市政道路路線線形設計關鍵點研究

任廣學

中鐵上海設計院集團有限公司

1 前言

結合調研可以發(fā)現，參考要素不全、與實際應用脫節(jié)、專業(yè)素質薄弱、高危路段路線設計不當均屬于市政道路路線線形設計常見問題，市政道路的安全性、實用性很容易受到影響。為此，盡可能提升市政道路路線線形設計水平，正是本文圍繞該問題開展具體研究的原因。

2 市政道路路線線形設計概述

實際開展施工方案編制以前，設計人員會將道路路幅的中心線當作基線，針對道路的線形及縱斷面展開立體設計。車輛行駛在道路中，駕駛人員會因線形設計的影響感受到不同的駕駛體驗，這便是道路線形設計。尤其值得關注的是，有必要針對市政道路中事故出現概率較高的路段開展有效、合理的設計，以避免因線形設計不合理等因素，影響駕駛人員的安全出行[1]。

3 市政道路路線線形設計常見問題

3.1 參考要素不全

受教育體制及我國市政道路發(fā)展起步時間較晚等因素影響，目前市政道路設計人員在經驗方面有所欠缺，設計單純基于車速進行，路線線形設計未能與環(huán)境相融合的情況較為常見。此外，設計人員常常忽略車速變化影響，導致市政道路路線線形設計產生偏差的情況也經常出現。若設計人員忽視自然因素影響，將導致市政道路與建筑將無法形成較好的協(xié)調，由此引發(fā)的交通事故頻發(fā)問題也不容忽視。

3.2 與實際應用脫節(jié)

很多市政道路路線線形設計存在與現實效果偏差較大的問題，主要原因是設計人員不能結合客觀環(huán)境靈活處理各種線形關系。如設計不結合客觀環(huán)境，將導致路線線形設計不能夠匹配駕駛員的駕駛習慣，設計的線形顯得過于突兀且存在舒適度問題，很多安全隱患也可能隨之出現[2]。

3.3 專業(yè)素質較薄弱

若市政道路設計人員專業(yè)素質較薄弱，設計將無法保證路線線形與道路周邊環(huán)境較好的結合，并影響到市政道路的安全性。例如，專業(yè)素質較薄弱的設計人員往往會忽視無障礙等人性化的設計內容以及乘客的舒適度等問題。

3.4 高危路段線形設計不當

對于市政道路來說，多路口路段、視距不良路段、道路排水不暢路段、彎道陡坡路段均屬于典型的高危路段，如這類路段線形設計不當，市政道路安全使用將受到嚴重影響，市政道路相關設計人員應該引起足夠重視[3]。

4 市政道路路線線形設計關鍵點

4.1 充分結合工程實際

為保證市政道路路線線形設計質量，必須對市政道路周邊經過的地區(qū)開展針對性分析，提高市政道路與周邊地塊的融合程度，滿足當地實際交通需求。市政道路路線線形設計還需要關注未來的性能價值和使用指標，以此進一步提升設計的科學性與合理性。因此綜合考慮周邊地質條件、地貌及構筑物，從工程實際角度出發(fā)，才可以保障市政道路路線線形設計更好地周邊環(huán)境發(fā)展相適應。

4.2 平面線形設計關鍵點

在市政道路平面線形設計中，安全性的嚴格把控、曲線變化的有效分析、周圍環(huán)境的具體分析均需要設計人員重視。在安全性把控中，市政道路路線線形設計必須嚴格遵循安全第一原則，避免長直線盡頭接小半徑曲線；在曲線變化的有效分析中，需避免小半徑反向曲線多次連接，減少駕駛過程中駕駛員過于頻繁的調整方向。周圍環(huán)境的具體分析需重點關注地勢陡峭地區(qū)、山地地區(qū)，并對特殊地勢開展針對性設計，避免線形較差的連續(xù)下坡或爬坡影響市政道路的安全性。在穿越城市和景區(qū)的過程中，市政道路平面線形設計的美觀性也需要引起重視，應保證設計能夠較好融入城市風格，實現符合自然環(huán)境的線形設計[4]。

4.3 縱斷面設計關鍵點

在市政道路縱斷面設計設計中，必須充分結合周邊環(huán)境的地勢和地形條件，以此開展具體分析、針對性設計。考慮到道路急促起伏變化很容易對駕駛員視線造成影響，并可能導致道路安全事故的發(fā)生。因此設計過程中可有條件地采用一處大半徑豎曲線代替相鄰連續(xù)豎曲線的方式。在縱斷面的設計中，還需要考慮填挖土方工程量的平衡及填、挖土方的運輸距離，為后續(xù)施工提供支持。

