公路线形的安全设计

2024-09-25

公路线形的安全设计(共8篇)

公路线形的安全设计 篇1

近年来, 随着交通量的迅速增长, 各类交通事故发生率也随之急剧上升。如何最大可能的减少道路交通安全隐患, 创建和谐社会, 是摆在每个交通工作者面前的艰巨的任务[1]。交通工作者普遍认为, 加强交通管制和改善公路状况是提高交通安全的基本途径[2]。目前, 国内外对交通事故的研究多注重人和车的因素, 对公路状况引起的交通安全研究的较少, 而公路线形设计不合理是造成交通事故的重要原因之一[3,4]。本文通过对公路线形对道路交通安全的影响分析, 提出了交通安全的相应改善措施, 并对公路线形的安全性进行了评价, 以便为公路设计人员提高交通安全理念提供参考。

1 公路线形对交通安全的影响

1.1 视距对交通安全的影响

视距是驾驶员可以辨清前面道路情况的距离, 良好的视距不仅能够使驾驶员正确判断道路的行车环境, 决定正确的驾驶行为, 而且决定了驾驶行为的有效操作时间。因此, 视距是否充分, 直接关系到行车的安全。视距不足引起交通事故的形式主要有以下几种。

(1) 平面弯曲路段, 由于在弯道的内侧有边坡、建筑物、树木、道路设施等, 阻碍驾驶员的视线, 使得视距满足不了要求, 从而成为视距不足路段。

(2) 凸形变坡路段, 纵断面为凸形的路段在上下坡连接处的竖曲线上, 驾驶员的视线常常受到阻碍, 当竖曲线半径较小时视线严重受阻, 视距满足不了要求, 带来了安全隐患。

(3) 凹形变坡路段, 纵断面为凹形的路段, 在上下坡连接处的竖曲线上, 汽车的车灯照射范围受到阻碍。当竖曲线半径较小时, 驾驶员的视线受阻严重, 视距满足不了规定的数值, 成为视距不足的路段。

视距的检查与设置应注意以下几个方面:道路所处地区如雨水较多, 道路湿滑, 导致刹车距离增加, 所以视距也应增加;当道路上行车多为大、重车时, 由于惯性较大, 故视距也应增加;在道路穿越村庄等人口密集区时, 混合交通量大, 岔路多, 人车横穿道路频繁, 也应加大视距;当道路的几何线形要素能保证较高车速时, 个别的视距不足路段常是具有较高道路事故危险性的地方;如果道路状况良好, 实际行车速度往往大于设计行车速度, 会造成车速过快而视距增加, 从而影响交通安全。

1.2 曲率半径对交通安全的影响

道路的平曲线越小, 曲率越大, 弯度就越大, 也就是弯越急;反之, 道路的平曲线半径越大, 曲率越小, 弯度就越小, 也就是弯越缓。在急弯路上行车, 容易发生道路交通事故, 而且半径越小的曲线路段上, 发生的交通事故也越多。曲率半径引起交通事故的主要原因有以下几种。

(1) 车辆在曲线上行驶, 由于装载质量与横向离心力的作用, 增加了驾驶员操作的困难, 车速稍有不当, 就会驶入其它车道。

(2) 车辆在曲线上行驶, 由于受到离心力的作用容易向外侧侧滑和倾翻, 降低了车辆的稳定性和安全程度。车速越高, 离心力越大, 这种危险就越大, 发生的事故也越严重。

(3) 车辆在曲线上行驶, 由于受到前方视距缩短的影响, 不便于发现前方的情况, 尤其在夜间行车, 因灯光照射不是顺着曲线的, 更难发现前方的情况, 增加了发生事故的潜在危险。

因此, 设计中应该注意以下几个方面:选用曲线半径时, 应注意前后线形的协调, 不应突然采用小半径曲线;从地形条件好的区段进入地形条件较差区段时, 曲线的技术指标应逐渐过渡, 防止突变;当道路条件与交通环境较好, 驾驶员有可能以大于计算行车速度行驶, 平曲线半径要能与实际行驶车速相适应;连续多个平曲线路段曲线半径的变化要建立在速度平稳运行的前提下;当地形地物条件受到限制而采取了极限半径时, 应同步设计相应的安全措施。

1.3 纵坡对交通安全的影响

道路纵坡对交通安全的影响非常大, 尤其当坡度比较大时, 事故率明显增大, 往往是造成事故的直接原因。根据调查资料分析, 在平原地区统计的事故有7%发生在上下坡段, 在丘陵区为18%左右, 在重丘区为25%左右。它对交通安全的影响主要表现在以下几个方面。

(1) 上坡路段, 坡度的阻力使车速降低。为了维护汽车的爬坡能力, 要不断增加牵引力, 如果牵引力不足, 制动不及时, 操作失误, 就会造成车辆向下溜滑或熄火, 而引起交通事故的发生。

(2) 下坡路段, 由于受到重力影响, 易造成车辆加速行驶。一旦遇到意外的交通事态, 来不及采取应急措施, 失去控制, 就会造成交通事故。

(3) 车辆在坡道上行驶时, 路面附着力变小, 影响汽车的稳定性。如果坡度很陡, 路面附着系数又很小 (如冰雪、泥泞路面) , 就很容易破坏汽车的稳定性。特别是下坡时, 如果使用制动不当, 很容易出现侧滑, 从而发生交通事故。

