公路典型“小偏角、大半徑”平面線形優(yōu)化措施

陳 林

中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司，湖北 武漢 430050

1 平面線形對駕駛行為的具體表現(xiàn)

一般駕駛?cè)藭鶕?jù)實際通行路況適時調(diào)整駕駛行為，因此在直線段和曲線段駕駛?cè)说鸟{駛行為會存在差異。其中，對于直線段和半徑超過臨界半徑的曲線段而言，通常以該路段的長度、車輛提速性能等為關(guān)鍵因素，這會給駕駛行為帶來直接影響，具體表現(xiàn)如下：

（1）若路段較短，車輛則維持初速度行駛狀態(tài)，即不發(fā)生變速等行為；若路段較長，則會保持持續(xù)加速的行駛狀態(tài)。

（2）車輛行駛至曲線段后，若該處的曲線半徑超過臨界半徑，則可以將其視為直線處理；若具有小于臨界半徑的關(guān)系，此時在回旋線內(nèi)發(fā)生減速運動，持續(xù)該狀態(tài)直至到達駕駛?cè)苏J為安全的速度后，再保持不變[1]。

（3）若平曲線半徑較大，則易出現(xiàn)平曲線長度偏長的情況，駕駛者在行駛過程中易產(chǎn)生宛如在長直線段行駛的錯覺，從而引發(fā)駕駛疲勞。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果可知，駕駛者對于過緩、過長的曲線并不給予認可，因此大半徑的曲線并非絕佳方案。

2 公路路線設(shè)計規(guī)范視域下的小轉(zhuǎn)角、大半徑圓曲線

大半徑平曲線設(shè)計方案存在局限性，例如為了有效控制長度而產(chǎn)生小偏角，或為了適當(dāng)增加偏角而特意采取長大曲線的方式。若車輛行駛在長大曲線上，盡管此時的曲線偏向柔和，但駕駛者所做出的駕駛行為幾乎無異于直線段。以半徑超9000m 的路段為例，駕駛者在300 ～600m 的視野內(nèi)所產(chǎn)生的視覺效果與直線段幾乎保持一致，且此時駕駛者容易產(chǎn)生駕駛疲勞感，稍有不當(dāng)將釀成車禍。因此，設(shè)計人員在設(shè)計曲線轉(zhuǎn)角和半徑時，需充分考慮到現(xiàn)場地形情況，即小轉(zhuǎn)角設(shè)置大半徑圓曲線時易導(dǎo)致路容發(fā)生折扭，且視覺層面所感受到的曲率易超過實際值[2]。

3 工程實例

友誼大道沿線各路段中，該項目范圍內(nèi)限速60km/h，該段現(xiàn)狀為瀝青路面形式，雖然存在局部破損現(xiàn)象，但是程度較為輕微，路面通行狀況尚佳。友誼大道路段沿線開發(fā)情況如圖1 所示。

圖1 友誼大道路段沿線開發(fā)情況

現(xiàn)階段，友誼大道的通行路況較為良好，但局部路段的交通流量相對較大，高峰時期存在通行延誤的情況。沿線各段中，以團結(jié)路至秦園路段的車流量最大，服務(wù)水平為C 級，且伴有較明顯的延誤現(xiàn)象。

在城市快速路網(wǎng)持續(xù)完善的背景下，友誼大道的交通樞紐地位也隨之顯現(xiàn)，成為武昌地區(qū)較為核心的快速交通走廊。當(dāng)前，該段路所提供的交通通行服務(wù)能力依然相對較好，但可以預(yù)測的是后續(xù)車流量將逐步增大，高峰時段可達到7288 輛/h，現(xiàn)狀服務(wù)水平下降至E 級。縱觀時間發(fā)展軸線，友誼大道的通行服務(wù)能力下降與實際需求提高所產(chǎn)生的矛盾愈發(fā)明顯，急需對其采取快速化改造措施，以提高其道路通行服務(wù)能力，有效滿足日益增長的車輛通行需求。