4.4 平、縱線形組合設計關鍵點

作為市政道路路線線形設計的組成部分，平曲線與縱斷面組合設計極為關鍵，這一組合設計直接關系著駕駛員視覺上的連續(xù)性、乘客舒適度及道路安全性。為保證縱面線形和平面線形組合設計質量，首先應重點關注縱坡較大地段，針對性調整小半徑曲線，以規(guī)避縱坡過大可能引發(fā)的安全隱患。其次在平原地區(qū)，為保證設計規(guī)范性并滿足排水效果，還需要結合地塊規(guī)劃合理把控豎曲線的運用，避免局部排水不暢。平、縱線形組合設計中若能夠保證空間線條的連貫性，滿足駕駛人員的心理需求和視覺感受可以有效降低交通事故發(fā)生概率。因此市政道路線形設計中必須充分考慮駕駛員的駕駛感受，立足于人體的感官體驗進行平、縱線形組合設計[5]。

線形組合協(xié)調性高低，也會影響交通安全，如果平、縱線形均能夠良好符合單條線設計標準，但線形組合表現卻不符合設計要求，也會導致道路安全事故出現的可能性大幅提升。結合相關文件內容，如果每小時公路速度不超過40km，則應保證線形要素符合要求數值，針對造價開展科學評估，并適當的設計線形要素組合，盡可能地防止一些不良的組合，對行駛車輛的安全造成影響；如果每小時公路速度等于或者超過60km，則應注重針對線路開展科學的平縱組合設計，以保證公路的舒適性、安全性，并實現對視覺的合理誘導。

4.5 其他關鍵點分析

針對現階段取得一定成效的市政道路線形設計展開實踐研究，可以得知，基于人員層面，也存在一些值得關注的關鍵點，對其提起重視，有助于更好地提高市政道路整體設計的實效性。

（1）舒適性。一般來講，車輛駕駛室的空間相對較小，因此想要達到舒適性要求，設計人員有必要重視線形設計的協(xié)調性，并確保豎直和水平面，以及道路橫斷面的布設清晰性和科學性，這有助于在保證駕駛人員安全的基礎上優(yōu)化其舒適性。

（2）美學設計。隨著城市化進程的快速推進，各類工程的設計和實施越來越重視美學元素。市政道路作為城市各節(jié)點的重要聯(lián)絡路徑，更能夠將城市建設的美學特征直觀的突顯出來。倘若設計人員在市政道路設計中不能夠科學地設計線形，這勢必會影響城市整體美學。因此，線形設計中應充分結合城市美學的元素。

5 市政道路高危路段路線線形設計

5.1 設計方法

5.1.1 直線線形設計

此類設計方法，是現階段應用的較為廣泛的線形設計方法，也是能夠對道路交通安全和路線線形整體設計質量起到較大影響的因素之一。直線段設計的太長或者太短，均會在一定程度上對駕駛人員的心理產生影響，并增加交通事故的概率。具體而言，車輛行駛在長直線道路上時，駕駛人員的視野會較為開闊，進而會產生一種自我即中心的感覺。在這種情況下，一些駕駛人員便會忽視安全因素，嘗試超過其他車輛或者加快車速。駕駛人員的這種心理活動是十分危險的，特別是在高速公路的行駛過程中。這是因為在長直線路段上行駛時，駕駛員的視野會跟隨車輛速度的提升不斷趨于狹窄化，但駕駛員由于心理上的放松會出現反應遲鈍的情況，在這種狀況下一旦遭遇突發(fā)狀況，駕駛人員通常難以立即做出反應并采取相應措施，從而會導致事故出現。直線路段過短，對車輛的行駛也會產生不利影響。在短直線路段上行駛的過程中，如果兩個彎道距離存在一定限制，駕駛人員在經過第一個彎道以后極易忽視接下來的彎道，誤將其視為短直線，如此一來，便會導致安全事故出現。

5.1.2 科學設計交通標志

從整體布局角度而言，設計人員也需要針對道路中的交通標志和其他相關標志設施進行統(tǒng)籌設計，避免其相互矛盾。科學的對引導標志進行設計，是為了針對沒有充分把握周邊位置路網體系的駕駛人員進行適宜、科學的引導性操作。在實際設計過程中，設計人員需要充分考慮交通標志與其他建筑物或構造物的相對位置關系，并重視并分析行車速度及駕駛人員的反應時間，以確定交通標志的放置區(qū)域，避免交通標志被遮擋并提高交通標志的可識別性。

