胡建強

(張家口市公路工程管理處)

1 前 言

公路設計人員,設計出滿足規(guī)范的路線并不是一件難事。然而,如何滿足規(guī)范才能使設計最為合理卻并不是一件容易的事。量體裁衣,道路是為汽車行駛服務的,這還得從擬建路段的交通調查與分析著手。

交通量調查、分析和預測是公路建設項目可行性研究階段進行現(xiàn)狀評價,綜合分析建設項目必要性和可行性的基礎,也是確定公路建設項目的建設規(guī)模、技術等級、工程設施和經濟效益評價的主要依據。

這一觀點是公路工程技術人員和各級領導所熟知的。因而他們在項目的前期工作中,對交通調查和分析預測是比較重視的,但在具體勘測設計過程中,卻往往忽略了其重要性,其交通特征,包括交通量、交通組成、車速和通行能力是公路設計采用的重要原始資料,是公路幾何線型設計的主要因素之一。它決定了在工可階段確定了技術等級和規(guī)模的道路在勘測設計中應該具體掌握什么樣的標準。結合擬建路段交通信息,如交通量大小、交通組成、車速、通行能力和實載噸位等,能夠避免在測設中肓目追求高標準從而造成不必要的投資浪費,也能夠防止為降低造價而過份降低技術標準,從而顯著降低道路應有的使用性能和服務功能,使建設項目起不到應有的作用。只有將交通信息、地形特點、工程投資和技術標準合理組合的設計才是理想的設計。只有詳盡調查和分析交通信息,才能做到道路各項指標的均衡合理,才能做到工程投資和技術標準的完美統(tǒng)一。

2 實際測設的兩條道路舉例說明

甲、乙兩線均位于河北省西北部的張家口市境內,甲線是國道 110線中的一段,承擔著通往內蒙古等大西北省市的過境車輛,乙線為省道下廣線中的一段,是蔚煤外運的專用線之一。

經過項目的前期論證和專家評審,兩條道路均被確定為平原微丘區(qū)二級公路,但因其交通組成特征差別較大,具體調查結果見表 1。

由表 1可以看出,甲、乙兩線處于同一地區(qū),而且遠景設計交通量折合中型車均為 5 000輛左右,因而均被確定為平原微丘區(qū)二級公路,但仔細分析,甲線交通總量較大,汽車所占比例高,為 90.59%,汽車中、小型客貨車所占比例較大,約為 75%,大、中型貨車及拖掛所占比例較低,而且實載噸位較小。相反,乙線交通總量較小,汽車所占比例較低,為83.39%,汽車中大、中型貨車及拖掛車所占比例較大,約占60%,特別是拖掛車所占比例高,實載噸位大,且嚴重超載。

表 1 交通調查與車型分析

汽車的物理特性及行駛于道路上各種大、小車輛的組成對于道路幾何設計具有決定意義。所以,在具體測設中,我們根據兩條公路交通運輸情況的不同,掌握的工程技術標準也有所區(qū)別,下面對應平微區(qū)二級公路的主要技術指標見表2,闡述測設中如何具體掌握兩條路線技術標準的高低。

設計速度是技術標準中最重要的指標,是決定公路幾何形狀的基本依據,設計速度一經選定,公路的所有相關特征必須與其配合以獲得均衡設計,曲線半徑、超高、視距等技術指標都直接與其有關。它對行車安全、工程費用和運輸效率的影響最大。因而同一等級的公路采用不同的設計速度是合適的。

表 2 平原微丘區(qū)二級公路主要技術指標表

最理想的公路設計是保證行車安全的前提下,無論在何時何地都能使設計車速等于汽車運行的速度。但因為汽車的多樣性和其他外部環(huán)境條件的不確定性,完全實現(xiàn)這一目標是不可能的。通過研究擬建路段交通特征和其他外部環(huán)境,所造定的設計時速接近道路上行駛的大多數(shù)車輛的實際運行速度,就是比較理想的設計。

為實現(xiàn)上述目標,目前發(fā)達國家日益廣泛采用的是“運行車速法”,所謂運行車速是指特定路段上測定的第85個百分位上的車速。我國目前對該法的研究還尚未成熟,仍然采用傳統(tǒng)的設計車速法。設計車速是一個定速,用于規(guī)定一條道路的最低設計標準,這一概念本身固有許多缺陷。

(1)線型標準不一致,它只是對限制安全行駛速度的地段規(guī)定了最小值。

(2)設計要素之間不相容,依據各個孤立的道路特征而指定的設計指標最小值,當它們組合使用時就不安全。

(3)設計車速與運行車速的差別較大,因而相應推算出的其他指標就與實際不符。而且設計車速法提出年代較為久遠,隨著汽車工業(yè)的發(fā)展性能的提高,汽車的運行速度與“設計車速”差別越來越大,也不再是等速。結果按“設計車速”設計的道路的事故率和嚴重性都相應增加。

做為一個設計部門,在具體測沒時,仍應滿足現(xiàn)行規(guī)范,但對擬建項目交通組成和運行車速進行調查研究,采用合理的內控指標是非常必要的。

如表 1,我們分別對甲、乙兩線的交通特征進行了研究,因為甲線混合交通少,而且重車所占比例小,所以實際運行速度快,如果以現(xiàn)有規(guī)范平微區(qū)二級公路 80 km/h做為設計時速,甲線上實際行駛車速超過設計車速的機率很大,這就增加事故率和降低了運輸效率。所以平面指標我們以平微區(qū)一級公路控制。相反,乙線非機動車多,而且重車所占比例大,超載現(xiàn)象突出,采用 80 km/h的設計時速完全可以滿足大多數(shù)汽車行駛的要求。所以乙線的平面內控指標以現(xiàn)行規(guī)范平微區(qū)一級公路指標控制。

相應地,在進行縱斷面設計時,也結合具體線路的交通組成,采用合理的內控指標,路縱斷面指標主要受汽車的動力性能和縱橫穩(wěn)定性限制。從汽車的爬坡性能分析,小汽車的動力性能優(yōu)于大、中型貨車的動務性能,汽車的輸出功率與重量之比,小汽車為 3.75 kW/kn,載重車為 0.75 kW/kn,半掛車為 0.525 kW/kn。

經驗表明,幾乎所有小客車在 4%～5%的坡度上的行駛,速度與平坦公路上的正常行駛速度相比變化不大,3%的縱向爬坡路段對小汽車的速度影響很小,而重車滿載時 3%的縱坡對車速的影響就比較大。

從汽車行駛的穩(wěn)定性分析,重車重量大,重心高,顯然比小車的穩(wěn)定性差,而且乙線上行駛重車的超高、超載現(xiàn)象比較普遍,這更加不穩(wěn)定。綜合上述,在縱斷面測設時,乙線選用了比較高的內控指標,而甲線滿足現(xiàn)行規(guī)范平微區(qū)一般二級公路的指標即可。

同樣,考慮到乙線重車、超載車較多,設計荷載也相應的提高一個標準設計。

3 結束語

目前以上兩條道路均以建成通車,幾年來的實際運營情況表明,我們采用的內控指標是比較合理的。本文只是以平微區(qū)一般二級公路為例說明了交通調查與分析在測設中的必要性和重要性。其實其他任何等級的公路只有在充分調查與分析其交通特征后,才能選定出合理的技術指標,才能做出高水平的設計,才能做到投資與技術標準的理想統(tǒng)一。

[1] 張雨化.道路勘測設計[M].人民交通出版社.

[2] 陳勝營.道路勘測設計指南[M].人民交通出版社.

[3] 何景華.道路實用勘測設計[M].人民交通出版社.