研究公路路線設(shè)計中存在的問題

張紀(jì)宏

(中鐵三局集團(tuán)有限公司勘測設(shè)計分公司，山西 太原 030006)

在過去的設(shè)計工作中，以車為本和以人為本始終是設(shè)計出發(fā)點。在公路中，路線線形作為骨架，其設(shè)計的好壞在很大程度上決定了工程規(guī)模與造價。基于此，路線設(shè)計工作中，怎樣以地形等基本條件為依據(jù)確定適宜的線形要素，同時予以巧妙組合，是設(shè)計人員必須充分考慮和解決的問題，也只有這樣才能保證公路設(shè)計的安全性、舒適性及經(jīng)濟(jì)性。

1 路線設(shè)計概述

路線設(shè)計是一項確定路線所在空間位置和各組成部分具體幾何尺寸的設(shè)計工作，其主要內(nèi)容包括平面、縱面與橫斷面設(shè)計，雖然這三項內(nèi)容需要分別進(jìn)行，但彼此關(guān)聯(lián)，需要對包含人員心理和視覺、車輛性能及自然條件等在內(nèi)的各項因素進(jìn)行綜合考慮。路線設(shè)計結(jié)果在很大程度上決定了工程質(zhì)量及造價，可以說是公路設(shè)計與建設(shè)的先導(dǎo)。設(shè)計是在產(chǎn)生一種設(shè)想后，通過詳細(xì)的規(guī)劃，采用感覺這一形式將其表達(dá)出來。路線設(shè)計作為一項綜合且專業(yè)的工作，實施過程中難免產(chǎn)生一些問題。為了使路線設(shè)計成果達(dá)到預(yù)期，起到為后續(xù)建設(shè)與使用奠定良好基礎(chǔ)的作用，需要針對所產(chǎn)生的問題，研討行之有效的解決對策。

2 路線設(shè)計常見問題與對策

2.1 緩和曲線長度確定

路線在平面上的線形主要由兩部分組成，即直線與曲線，對于緩和曲線，它是指直線和圓曲線相接部位的過渡曲線。目前，很多公路工程都在路線設(shè)計中認(rèn)為主要緩和曲線的長度可以達(dá)到規(guī)范要求即可，即采用標(biāo)準(zhǔn)范圍的最低值，并未對路線的線型與超高加寬等方面的要求進(jìn)行充分你考慮。在確定緩和曲線長度時，應(yīng)先滿足相關(guān)規(guī)范提出的要求，然后要注意超高加寬方面的要求，并與路線線型完全相符，某些公路工程的平面設(shè)計因為緩和曲線長度相對較短，若要達(dá)到超高漸變方面的要求，內(nèi)業(yè)設(shè)計過程中超高漸變經(jīng)常會伸入至直線或者是圓曲線當(dāng)中，這樣不僅會對路線的整體線型造成影響，不美觀，而且還會影響到行車安全。因此，在路線設(shè)計中要充分考慮緩和曲線長度這一因素，確定適宜的曲線長度。

2.2 超高漸變段設(shè)計與優(yōu)化

在過去的設(shè)計工作中，超高漸變段所在位置通常是緩和曲線中某個固定點，在整條路線上都沒有太大的變化。采用這樣的設(shè)計難免會使橋梁設(shè)計與建設(shè)面臨很大的困難。比如將超高漸變段直接放在橋梁正中間，在從負(fù)坡至正坡時，會使橋面上的橫坡產(chǎn)生明顯的扭曲變化。如果出現(xiàn)了這種情況，必須對路線超高漸變進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，改變其位置。在能保證道路行車安全的基礎(chǔ)上，可將超高漸變段放在橋頭，以此在橋頭引道上完成從負(fù)坡至正坡的順利漸變。另外，這樣還能使橋梁的橫坡變得比較單一，降低設(shè)計與施工的難度。

2.3 平面、縱面和橫斷面相結(jié)合

在初步設(shè)計過程中會對不同的路線方案實施對比與論證，以此選擇造價合理、指標(biāo)滿足要求，而且對環(huán)境不會造成太大影響的方案，將其作為推薦方案。而在施工圖設(shè)計過程中，需要對初步設(shè)計階段確定的方案實施優(yōu)化調(diào)整，將平面、縱面和橫斷面設(shè)計充分結(jié)合到一起，比如在平面設(shè)計中減少或消除對行車安全不利的長直線，同時注意相鄰的平曲線，其半徑不能相差的太大，對于平曲線半徑比，需要控制在1～1.5之內(nèi)，確保平面線形保持連續(xù)和均勻，以此減少或避免因線形局部問題導(dǎo)致行車速度無法保持均衡。

2.4 在方案設(shè)計過程中應(yīng)做好地質(zhì)選線

在選擇路線方案時，不僅要根據(jù)地形地物來選線，而且還要以地質(zhì)條件為依據(jù)來選線，這就是所謂的地質(zhì)選線。然而，在實際的設(shè)計工作中，因未能做好地質(zhì)調(diào)查工作，無法及時發(fā)現(xiàn)和解決包含軟基、滑坡與采空區(qū)等在內(nèi)的各類不良地質(zhì)問題，導(dǎo)致路線方案十分單一，未能開展深入分析，遺漏掉了很多可參考和有更高價值的路線方案，也有一些工程由于有隱患存在，導(dǎo)致推薦的方法并不可行，使工程建設(shè)無法順利實施，比如由于發(fā)生滑坡導(dǎo)致村莊遷移等。