因此, 设计中应该注意纵坡坡度尽量不采取极限值, 在不得已采取了极限值时, 应该采取提前降低设计车速, 设置警告标志和坡段长度、坡度预告标志, 加宽路肩和紧急停车带;在路侧设置摩擦系数很大的路面来缓解制动器;在路侧设置安全碰撞措施或者是靠崖停车区域, 在长、大纵坡下游设置避险车道等, 防止失控的车辆造成更大的事故。

1.4 平纵线形组合对交通安全的影响

平、纵线形组合对视觉诱导起重要作用, 在视觉上违背自然诱导的线形组合是导致事故多发的主要原因。行车安全性的大小, 与不同线形之间的组合是否协调有密切关系。不良线形组合导致交通事故的主要原因如下。

(1) 长直线、长下坡尽头设置较小半径的平曲线, 车辆行至小半径平曲线时经常出现侧滑甚至翻车的事故。而对同样的纵坡, 如果直线段改为曲线, 反而不易出现事故。

(2) 短直线介入两同向曲线之间, 形成断背曲线, 使驾驶员产生错觉, 把路线看成反向曲线, 在直线过渡段发生翻车事故。

(3) 在直线路段的凹形纵断面路段上, 驾驶员位于下坡段看到对面的上坡段, 容易产生错觉, 把上坡的坡度看的比实际的坡度大, 驾驶员就有可能采取加速以便冲上对面的上坡路段, 在下坡路段驾驶员看上坡车时, 觉察不出自己是在下坡, 因而可能发生交通事故。

(4) 在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线底部插入急转弯的平曲线, 前者因视线小于停车视距而导致急打方向盘, 后者在超出汽车设计车速的地方仍然要急打方向盘。在平曲线内如出现纵断面反复凹凸的现象, 则可能造成驾驶员只能看见脚下和前方而看不到中间凹凸的线形, 这样容易发生事故。

(5) 转弯半径较小的平曲线与陡坡组合在一起, 会使事故在数量上剧增。

因此, 对平纵线形组合设计应注意以下几点:设计合成坡度应该注意不设计急弯和陡坡相重叠的线形;平竖曲线重叠时, 平曲线应该稍长于竖曲线, 做到平包纵;凸形竖曲线顶部和凹形竖曲线底部不应设计小半径平曲线, 若接近极限值应考虑在小半径平曲线上设置较大高度的导向设施以弥补视距不足;凸形竖曲线顶部和凹形竖曲线底部应防止出现反向平曲线的拐点;直线上的纵断面线形要防止出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶员视线中断的线形。

2 公路线形的安全性评价

道路的线形设计, 在满足规范的前提下, 应结合沿线地形、地质条件设计良好的平面线形、纵向线形、良好的平纵组合及视距、合成纵坡等, 这将会为汽车的行驶安全提供有利的保障。出于交通安全考虑, 平面设计应尽可能采用曲线选线法、避免长直线与小半径曲线的结合, 曲线段长占总路线的百分率最好能大于50%;全线平曲线半径的取值要均衡, (R平均-R最小) /R最小最好大于0.5;路线最小转角宜大于7°;平曲线的长度、缓和曲线的长度、视距长度均从安全的角度考虑采用大值;对于设计速度小于80km/h (含80km/h) 的高等级公路, 或设计速度小于40km/h (含40km/h) 的低等级公路, 从安全的角度建议平曲线的超高值采用提高一级的指标控制。

急弯坡段平纵组合的处置, 陡坡段的最大纵坡、最长坡长、大纵坡累计占总坡长的百分率、合成纵坡, 连续下坡的平均纵坡及纵面视距不良等都是影响安全行车的重要因素。纵面设计在以上段落应慎用规范的最小值, 对于极限最小值应经过充分论证方可采用, 必要时增设爬坡车道和紧急避险车道以保安全。对于相邻段落的公路线形指标要用汽车的运行速度进行检验, 运行车速相差太大易导致交通事故, 一般两相邻均匀路段小客车运行车速差不应超过20km/h。

3 结语

随着公路运输事业的迅猛发展, 道路各方面的实际因素, 除了要考虑最大限度地满足基本功能外, 还必须从交通安全的角度给予高度重视。根据对视距、曲率半径、纵坡、平纵线形组合等方面对交通事故影响的研究, 分析了公路线形引起交通安全的原因所在, 对其主要原因提出了相应的改善措施, 并对公路线形的安全性进行了评价。因此, 公路设计人员应从交通安全理念出发, 注意通过精心的规划和设计, 采取主动预防安全措施改进公路线形设计, 减轻驾驶员的工作强度, 减少因失误和错误而发生交通事故的可能性, 从而使公路设计有效地控制未来事故的发生, 达到安全性、舒适性、愉悦性的和谐统一。

参考文献

[1]许第慧.公路设计的安全评价[J].中外公路, 2007, 27 (3) :15~17.

[2]钱勇生, 赵书学, 广晓平.公路设计应考虑的交通安全因素研究[J].兰州交通大学学报, 2005, 24 (1) :130~134.

[3]佘艳华, 苏华友.公路线形设计因素对交通安全的影响分析[J].华东公路, 2006, 161 (5) :9~11.

[4]刘俊宝.公路设计因素对交通安全的影响[D].西安:长安大学, 2002.

