王向欣

寧夏公路勘察設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，寧夏銀川 750001

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，公路建設(shè)大幅增加，在公路勘測(cè)設(shè)計(jì)應(yīng)始終貫徹“以人為本、安全至上、尊重自然、保護(hù)環(huán)境”的理念。我國(guó)是人口大國(guó)，也是“交通事故大國(guó)”，設(shè)計(jì)是公路建設(shè)的“前哨”，在安全方面應(yīng)予以“主動(dòng)”，改進(jìn)線形設(shè)計(jì)對(duì)提高行車安全是最為有效的措施，優(yōu)良的線形是保證行車安全的根本，本文只討論平面線形設(shè)計(jì)。

公路勘測(cè)設(shè)計(jì)中平面指標(biāo)選用必須滿足規(guī)范值，同時(shí)在平面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合地形、注重平縱面指標(biāo)的匹配性。若平面指標(biāo)較高，則縱斷面指標(biāo)宜應(yīng)采用較高指標(biāo)，平面指標(biāo)較低時(shí)，縱斷面不宜采用較高指標(biāo)；若平面指標(biāo)低，縱面指標(biāo)較高，實(shí)際行車時(shí)，雖然縱向起伏較小，可按較高的速度行駛，但平面指標(biāo)較低、平曲線半徑較小，速度高易發(fā)生安全事故，故只能采用較低的行駛速度，從而造成縱斷面指標(biāo)的浪費(fèi)，同時(shí)致使工程規(guī)模增加，反之亦然。

1 平面指標(biāo)的應(yīng)用

（1） 平面偏角。路線轉(zhuǎn)角的大小反應(yīng)路線的舒順性，路線轉(zhuǎn)角不宜小于7°，建議新建公路轉(zhuǎn)角不宜小于10°，且應(yīng)保證足夠的曲線長(zhǎng)度。

平面設(shè)計(jì)不論偏角大小，均應(yīng)設(shè)置曲線，且宜采用較大的平曲線半徑，受限時(shí)，平曲線半徑宜大于或等于一般值，一般情況下，宜采用極限半徑的4～8倍為宜，同時(shí)應(yīng)進(jìn)行視距及行車安全性檢驗(yàn)。

小偏角設(shè)置大半徑曲線，根據(jù)研究，當(dāng)R＞3000m時(shí)，司機(jī)駕駛汽車在半徑變化的曲線上行駛時(shí)，由橫向力系數(shù)引起的舒適性的變化，駕駛?cè)藛T感覺甚微，在曲線上的駕駛操作與直線段的操作基本沒有什么變化，所以設(shè)置太大的半徑?jīng)]有意義，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)R＜8000m為宜。

（2） 直線。①早期直線被認(rèn)為是最好的線形，因直線容易布置，直線所連接的兩點(diǎn)間距最短。但是運(yùn)營(yíng)過程中，駕駛員在過長(zhǎng)直線上行駛，易出現(xiàn)單調(diào)、疲倦感，容易注意力渙散，會(huì)出現(xiàn)對(duì)與前車之間距離誤判，產(chǎn)生盡快駛出直線的急躁情緒，導(dǎo)致超速造成交通事故，所以對(duì)長(zhǎng)直線的運(yùn)用必須持謹(jǐn)慎態(tài)度。高速公路直線長(zhǎng)度不宜大于20倍的V，長(zhǎng)大橋梁等結(jié)構(gòu)物段、路線交叉點(diǎn)前后宜采用直線。

②規(guī)范規(guī)定曲線間的最小直線長(zhǎng)為了保證線形的連續(xù)性。同向平曲線間以短直線銜接，易產(chǎn)生將短直線和兩端曲線看成反向曲線的錯(cuò)覺，直線過短時(shí)甚至?xí)蓚€(gè)曲線看成一個(gè)曲線，影響駕駛員的直覺，造成駕駛操作失誤；反向曲線如果半徑較小，除造成行車轉(zhuǎn)向不便外，線形看起來不柔和。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，曲線間最小直線長(zhǎng)度，同向曲線間大于6V，反向宜大于2V，設(shè)計(jì)速度≤40km/h 時(shí)，可參照?qǐng)?zhí)行。如果反向曲線間直線長(zhǎng)度達(dá)不到2V要求，則應(yīng)調(diào)整線形為S 型曲線，同向曲線間的直線長(zhǎng)度難以達(dá)到6V時(shí)，應(yīng)通過技術(shù)措施將同向曲線設(shè)計(jì)為復(fù)曲線。

（3） 圓曲線半徑。路線平面布設(shè)時(shí)，前后相鄰圓曲線半徑之差不宜過大，使之構(gòu)成協(xié)調(diào)、連續(xù)、均衡的線形。根據(jù)資料，對(duì)圓曲線半徑與安全事故統(tǒng)計(jì)資料分析，半徑2000～3000m的事故率最低，當(dāng)平面R＜1500m時(shí)，隨著半徑的減小，事故率逐漸升高，當(dāng)R＜600m時(shí)，事故率接近同類線形元素和全路段事故率的1.5倍，當(dāng)R＜400m時(shí)，近為2倍，故：