3.1 起終點論證

（1）工程起點。該項目始于武車路交叉口，與現(xiàn)狀友誼大道銜接。起點需要要擬合現(xiàn)狀道路中線，應(yīng)在最大限度地削減武車路以西友誼大道的改造工程量，通過采取相適應(yīng)的改造措施后，取消現(xiàn)狀信號燈交叉口，對中分帶采取封閉措施，遵循在武車路上跨友誼大道的設(shè)置原則，以構(gòu)成便捷化的2 條道路交通轉(zhuǎn)換渠道。（2）工程終點。該項目止于宏茂巷交叉口，從現(xiàn)狀交通設(shè)施布設(shè)情況來看，交叉口北側(cè)40m 即為下穿徐東大街通道，該段改造擬合現(xiàn)狀道路中線，盡可能避免下穿通道的改造工作。

3.2 修規(guī)的調(diào)整

根據(jù)規(guī)劃，友誼大道沿線優(yōu)化過程中，宏茂巷—武車路均采取直線段設(shè)計形式，并依次在友誼大道—武車路路口、秦園路路口處設(shè)置折點，需對平面線形采取優(yōu)化措施，以提高車輛通行的安全性。

（1）起點接現(xiàn)狀增設(shè)平曲線。起點為折點接現(xiàn)狀，考慮到該處平面線形應(yīng)具備順暢性的基本要求，特設(shè)置XT=720m 的圓曲線。

（2）武車路至宏茂巷線形的調(diào)整。以確保規(guī)劃紅線不受干擾為基本前提，根據(jù)設(shè)計中線現(xiàn)狀加以微調(diào)。引入“S”形曲線順接的方式，具體應(yīng)用場景包含以下三處：武車路—趙家墩路與趙家墩路—秦園路兩處，統(tǒng)一采取R=11500m 的布設(shè)形式；秦園中路—宏茂巷，該段圓曲線半徑設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)為R=4500m、R=3700m，并采取小偏角設(shè)計形式。為了充分滿足道路紅線控制要求，在許可范圍內(nèi)最大限度地增加小偏角段落平曲線的長度，而為了增強行車舒適性，宜采取降速的方式，或借助視線誘導(dǎo)標(biāo)志而達到增加行車舒適性的效果。其中，主線為起點（K0+151.567）接現(xiàn)狀友誼大道，該處起直至秦臻路段（K1+240）均采取雙向8 車道建設(shè)形式，此后至團結(jié)路段（K2+160）轉(zhuǎn)為雙向4 車道橋梁，與現(xiàn)狀宏茂巷交叉口相接，全線總長2191.87m。為滿足現(xiàn)階段城市快速路建設(shè)要求，在單向2 車道的高架橋快速路建設(shè)時需配套停車帶，寬度控制標(biāo)準(zhǔn)為2.5m。該段施工中，共涉及5 處平曲線，各自對應(yīng)圓曲線半徑具有差異性，依次為720m、11500m、11500m、4500m、3700m，R ≥600m 不設(shè)超高。

武車路為起點連接長喻路交叉口，主線設(shè)雙向2 車道高架橋，終點與現(xiàn)狀武車路順接。該段沿線施工中，共設(shè)置一處平曲線，圓曲線半徑為1650m。規(guī)劃友誼大道（宏茂巷—武車路）路段全程均為直線段，折點依次布設(shè)于友誼大道—武車路路口、秦園路路口，根據(jù)相關(guān)工程規(guī)范，需基于平面線形的特點采取優(yōu)化措施，以提高線形的合理性。具體措施如下：①起點接現(xiàn)狀新增平曲線，考慮到平面線形應(yīng)具備連續(xù)性的基本要求，圓曲線R=720m，設(shè)緩和曲線。②基于武車路—宏茂巷路段的線形特征加以優(yōu)化。根據(jù)該段既有規(guī)劃，線位為折線，以維持規(guī)劃紅線不變?yōu)榛厩疤幔m時調(diào)整設(shè)計中線。根據(jù)各段特點，在武車路—趙家墩路與趙家墩路—秦園路建設(shè)時統(tǒng)一采取“S”形順接方式，具體施工控制標(biāo)準(zhǔn)為圓曲線半徑R=11500m；并將相同方法應(yīng)用于園中路—宏茂巷，但需調(diào)整其圓曲線半徑，具體有R=4500m、R=3700m。兼顧道路紅線控制標(biāo)準(zhǔn)以及車道建設(shè)需求，在設(shè)計優(yōu)化期間遵循適當(dāng)增加小偏角段平曲線長度的方法，即125.366m，同時考慮到行車安全性問題，可采取降速措施，或提前布設(shè)視線誘導(dǎo)標(biāo)志。