公路线形的安全设计 篇2

运行速度的安全性在公路线形设计中的应用分析

结合现行的以设计运行速度为依据的公路线形设计,针对不同路段分析了对运行速度的预算方法及评定标准,并对运行速度安全性的`优化设计提出了个人意见.

作 者:谢阳 作者单位:广东省冶金建筑设计研究院,广州,510000刊 名:工程建设与设计英文刊名:CONSTRUCTION & DESIGN FOR PROJECT年,卷(期):“”(8)分类号:U412.34关键词:线形设计 运行速度 安全性

线形设计在农村公路改建的应用 篇3

关键词:农村公路,改建,线形设计

0前言

随着城镇化建设步伐的加快, 农村经济的发展也处于前所未有的良好发展时期。在农村快速发展的过程中, 农村经济发展、农业结构调整以及农村经济持续增长的重要先决条件是农村交通基础建设的相对完善。因此, 大力改建农村公路是时下农村建设发展的首要任务, 同时也是建设社会主义新农村的重要内涵。然而, 由于农村道路的改建受地方经济条件, 以及农村周边环境的限制, 再加上线形设计在农村公路改建的应用存在的一系列问题, 导致农村公路改建的问题仍然十分严峻。因此, 农村公路改建问题应该引起相关部门的高度重视。

1 线形设计在农村公路改建的意义

农村的发展离不开与外界的联系, 农村道路建设的优劣直接影响着该地区的经济发展的速度, 大力兴建农村道路等基本交通设施, 是带动农村发展的先决条件。特别是近年来政府为落实好农村道路“提档升级”工作, 围绕新城镇建设大局, 进一步加强了农村道路等基础设施建设, 这也是农村公路改建的黄金时期。值得注意的一点是, 大部分农村公路的建设都只求暂时方便, 在建设过程中没有进行合理的规划, 更没有考虑建设后期的改造, 导致农村公路分布混乱, 落后的交通条件制约着沿线乡镇自身经济的发展以及与外界的交通联系, 影响农村对外交流的进一步发展。因此, 农村公路的改建工作对做好当前的农村改革工作尤为重要。

2 线形设计在农村公路改建的应用

农村公路路线改建过程中, 不仅要研究汽车行驶与线路几何元素的关系, 还需要结合周边环境, 合理设计行车路线, 处理好环境地形之间的关系, 尽量少占良田, 避开房屋拆迁问题、电杆迁移问题以及高架铁路下穿限高等问题。根据交通部2004年发布的《公路工程技术标准》规定, 针对农村二级公路路基断面的加宽调整的意见, 若按两车道设计, 当设计速度60 km/h时, 车道宽度为3.5 m×2, 硬路肩的最小宽度为0.5 m, 路面全宽为7.5 m, 路基全宽9.0 m。原有的简易黑色路面宽度大都为7.0 m, 所以应对原有道路宽度不够的路段进行拼宽处理。

2.1 直线和曲线的设置

在农村公路改造的过程中, 如何合理地设置农村公路设计过程中的直线路段与曲线路段成了农村公路改建过程中潜在的问题。尽管直线与曲线道路的设计只要是在严格执行设计规范和技术标准的情况下, 均能满足设计要求, 达到设计的使用效果, 从行车角度上来说, 区别不大, 但为了保证行车安全, 在曲线段的设计过程中, 几乎所有的资料均提出尽量采用较大半径, 提高曲线长度, 此外, 曲线道路的行车视线效果也远远不及直线公路设计, 特别是在两圆曲线间需要通过直线径向链接时, 必须控制直线道路设计长度。根据JTG-D20-2006《公路路线设计规范》中的相关规定, 公路平面设计过程中, 直线的长度不宜过短。当设计速度大于或等于60 km/h时, 同向曲线间最小直线长度 (以米计) 以不小于设计速度的6倍为宜;当设计速度小于或等于40 km/h, 可参照上述规定执行。此外, 针对有行人和非机动线形设计时, 规范也要相应参照一些城市道路规范。此外, 针对“S”形曲线道路的处理, 为了保证安全的通视距离, 在设计规划中, 必须按照设计规范, 尽可能的增加道路弯曲半径, 以保证行车安全。

2.2 断背曲线的处理

断背曲线指的是两个相邻凹形竖曲线中间连以短直线时构成纵断面线形。两转向相同的圆曲线中间插入短直线而形成的平曲线, 图1所示为断背曲线的概念图示。

如图1所示, 虚线AB段即为直线道路的设计相对位置, 与左右两端的弧线道路共同构成断面曲线。从图中可以看出, 平面的直线与圆曲线组合不当, 行车过程中, 容易诱发安全问题。因此, 在农村公路改建的过程中, 按照线性设计规范, 为了保证行车安全, 在公路的设计过程中应尽力避免出现断背曲线的情况, 针对特殊情况, 应该做成单曲线和复曲线。此外还可以通过视线诱导的方法加以处理:避免在凸、凹形竖曲线的顶、底部插入急转弯的平曲线或设置断背曲线的变曲点, 从而确保行车安全。