①圓曲線半徑選用的一般原則是：在約束條件寬松時(shí)，平面布設(shè)半徑盡量大于或接近規(guī)范中不設(shè)超高的最小半徑；當(dāng)?shù)匦蔚匚锏燃s束條件較苛刻時(shí)，應(yīng)盡量采用大于一般最小半徑的曲線。規(guī)范中極限最小半徑不宜輕易采用，只有當(dāng)?shù)匦卫щy或采用一般最小半徑會(huì)導(dǎo)致工程規(guī)模增加很大或工程比較艱巨，方可采用極限最小半徑。

對(duì)于高速公路，路線平面布設(shè)盡量R＞600m以上，只有在經(jīng)各方面論證后，不得已的情況下才采用R＜400m的平曲線。

②應(yīng)充分考慮曲線附近的運(yùn)行速度及與其前后銜接線形的均衡性、連續(xù)性，不應(yīng)突然采用小半徑曲線；當(dāng)前后線形都比較好時(shí)，必須避免在局部地段采用半徑很小的曲線。因?yàn)樵诖祟惽闆r下，駕駛?cè)藛T會(huì)因?qū)€形的突然變化不適應(yīng)而發(fā)生交通事故。平面設(shè)計(jì)時(shí)，路線由平原微丘區(qū)進(jìn)入山嶺重丘區(qū)時(shí)，線形指標(biāo)應(yīng)逐漸降低，相反由地形條件較差的區(qū)域進(jìn)入地形條件較好的區(qū)域時(shí)線形指標(biāo)應(yīng)逐漸提高。

③應(yīng)根據(jù)周圍地形、城市化的狀況等環(huán)境及公路的服務(wù)對(duì)象進(jìn)行線形設(shè)計(jì)。如路線從狹谷間通過，或道路使用者對(duì)公路環(huán)境較熟悉時(shí)，即使采用相當(dāng)小的平曲線半徑，由于在那樣的區(qū)間行駛，速度自然而然地受到限制，一般是不會(huì)出現(xiàn)安全問題。對(duì)于公路平面指標(biāo)的降低對(duì)環(huán)境及工程規(guī)模、投資等影響較小時(shí)，應(yīng)盡量提高平面指標(biāo)，減少彎曲，提高公路使用品質(zhì)。

④長(zhǎng)直線、長(zhǎng)下坡的盡頭及陡坡路段應(yīng)避免出現(xiàn)小半徑平曲線。平面半徑較小時(shí)，車輛行駛速度一般會(huì)有所降低，但對(duì)長(zhǎng)直線、長(zhǎng)下坡及陡坡路段，車輛容易加速行駛，造成進(jìn)入曲線時(shí)車速過高，影響行車安全，對(duì)這樣的路段應(yīng)盡量采用較大的曲線半徑，并根據(jù)車輛的實(shí)際運(yùn)行速度對(duì)曲線超高予以調(diào)整。

⑤應(yīng)考慮與縱面線形的協(xié)調(diào)。在縱面線形非常好的路段插入一個(gè)半徑很小的平曲線，或在縱面線形很差的地方連續(xù)插入小半徑平曲線都是不適當(dāng)?shù)?。?yīng)避免出現(xiàn)曲線半徑小的區(qū)間與陡坡區(qū)間相重合。小半徑與陡坡重合的線形，其事故發(fā)生率非常高。

⑥設(shè)計(jì)速度120km/h的高速公路，建議平曲線按2%的超高計(jì)算半徑控制，平曲線一般最小半徑宜大于3300m。

⑦設(shè)計(jì)速度100km/h的高速、一級(jí)公路，建議平曲線按3%的超高計(jì)算半徑控制，平曲線一般最小半徑宜大于1250m。

⑧設(shè)計(jì)速度80km/h的公路，建議平曲線按5%的超高計(jì)算半徑控制較為合適。對(duì)于設(shè)置中分帶、隧道的高速及一級(jí)公路，受中分帶視距、隧道內(nèi)視距及超高的要求，平曲線一般最小半徑可按4%超高計(jì)算所得半徑的下限取值，即采用650m。

⑨設(shè)計(jì)速度60km/h的公路，一般最小半徑應(yīng)按不加寬的最小半徑250m控制；對(duì)于設(shè)計(jì)速度≤60km/h的公路，仍按 《標(biāo)準(zhǔn)》 規(guī)定的一般最小半徑控制設(shè)計(jì)。