5.1.3 豎曲線和平曲線設計

在路線線形設計過程中，為了保證平曲線和豎曲線半徑的均勻和平衡，需要對其大小進行統(tǒng)籌協(xié)調設計，在保證駕駛員安全的前提下提高施工經濟性。例如，在豎曲線和平曲線的組合設計中，豎曲線的半徑一般為平曲線半徑的10～20倍。另外，平曲線和豎曲線的組合方式也對線形設計有著較大的影響。基于多方面實踐研究能夠分析出，平曲線長度應長于豎曲線長度，且平曲線和豎曲線的組合設計應保證駕駛員視覺的連貫性，避免兩種曲線的最不利組合設計，比如凸形或凹形豎曲線與小半徑平曲線或“S”形曲線的組合等。

5.2 具體策略

5.2.1 改善彎道陡坡路段線形

為更好保證市政道路運行安全，彎道陡坡路段線形的改善必須得到設計人員重視，有條件路段盡可能采用“取彎為直”的線形組合方式取代彎道陡坡設計。在彎道陡坡路況下，結合機動車車輛性能并保證行車安全，有條件情況下需要加長平面長度以降低縱坡，并按規(guī)范要求進行市政道路橫坡及超高設計。如改線設計較為困難，應開展專題評估，基于原有線形基礎開展進一步優(yōu)化設計，以此對緩和曲線和圓曲線的半徑進行調整，如采用“直線+緩和曲+圓曲線+緩和曲線+直線”的設計，有條件盡可能采用緩和曲線代替直線路段，保證線形最大限度符合車輛行駛要求。若路段的縱坡較大，可適當延長轉彎長度，以此減小縱坡。為避免出現連續(xù)起伏路段，除上述加大豎曲線外也可以結合平面線形，在相鄰豎曲線中間加入緩坡段。另外在彎道陡坡路段，必須充分結合車速，保證道路橫坡及超高與車速和平曲線半徑相適應。

5.2.2 線形視距控制策略

對于市政道路中的視距不良路段，可利用圖解法繪制視距包絡線或計算最大橫凈距方法開展平曲線視距檢查，并作為線形設計的依據。另外，計算橫凈距時需充分考慮回旋線、和平曲線長及視距要求等因素影響。若遮擋物存在于視距包絡線或橫凈距范圍內，應分散移除或清理，在視距要求無法保證也可以采用分道設計。對交叉口來說，需核查相交道路之間停車視距組成的通視三角區(qū)，在此基礎上采用選合理的視距保障措施。受地形限制時，可采用限速的方式減少通視三角區(qū)面積。若存在較多的右轉車輛，右轉車道可在設計紅線允許條件下適當增加；若行人較多，可選用地下通道或過街天橋等立體設施。設計時不建議在小半徑豎曲線的底部或頂部、陡坡路段設置交叉口，宜在緩坡段的合理位置設置交叉口。對于凹曲線上部存在構筑物（如跨線橋）或凹曲線位于構筑物范圍內（如框架涵）時，在滿足凈空的前提下可降低豎曲線兩側縱坡，加大豎曲線半徑的方式擴大視距。對于凸型豎曲線，可采用同樣的方式擴大視距范圍[6]。

5.2.3 路線排水設計策略

為保證市政道路排水效果，市政道路路線線形設計需充分結合市政排水管網。市政道路的縱坡和橫坡直接影響排水效果，凹曲線底部為積水路段，可單獨設計路拱橫坡度，增加橫向排水能力。另外，直線型路拱更有利于路面的雨水匯集。對于融合海綿城市設計理念的道路，可結合下沉式綠化帶、透水人行道等設計節(jié)點調整路線線形和道路橫坡度，以利于路面雨水收集。

5.2.4 多路口路線線形設計策略

對于市政道路中的多路口路段，需要開展針對性規(guī)劃，盡可能保證交叉口個數控制到4個及以下，若多個交叉口無法取消，對于小交通量交叉口可采用環(huán)島形式組織交通，對于大交通量交叉口，建議采用立體交叉。此外，多路口路線線形設計還可以進行交叉口進道口拓寬，交通量較大的進道口可根據現場調研結果確定，以此針對性增加進道口車道數，輔以合理位置設置的交通島，即可更好保證市政道路運行安全。

6 結論

綜上所述，市政道路路線線形設計需關注多方面因素影響。在此基礎上，本文涉及的平縱面線形組合設計關鍵點、線形視距控制策略等內容，則提供了可行性較高的設計路徑。為更好提升市政道路路線線形設計水平，設計的科學性、安全性必須得到重點體現。