2.5 利用運行速度對路線設(shè)計進(jìn)行檢測

設(shè)計速度是在進(jìn)行公路設(shè)計過程中確定適宜的幾何線形的最重要因素，是指在自然條件相對較好，車輛運行只受公路這一因素影響的狀況下，可以順適且安全的對車輛進(jìn)行駕駛的速度，屬于標(biāo)準(zhǔn)條件下的速度，和運行速度并沒有十分密切的聯(lián)系。為保證公路使用者自身安全，在實際的路線設(shè)計過程中，不能只參考設(shè)計速度來對線形指標(biāo)進(jìn)行控制，應(yīng)從動態(tài)角度入手，綜合考慮車輛在進(jìn)入到曲線后，其運行速度伴隨時間產(chǎn)生的變化，也就是用運行速度進(jìn)行檢測，確定曲線超過與視距，以及縱坡豎曲線實際半徑等能否達(dá)到合理搭配，確保路線保持連續(xù)和均衡，最終保證行車安全。

2.6 變坡點位置確定

在確定豎曲線具體位置時沒有充分考慮構(gòu)造物位置，是現(xiàn)階段公路路線設(shè)計中比較常見和突出的問題，若未將路基上的最高點放在構(gòu)造物上，將使路堤被大量抬高，導(dǎo)致填方數(shù)量明顯增加。對于凸型豎曲線，需優(yōu)先布置在構(gòu)造物頂端，如分離式立交和通道，而對于凹型豎曲線，則優(yōu)先布置在構(gòu)造物之間，以此確保路線的縱斷結(jié)合能夠達(dá)到上下起伏，避免挖填方數(shù)量增加，從而起到降低工程造價的作用。

2.7 超高橫坡和漸變段設(shè)計

對于公路的過城鎮(zhèn)段，其行駛速度應(yīng)適當(dāng)降低，并進(jìn)行一定的交通管制，此時合理的降低超高橫坡是一種合理可行的做法，但不能完全按照路拱橫坡進(jìn)行設(shè)計，需要以車輛的行駛速度為依據(jù)，設(shè)置坡度在4%以內(nèi)的超高，這樣除了能避免對市容美觀造成影響，還能保證行車安全，若設(shè)計只按照路拱橫坡進(jìn)行，采用完全一致的雙向橫坡，則會因為無法提供超高橫坡而導(dǎo)致處于彎道外側(cè)的車輛很難順利轉(zhuǎn)彎，引起不同程度的交通事故。此外，還有一些公路設(shè)計將超高漸變直接放在橋上，導(dǎo)致橋面積水情況十分嚴(yán)重，或由于高度變化使板梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生支座懸空，這些都是對行車安全不利的，在設(shè)計中要予以充分考慮。

2.8 路線連續(xù)縱坡超限

在對路線的縱坡進(jìn)行設(shè)計時，一般只是對局部的坡長提出了限制，或采用設(shè)置緩和坡路這一措施，并沒有對連續(xù)同向分布的平均縱坡予以嚴(yán)格控制，導(dǎo)致局部平均縱坡產(chǎn)生連續(xù)超限的情況。在今后的實際運營過程中，因車輛連續(xù)制動，導(dǎo)致剎車片因過熱而完全失靈，進(jìn)而引起嚴(yán)重的交通事故。針對縱坡相對較大的段落，即便它的平均縱坡可以達(dá)到相關(guān)技術(shù)規(guī)范提出的要求，但也要從安全角度出發(fā)，根據(jù)地形條件，選擇適宜的段落設(shè)計緊急避險車道，以此將事故發(fā)生率和事故發(fā)生后造成的損失都降到最低。

2.9 方案比選時標(biāo)準(zhǔn)不一，不能客觀判斷出方案好壞

在對路線方案進(jìn)行比選的過程中，某些設(shè)計推薦方案和比選方案在起終點上都有所不同，甚至路基寬度都完全不同，如果在這種情況下進(jìn)行比選，將沒有任何意義，因為無論是工程規(guī)模還是標(biāo)準(zhǔn)都不盡相同，之所以推薦該方案的理由都不能充分表達(dá)，最終究竟采用哪一種方案無法確定，缺乏說服力。對此，在實際的方案比選過程中，必須采用完全一致的標(biāo)準(zhǔn)，包含起終點、工程規(guī)模等在內(nèi)的都要相同，只有這樣才能具有可比性，從而客觀判斷方案好壞。

3 結(jié) 語

綜上所述，人們及社會對公路線形提出的要求不斷升高，對此，做好路線設(shè)計，保證路線設(shè)計的技術(shù)可行性與合理性，是達(dá)到打造優(yōu)良工程的重要基礎(chǔ)，也是促進(jìn)我國公路工程設(shè)計與建設(shè)發(fā)展的關(guān)鍵所在，針對路線設(shè)計過程中可能出現(xiàn)的問題，必須引起重視并采取措施及時解決。