計算值和設(shè)計速度差值在每小時20km以上時，需根據(jù)運行速度計算值對其相對路段的參數(shù)進行調(diào)整，如坡度、坡長等。（4）橫斷面。爬坡路段，相比設(shè)計速度，貨車運行速度計算值較低時，或與設(shè)計服務(wù)水平需求不符的情況下，需進行爬坡車道地合理設(shè)置，盡可能滿足路段通行需求。

3.2 連續(xù)性改善措施

（1）減小相鄰路段運行速度差值。相鄰路段中其中一路段運行速度較高時，可適當減小該路段運行速度，以此達到線形連續(xù)性改善的目的。可通過兩種方法實現(xiàn)，其一，平面線形改變措施。伴隨平曲線半徑、直線長度的不斷降低，運行速度也隨之減小，此時路段為平曲線時，則可減小其半徑進行改善；如為直線段時，可設(shè)置平曲線，盡可能降低其運行速度。其二，因縱坡坡度在3%以上，伴隨坡度的增加車輛上坡時運行速度減小，運行速度降低幅度隨坡度長短增減，此時為降低運行速度，可改變縱坡值或坡向。（2）增加相鄰路段距離。與直線段相比，于運行速度而言，縱坡段坡度及坡長影響較大，為此，路段間運行速度變化率的降低可通過增加縱坡段坡長得以實現(xiàn)。因運行速度在曲線段主要體現(xiàn)在緩和曲線上的調(diào)整，為此，增加相鄰段距離可理解為相鄰段緩和曲線長度的增加。通過增加相鄰路段距離，可改善路線連續(xù)性。

4 結(jié)語

綜上所述，為滿足設(shè)計安全性，必須重視設(shè)計速度，而運行速度是針對實際應(yīng)用中設(shè)計速度缺陷而提出的，其能夠充分反映公路平縱線形指標的順暢性及安全性。計算運行速度，也可為公路安全性評價提供可靠依據(jù)。為此，本文基于運行速度，對山區(qū)公路線形設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容進行了探討，以期全面提升公路建設(shè)的質(zhì)量，提高行車安全性。

參考文獻

[1]朱雪梅，朱雪鋒.淺談道路交通安全設(shè)施設(shè)計——以南寧市快速環(huán)路交通綜合整治為例[J].廣西城鎮(zhèn)建設(shè)，2010，（06）：80-82.