2.3 平、纵协调问题

通过相关线性设计研究表明, 当行车路线转角过小时, 如果转角处曲线平面存在落差, 行车者会产生错觉, 认为平曲线比实际值小, 从而致使行车者作出错误的判断, 导致驾驶员产生过度的减速与转弯行为, 危及行车安全。因此, 合理地设计平面线形与纵断面线形, 使之达到彼此协调是农村公路改建过程中, 线性设计的主要技术要求。在农村公路改建的过程中, 应合理利用当地地形, 正确运用相关技术标准, 保证线形的均衡性和连续性。值得注意的一点是, 在道路升级改建的过程中, 受到地形地貌限制的情况十分普遍, 如果仅在旧公路基础上的进行改造升级, 道路的建设也将十分困难。如果大量舍弃原始道路基础, 会使线形调整幅度过大, 进而导致旧路利用率降低, 占地拆迁等项费用大大提高, 改建施工成本过高, 投资过大将与新建公路相差无几。因此, 提高原始道路的利用率也是线性设计在农村公路改建应用中需要考虑的问题。另外, 如果在平面线路形改造完成后, 对纵断面的线形处理不当, 也会导致公路的设计难以达到合理的立体线性要求。如果为了补偿纵断面线性落差, 大面积地进行填挖, 会导致工程量增大, 同时对原地貌破坏也较大, 不符合当下发展理念。因而如何解决这一问题, 也是线形设计在农村公路改建的应用中的一个重要环节。

3 线形设计在农村公路改建应用需注意的事项

3.1 把握改建项目的规模

在农村公路改建的过程中, 需要根据改建项目的规模进行道路的线形设计, 如改建的项目要求较高, 在平纵线形设计的过程中, 需要充分利用现有公路基础, 进而在投资控制范围内尽量进行优化, 提高道路的服务水平。因此, 确定并有效地控制改建项目的规模是十分必要的, 其主要依据涉及设计改建项目的立项文件以及设计委托函等。针对目前道路改建项目种类较多的特殊情况, 设计人员必须很好地把握项目规模, 控制工程的总投资。

3.2 协调改建过程中的矛盾

与新建道路不同, 农村道路改建规划的局限性较大, 难以避免面临房屋拆迁等问题, 如果处理不当, 将严重影响农村道路改建的实际效果。因此, 在保证设计规范的同时, 与业主及时沟通, 处理好改建过程中的矛盾显得至关重要。

3.3 按照规范要求做好指标的取舍

在农村公路的改建过程中, 需要对重点路段 (如事故黑点、集镇路段、居民集中路段) 进行线形优化, 由于农村公路改建资金受限, 在实际操作中, 无法保证路线的各项指标都符合规范要求, 往往要对路线规范的各项指标进行取舍。此外, 农村公路建设的目的主要在于满足行人和车辆正常、安全通行, 鉴于农村道路交通量小, 超载现象并不十分严重, 农村交通系统承受的交通压力相对较小。为了降低建设成本, 不宜过分追求高指标。在线形指标选择时, 应遵循“安全、经济、适用”的原则。

4 结束语

为了适应农村经济的发展, 大力推动农村公路改建工程建设显得至关重要。因此, 对线性设计在农村公路改建应用过程中存在的问题, 需要认真的对待, 并就潜在的问题不断进行技术探讨, 优化改建措施, 进而推动农村公路规模的不断扩大, 加快农村经济的发展。

参考文献

[1]交通部交发路发[2007]358号, 公路工程基本建设项目设计文件编制办法[S].

[2]中交第一公路勘察设计研究院有限公司.公路工程基本建设项目设计文件图表示例[Z].2007.

公路线形的安全设计 篇4

关键词:公路交通,线形组合,交通安全

0 引言

由于受视距降低、公路复杂几何线形条件等因素的影响, 驾驶员的工作负荷会出现不同程度的增加。当平曲线与凸形竖曲线相互结合时, 由于视距的降低及汽车在三维空间的行驶, 使得驾驶员的疲劳感大大增加, 并随着道路两侧平交道口的不断增多会进一步增加其工作负荷, 进而在一定程度上引发驾驶员采取不安全的操作行为, 使得道路安全水平大大降低。这种情况下, 道路平纵线形组合的合理性, 将直接影响驾驶员行车操控的安全性。为此, 公路线形设计时, 必须考虑下列情形:

1 平竖曲线的适宜组合原则

1.1 平竖曲线相互对应

在对平曲线与竖曲线进行组合时, 通常情况下需要将竖曲线包含在平曲线内, 与竖曲线相比, 平曲线要稍长一些, 这种线形布置方式称之为平曲线与竖曲线的对应。通过将平曲线与竖曲线进行对应, 一定程度上保证了视觉的连续性, 从而增强了驾驶员视觉的顺畅感。如果在平曲线的起点上设置竖曲线的顶点, 这种方式将不能正确地引导驾驶员的视线, 使得公路看起来好像断了似的, 容易导致驾驶员产生错觉, 并且这种组合方式会增加竖曲线纵断面凹部底点处排水的难度;如果将几个竖曲线设置在一个平曲线中, 易使驾驶员感觉公路好象被分成了几段, 这种现象通常是由于平曲线与竖曲线对应不当造成的。因此, 公路线形设计时, 应在平曲线两头的缓和曲线上分别设置竖曲线的起讫点, 在缓和曲线以外的直线段上及圆弧内都不应设置竖曲线的起讫点。对于平竖曲线而言, 如果半径较大, 这种情况下, 平竖曲线的位置则不受上述限制。如果平竖曲线不能较好地配合, 并且与某一限度相比, 两者的半径较小时, 这种情况下需要拉开平竖曲线之间的距离, 同时使竖曲线位于直线上。