（4） 特殊曲線。①S型曲線、卵型曲線及復(fù)合曲線的設(shè)置，參數(shù)及半徑的取值應(yīng)滿足規(guī)范的要求。

②凸型：在兩個(gè)同向曲線間不插入圓曲線而徑向銜接的形式。凸型曲線的回旋線參數(shù)A及對(duì)接點(diǎn)的曲率半徑R，應(yīng)分別符合對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)速度的最小參數(shù)和最小半徑的規(guī)定；銜接點(diǎn)附近的0.3V長(zhǎng)度內(nèi)，應(yīng)采用銜接點(diǎn)的曲率半徑的路拱橫坡。凸型曲線雖然銜接處曲率連續(xù)，但中間圓曲線長(zhǎng)度為0，對(duì)駕駛員操縱易產(chǎn)生不利因素，存在安全隱患，只有在路線嚴(yán)格受地形、地物限制時(shí)方可采用，高速公路嚴(yán)禁采用凸型曲線。

③C型：同向圓曲線的兩回旋線在曲率為零處徑相銜接的形式。C型曲線兩條回旋曲線的參數(shù)可以相等，也可不等。此種曲線相當(dāng)于同向曲線間直線長(zhǎng)度為0，對(duì)駕駛員操縱易產(chǎn)生不利因素，只有在路線嚴(yán)格受地形、地物限制時(shí)方可采用，高速公路嚴(yán)禁采用C型曲線。

（5） 平面曲線長(zhǎng)度。平曲線長(zhǎng)度不宜小于一般值；緩和曲線參數(shù)A應(yīng)與圓曲線半徑相協(xié)調(diào)，緩和曲線長(zhǎng)度不應(yīng)小于規(guī)范規(guī)定最小長(zhǎng)度，隨半徑增大、圓曲線長(zhǎng)度適時(shí)調(diào)整，低等級(jí)道路緩、圓、緩長(zhǎng)度比宜采用1∶1∶1，具體根據(jù)實(shí)際約束條件取定。

長(zhǎng)的平曲線的主要問題是曲線內(nèi)側(cè)的超車所帶來的安全問題、平縱組合難以優(yōu)化的問題，為減少曲線上的超車頻度，可采用控制平面曲線的長(zhǎng)度方式，使汽車在平曲線上的行駛時(shí)間不致過長(zhǎng)，使曲線長(zhǎng)度能夠?yàn)轳{駛著心理承受，不致引發(fā)頻繁超車和駕駛疲勞。

為盡量消除或避免由于曲線過長(zhǎng)而引起的行車安全以及平曲線包含豎曲線變坡點(diǎn)太多的問題，設(shè)計(jì)速度120km/h、100km/h的高速公路，曲線長(zhǎng)度多在1000m～2000m范圍；設(shè)計(jì)速度80km/h的高速公路，曲線長(zhǎng)度多在600m～1200m范圍。低等級(jí)道路需結(jié)合地形、工程條件合理取值。

2 超高過渡設(shè)計(jì)

（1） 直線到曲線（ 曲線到直線） 段超高過渡，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)速度，選取最大超高漸變率，最小值應(yīng)大于1/330的，采用全緩和段過渡；當(dāng)緩和曲線全長(zhǎng)計(jì)算得出的超高漸變率P＜1/330時(shí)，則取不小于1/330的漸變率反算超高緩和段長(zhǎng)度，并對(duì)其取5m的整倍數(shù)，宜將全超高斷面設(shè)在緩圓點(diǎn)或圓緩點(diǎn)處，正常路拱位置應(yīng)按緩和曲線參數(shù)計(jì)算不設(shè)超高曲率半徑所在位置；

（2）“ S”形曲線公切點(diǎn)超高值取0%，在滿足最大超高漸變率至1/330的前提下，采用全緩和段過渡；

緩和段較長(zhǎng)時(shí)，“S”形曲線公切點(diǎn)超高值仍取0%，超高緩和段取緩和曲線的一段，其緩和漸變率不小于1/330，長(zhǎng)度以5的整數(shù)倍取值，過渡完后剩余緩和曲線段按全超高取值；

（3） 卵形曲線中若兩圓曲線段采用不同的超高值，宜采用全緩和段過渡方式。

3 結(jié)語

公路的路線平面設(shè)計(jì)是多方面因素綜合分析、考慮的過程，具體在設(shè)計(jì)時(shí)需工程設(shè)計(jì)人員根據(jù)地形、地貌、受限等因素不斷深入分析、綜合比較取值，逐步提高對(duì)項(xiàng)目的理解和把握能力，設(shè)計(jì)出一條安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的公路。

[1] 張雨化.道路勘測(cè)設(shè)計(jì)[M]. 北京：人民交通出版社，1997.

[2] 霍明.山區(qū)高速公路勘察設(shè)計(jì)指南[M].北京：人民交通出版社，2003.

[3] JTG D20-2017，公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2017.