3.3 團結(jié)路至宏茂巷平面方案

根據(jù)現(xiàn)場狀況和工程規(guī)范，提出兩種優(yōu)化方案。

（1）方案一。主輔雙向10 車道形式，該段不再配置分隔帶，斷面西至東包括4.2m 人行道+3.5m 非機動車道+ 2.0m 側(cè)分帶+17.75m 主道機動車道+3.5m 中分帶+17.75m主道機動車道+2.0m 側(cè)分帶+3.5m 非機動車道+5.8m 人行道，共計60m。①優(yōu)點：實行的是開放式交通組織方案，給主輔道進出創(chuàng)設(shè)了良好條件，較好地保留現(xiàn)狀道路，施工量較小且成本較低。②缺點：交通組織存在劃分不清的情況，主線行車受干擾程度較高，交通擁堵概率較大，相較于城市快速路的發(fā)展需求而言缺乏適應(yīng)性。

（2）方案二。主線、輔道均為4 車道，斷面西至東包括4.25m 人行道+3.5m 非機動車道+1.75m 側(cè)分帶+7.25m 輔道+1.5m 側(cè)分帶+12m 主道機動車道（設(shè)進出口車道）+1m中分帶+12m 主道機動車道（設(shè)進出口車道）+1.5m 側(cè)分帶+ 7.25m 輔道+1.5m 側(cè)分帶+2.5m 非機動車道+4m 人行道，共計60m。團結(jié)路前設(shè)主線出口、后設(shè)輔道入口。①優(yōu)點：主線輔道采取的是相互獨立的布置方案，形成較明朗的交通組織形式，可充分發(fā)揮出主線快速路的應(yīng)用優(yōu)勢。②缺點：進出口處均配置有加減速車道，若在該區(qū)域配套一座港灣式公交車站，則存在突破紅線的可能，同時施工量也相對較大。

綜合對比分析可知，方案一具有較良好的環(huán)保效益，但局限之處在于交通組織效果欠佳，極容易對主線行車造成干擾；方案二則形成較為清晰的交通組織方案，同時可有效提高主線行車的舒適性。同時，綜合考慮園林部門等方面的建議，在該段道路的優(yōu)化設(shè)計中，以不突破紅線為基本前提，多途徑提高交通安全設(shè)施的設(shè)計水平，可以采取雙向10 車道的布設(shè)形式，具體分布方案為內(nèi)側(cè)3 車道和外側(cè)2 車道，在兩者間設(shè)虛實線，以達到有效分隔的效果；此外，需加強監(jiān)控設(shè)施的布置，以免因自由交織而對主線行車道的正常通行狀況造成不良影響。

4 結(jié)束語

由于公路工程建設(shè)往往規(guī)模都較大，因此施工單位過度追求速度的情況屢見不鮮，導(dǎo)致出現(xiàn)忽視優(yōu)化各項細節(jié)的情況，例如因平面線形缺乏合理性而造成的車輛通行期間安全隱患異常增多等，給車輛安全通車環(huán)境的營造增加了難度。從各項工程實踐中不難看出，基于公路的平面線形優(yōu)化是一項循序漸進的工作，需經(jīng)過多次調(diào)整，方可確保最終方案的可行性。