1.2 均衡平竖曲线的大小

在对线形进行设计时, 如果平竖曲线在一起, 这种情况下需要对技术指标之间的大小进行均衡处理, 避免出现大而缓、小而急的情形。对于一个较长的平曲线而言, 如果内部竖曲线数量超过两个, 或者一个竖曲线内的平曲线超过两个, 视觉上会感觉别扭。对此, 国外相关研究资料显示:在半径方面, 如果平曲线半径小于1000m, 竖曲线半径约为平曲线半径的10~20倍, 在这种情况下便可达到均衡的目的。其协调关系如表1所示。

1.3 线形应连续、统一

对于直线或者大平曲线上纵断面线形来说, 通常情况下不得存在暗凹、驼峰、跳跃等情形, 由于视线的不连续, 易使驾驶员的视线发生中断或产生忽上忽下的感觉, 并且由于受竖向离心力等因素的影响, 驾驶员的心理易产生不适, 甚至产生操作失控而引发交通事故。在线形设计过程中, 驾驶员的视域内应避免出现反复变化的线形, 以防止驾驶员出现紧张感, 从而影响行车的安全。

1.4 线形与道路景观相协调

对于现代公路而言, 其景观设计十分重要。良好的景观设计, 通常情况下可以使公路与其周围的自然景观融为一体、相得益彰, 进而给驾乘人员一种协调感和美感。

2 设计平竖线形组合时的注意事项

2.1 避免竖曲线的顶、底部插入小半径的平曲线

对于凸形竖曲线而言, 如果顶部存在小半径的平曲线, 一方面不能对视线进行正确引导, 另一方面急转方向容易影响行车的安全。对于凹形竖曲线而言, 如果底部存在小半径的平曲线, 容易导致汽车加速并急转弯, 危及行车安全。

2.2 竖曲线顶、底部避免与反向平曲线的拐点出现重合

这类组合通常情况下会不同程度地扭曲外观, 并且竖曲线顶部与反向平曲线拐点重合将不能对视线进行正确的引导;竖曲线底部与反向平曲线拐点重合将会影响路面排水的通畅性。

2.3 长直线上避免设置陡坡或曲线长度短、半径小的凹形竖曲线

汽车长时间在长直线路面上行驶时, 驾驶员容易超速行驶, 危及行车安全;汽车在长度短、半径小的凹形竖曲线路面上行驶易使驾驶员产生错觉, 对坡底道路易造成误判, 高速行驶中的紧急制动操作对行车安全将构成严重影响。

2.4 避免小半径的竖曲线与缓和曲线的重合

在线形设计过程中, 这种组合方式对于凸形竖曲线而言视觉诱导性差;对于凹形竖曲线而言增加了路面排水的难度, 将直接影响到行车的安全性。

3 易使驾驶员产生错觉的公路线形

3.1 线形错觉

在设计公路线形时, 如果在同向曲线之间插入较短的直线段, 对于驾驶员而言, 容易在视觉上将直线和两端连接的曲线看成反向曲线, 甚至会把两个曲线看作一个曲线, 进而在一定程度上导致驾驶员出现操作的失误。

3.2 弯道错觉

车辆在实际行驶过程中, 如果弯道可见部分比较小, 那么就会增加驾驶员估算其曲率的难度[2]。当车辆在实际道路上行驶时, 对于不超过半圆的圆弧线形而言, 通常情况下总觉得它的弯度比实际弯度小;对于曲率半径相同的弯道来说, 当前方视野较为开阔时, 也会产生弯度小的错觉。这种情形, 容易导致驾驶员误判而盲目高速行驶, 从而危及行车安全。

3.3 坡道错觉

当车辆下坡行驶到坡度较缓的路段时, 随着路面倾斜度的降低, 易使驾驶员觉得下坡已完, 倘若在坡道两旁设有交通标志, 根据交通标志, 驾驶员可以克服这种错觉。否则, 驾驶员容易提速冲坡。同样, 上坡过程中随着中途坡度变缓, 易使驾驶员误认为上坡已结束而盲目换档。这些错误操作都会诱发交通事故。

4 小结

综上所述, 公路线形组合直接影响着公路交通的安全性。科学合理的公路线形, 一方面可以保证道路与周围环境的协调性、司驾人员视觉和心理方面的连续性、舒适性[3], 另一方面可以有效提高行车的安全性[4]。所以, 公路线形组合的合理性对于交通安全行车具有重要的意义。

参考文献

[1]邹健.浅谈道路线形设计对交通安全的影响及改善措施[J].公路, 2006 (6) :6.

[2]佘艳华, 苏华友.公路线形设计因素对交通安全的影响分析[J].华东科技, 2006 (10) :5.

[3]杨梅.公路线形因素对交通安全的影响分析[D].长安大学, 2009 (05) .

公路线形的安全设计 篇5

1.1 公路线形设计定义

公路线形包括公路平面线形和公路纵断面线形。公路平面线形是公路线路在平面上的投影;公路纵断面线形是公路线路空间位置在立面上的投影。根据公路线路所处的地形、水文、地质条件, 设计符合各种行车条件的公路平面线形和纵断面线形的工作, 即为公路线形设计。公路线形对行车速度、行车安全和好适性的影响极大。因此, 公路工程技术对公路线形制定了一系列技术指标。

1.2 城市公路线形的设计的基本原则

城镇地区干线公路的选线和线形设计, 除上述事项外, 还必须注意以下各点:考虑沿途的土地利用类型。当进行城镇地区干线公路的线形设计时, 特别要考虑路线经过地区的文化区和日常生活区。当干线公路割断沿途居民的居民区时, 必然要给居民造成生活上和习惯上的不便, 还影响到安全, 有时不能发挥干线公路本身的性能;要考虑与既有城市公路网的关系, 选定不形成多路交叉和变形交叉的线形。不得不采用这种线形时, 也必须对交叉城市公路做一些调整和改善;从保证安全和提高通行能力的角度出发, 应避免采用在立体交叉的端部或道口、城市高速道路的驶出驶入匝道的近处, 设置平面交叉的线形;当设计城市公路时, 为了保证行车的安全和顺适, 必须尽量使各种线形要素达到均衡, 设计车速便是使各项线形要素能达到均衡的一个指标。

2 平面线形设计要点

2.1 平曲线半径与超高

汽车在平曲线路段上行驶时, 将产生离心力。由于离心力作用, 汽车将产生侧向滑移。车辆在曲线上稳定行驶的必要条件是横向力系数要小于路面提供的极限摩阻系数。圆曲线半径越大, 横向力系数就越小, 汽车就越稳定。所以从汽车行驶稳定性出发, 圆曲线半径越大越好。但有时因受地形、地质、地物等因素的限制, 圆曲线半径不可能设置得很大。因此, 在路线设计中采取设置超高来减轻或消除横向力的影响。圆曲线半径应该尽可能大些, 由于地理、地形条件等的限制, 曲半径往往不能太大, 这就需要研究曲线半径的最小值, 以保证行车的安全与舒适必须对曲线行车的横向力的大小加以限制。横向力的大小是和圆曲线的半径成反比的, 要想降低车辆弯道行驶时所受的横向力, 就应采用较大的圆曲线半径。另外还需注意:检查采用的圆曲线半径是否与城市公路等级及行车速度相适应、超高与路面横向摩阻系数相协调;当采用极限半径时, 是否采取了相应的交通安全措施, 如设立“急弯”警告标志、车道中心线标划实线等;对于高等级城市公路应以运行速度进行验算。

2.2 长直线

直线具有最短距离连接两控制点以及线形布设方便、容易施工等优点, 但线形呆板, 过长的直线会使驾驶员行车单调乏味、分散注意力、增加疲劳感, 有时急于加速行驶往往对车距失去判断造成恶性交通事故, 对行车安全不利。一般来说, 直线长度不应大于设计速度的20倍, 当采用时应采取弥补景观单调缺陷的技术措施。必须检查是否有大于设计速度20倍直线, 如若有, 是否有弥补景观单调的技术措施, 采取的技术措施是否合理。

2.3 短直线

同向曲线之间插入长度不够的直线, 称为断背曲线。此类曲线容易产生把直线和两端曲线看成反向弯曲的错觉, 整个线型缺乏连续性, 容易导致驾驶失误。曲线间直线不够, 对于有超高、加宽的反向曲线, 将不能实现反向变化的平稳过渡, 行车也是不安全的。两同向曲线间应设有足够长度的直线, 不得以短直线相连, 否则应调整线形使之成为一个单曲线或复曲线或运用回旋线组合成卵形、凸形、复合形等曲线。两反向曲线间夹有直线段时, 以设置不小于最小直线长度的直线段为宜, 否则应调整线形或运用回旋线而组合成S形曲线。

2.4 城市公路桥隧两端的路线等特殊路线的设计

通常称桥梁引道路线为桥头路线。路线设计中, 当桥位和隧道位置确定了以后再来考虑“接线”时, 引线的技术标准一般偏低, 有时甚至于不必要地增加了路线长度。使用时事故多, 运输效率低, 在汽车燃料消耗上也造成浪费。

桥梁一般要高于最高洪水位, 在通航的水流上有时要加上一个大于通航船只高度的净空。从交通上说, 引道纵坡要平缓, 或坡度不能太大, 使其不致造成上、下桥的困难。可是, 为了满足净空上的要求, 引道路线不得不拉得很长。在水流的岸边, 桥梁的引道或引桥与岸边的城市公路或街道作成立体交叉, 但是不宜直接相连。这时, 从路线布设来说, 着重考虑引道纵坡的大小, 平面上的线形就是桥梁路线与水流直交的线形。

城市公路路线的方向与水流的方向在相当多的情况下是斜交的。通常的做法是使桥梁与水流宜交, 并在桥头没有相当长的直线段, 然后再与公路路线相连接。这样的布置既有利于行车, 也有利于桥梁的建造。在这种情况下, 从路线布设上来说, 就要注意桥头直线段要保持一定的长度, 以免过桥就要转弯。在上述两种情况下, 水流的方向在不大的范围内大体上是不变的。可是, 从大范围来看, 水流的方向是不断变化的。

3 纵断面线形设计

3.1 坡度和坡长

汽车在长大纵坡路段上行车, 上坡容易因动力受限行驶速度下降影响车辆行驶的连续性, 下坡会因制动器发热导致制动失灵, 这都是很不安全的。因此, 设计中作好坡度、坡长限制和缓和坡段的应用是十分重要的。

设计速度为120km/h, 100km/h, 80km/h的高速公路受地形条件或其它特殊情况限制时, 经技术经济论证, 最大纵坡值可增加1%。城市公路改建中, 设计速度为40km/h、3 0k m/h、2 0k m/h的利用原有公路的路段, 经技术经济论证, 最大纵坡值可增加10%越岭路线连续上坡 (或下坡) 路段, 相对高差大于500m时, 平均纵坡不应大于5.5%;相对高差大于500m时, 平均纵坡不应大于5%。任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5.5%。

3.2 竖曲线半径和视距

过小的竖曲线半径将导致视距的不足。凹型竖曲线过小还会引起离心加速度过大及排水问题;凸形竖曲线太小还会引起跳车, 这都是不安全因素。应逐个检查竖曲线半径和长度是否符合标准要求。对夜间交通量较大、沿线有跨路桥的路段, 其半径和曲线长度应进行过验算。

3.3 特殊路段纵坡设计

桥梁、隧道、立交桥等设施都是城市公路的组成部分, 它们应当和路基一起构成一条平顺而连续的线形, 才有利于汽车快速安全行驶。但是, 桥梁由于受设计洪水位和桥下通航净空的限制, 桥面设计标高可能高于桥头引线路基标高, 这就造成纵断面不平顺;隧道由于受地形限制和为了缩短洞长、减少投资, 可能使纵坡过大、引线连接不平顺;洞内坡大, 会使汽车排放有害气体增多;洞内湿度大, 会降低路面抗滑能力;这都不利于行车安全。特殊路段纵坡必须满以下几点要求:桥梁及其引道的平、纵、横技术指标应与路线总体布设相协调。桥上纵坡不宜大于4%, 桥头引道纵坡不宜大于5%。位于市镇混合交通繁忙处, 桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3%。桥头两端引道线形应与桥上线形相配合;隧道内的纵坡应小于3%;但短于100m的隧道不受此限。城市公路、一级城市公路的中、短隧道, 当条件受限制时, 经技术经济论证后最大纵坡可适当放大, 但不宜大于4%;隧道洞口的连接线应与隧道线形相协调。隧道两端洞口连接线的纵坡应有一段距离与隧道纵坡保持一致;检查设计是否满足上述标准要求, 并使桥、隧及其两端引线之平、纵线形尽可能平顺, 与周围环境相协调, 使之视眼开阔、视线诱导良好。

3.4 爬坡和避险车道

载重汽车在长上坡段行驶时, 车速随坡长增大将明显下降妨碍跟驰轻型车辆行驶, 不但降低城市公路的通行能力, 而且导致事故增加, 需要为慢速车辆设置爬坡车道。对于已设置爬坡车道的路段, 应对爬坡车道的长度、宽度以及标志、标线等进行评价。在长大下坡路段, 连续4km以上路段末设置停车区、加水冷却区等服务设施时, 应根据沿线地形条件和交通组成特点, 评价在下坡路段设置紧急避险车道的必要性。对于己设置紧急避险车道的路段, 应评价设置间距能否满足行车安全要求, 并对紧急避险车道的平纵面线形、长度、横断面宽度、路面材料、排水系统以及防撞护栏、标志、标线等进行评价。

3.5 平纵线形组合

优良的道路几何线形组合设计应为:宽阔连续的视野能使驾驶员自觉地保持随时对车辆行驶状态进行及时的调整, 并为驾驶员在遇到紧急情况时采取安全措施赢得时间。

为了保证具有明显的立体曲线形体和排水优势, 在设计时应该尽量做到平曲线与竖曲线相重合, 平曲线稍长于竖曲线, 即所谓的“平包竖”一取凸形竖曲线的半径为平曲线半径的10~20倍。应避免将小半径的竖曲线设在长的直线段上。

保持平曲线和竖曲线两种线形大小的均衡。在平纵线形组合设计中极为重要。几何线形的均衡性是保证安全的重要前提。相关文献表明:若平曲线半径小于1000m, 竖曲线半径大约为平曲线半径的10~20倍时, 便可达到均衡的目的。

不良的线形组合。行车安全性的大小与不同线形之间的组合是否协调有密切的关系, 下列线形组合往往是导致交通事故发生的重要原因, 在线性设计中应予以避免并加以检查。如:线形的骤变, 如长直线的末端设置急转弯曲线, 尤其是长下坡 (大于1km) 接小半径曲线是有危险倾向的设计;纵断面反复凹凸, 即形成只能看见脚下和前头, 而看不见中间凹陷的线形;在凸形竖曲线与凹形竖曲线的顶部或底部插入急转弯的平曲线, 前者因为没有视线引导而必须急打方向盘;后者在超出汽车设计速度的地方仍然要急打方向盘等。

4 结语

总之, 城市公路线形设计时, 设计者必须对城市公路具有的性能与作用进行充分而慎重的分析研究, 以免留下后患。对于提高我国城市公路勘测学科的整体学术水平, 提高我国道路设计水平和设计能力, 加速我国的城市公路建设有积极的促进作用, 其成果的应用亦将产生巨大的社会效益和经济效益, 并有着十分广阔的推广应用前景。

参考文献

[1]公路交通部交通司.新理念公路设计指南[M].北京:人民交通出版社, 2005.

[2]李清波, 符锌砂.道路规划与设计[M].北京:人民交通出版社, 2002.

[3]杨少伟.道路勘测设计 (第2版) [M].人民交通出版社, 2004.

高速公路平面线形设计分析 篇6

随着我国公路交通业的发展, 高速公路的建设也蓬勃的发展。随着高速公路总里程的不断增加, 公路建设逐步由线网高交通量向省际连接段和加密线方向过渡, 地形条件也逐步由平原微丘陵向山岭发展。高速公路平面的线形作为高速公路的骨架, 在公路设计和运营中起关键作用。良好的平面线形能够确保行车安全, 为汽车行驶提供舒适优美的环境, 确保高速公路的畅通。因此近年来, 高速公路平面的线形设计逐渐成为广大工程技术人员研究的重点。

2 高速公路线形设计

2.1 高速公路线形选择原则

公路线形作为公路的骨架, 它对整个公路的规划、设计和施工影响很大。线形选择涉及的因素很多, 诸如工程造价、线形指标、地形条件运行效益等。线形选择要综合考虑到平面、纵面、横面三者之间的关系, 争取做到平面顺适、纵面均衡、横面合理。

2.2 高速公路线形设计方法

高速公路布线方法主要有两种种方法:直线形设计方法, 曲线形设计方法、二者综合设计方法。

2.2.1 平面直线形设计方法。

一般说来, 线形设计方法计算模式简单、直观是公路选线设计当中最常用的设计方法之一。在使用直线形设计方法的时候, 设计人员通常会综合考虑公路的等级, 经过的区域、路线的走向、控制条件和技术的要求等。在公路路线直线设计当中, 设计人员将直线作为路线的主要构成单元, 利用导向线控制路线的基本位置, 在路线的转点处采用曲线或者曲线组合来完成直线的过渡。可以看出在直线设计中, 导向线控制了路线的走向, 而圆曲线, 缓和曲线作为直线的补充。此种设计方法未将直线、圆曲线和缓和曲线视为一个统一的整体加以利用, 往往会导致公路平面线形的均衡性和连续性变差。在山区高速公路中由于受到地形和地物的约束较为严格, 设计人员往往考虑较多的是公路线路的曲线要素如何满足规范的要求, 从而忽略公路与地形、地物条件的协调, 过分无约束的大填大挖往往造成自然环境的破坏和工程造价的增加。因此在山岭重丘地区的直线形设计中, 设计应以纵断面线形为主导, 综合平面和横断面从而来确定路线的线形。对于平原微丘来说, 路线应以平面为主导, 结合纵断面和横断面来确定路线。

2.2.2 平面曲线形设计方法。

现代高速公路的线形设计中, 随着车速的提高和交通舒的增加, 高速公路的线形设计已经以曲线为主。尤其是直线型设计方法在匝道平面线形设计中显示出不适应性, 使得人们不断的探索曲线为主体的设计方法。曲线形的具体设计方法有很多种, 每种方法都有其成熟的设计思想和理论。其总的思路大致有以下五种步骤: (1) 确定控制点。根据公路路线的走向、地形地物和沿途自然环境条件及线形布设的标准和技术要求, 在现场或图纸上确定一系列线位控制点, 大概确定出高速公路路线要经过大致位置。 (2) 采用曲线形式形成线形骨架。首先在地形图上绘制若干直线段和圆弧段, 通过拟合曲线来形成路线的总体线位, 从而形成路线的基本线形骨架。 (3) 确定合理的线形参数。反复拟定拟合函数的参数值, 确定最佳拟合曲线, 从而满足规范和位置的要求。 (4) 曲线计算和调整。利用已有的资料, 并使用各种已有的具体曲线形设计方法对曲线进行拟合。对拟合而成的线形总体技术指标进行审定, 评价是否均衡以及局部能否满足控制要求。最后拟合而成的曲线进行调整和修正, 直到满足要求。 (5) 绘制平面线位图。根据拟合而成的曲线计算数据, 结合相关的计算软件生成平面线位图。

3 高速公路平面线形设计运用

3.1 直线

两点之间直线最短。过去公路线形设计中往往偏重于设置较长的直线。特别在于设计山区丘陵地区的公路时, 争取尽可能长的直线, 通常是公路设计人员的重点。但是由于直线的集合形态灵活性偏差, 僵硬不易协调, 所以难以适应地形变化。从驾驶员角度来讲, 过长的直线形态容易使得驾驶员产生倦怠, 注意力不集中, 甚至感觉迟钝, 容易造成交通事故。

我国《公路路线设计规范》对于直线的长度进行了规定, 要求直线的长度不宜超过设计车速的20倍, 同时要求在长直线两侧空旷处, 宜栽植不同数目, 设置风格各异建筑物等方式减轻景观单调的感觉。在线形设计以曲线为主的情况下, 需要公路设计人员从客观条件出发, 实事求是, 不必一味追求以曲线为主, 增加不必要的工程量和工程投资。

3.2 圆曲线和缓和曲线

由于圆曲线有着柔和的集合形态, 能够较好的适应地形变化, 通过设计可以得到圆滑的线形, 所以适用范围较广泛。一般说来, 圆曲线应采用较大半径。我国山区地形条件较差, 直线应用较难或直线成分较少, 曲线布设要紧密结合地形条件, 曲线要素值大小直接影响工程与环境质量。线路设计应首先根据地形条件先确定曲线及其要素来进行设计。一般说来我国的高速公路采用超高值为2%~4%的平曲线半径, 当在高速公路所处地区地形相对较差的时候, 平曲线半径可采用1000~3000m半径。在特殊情况下方可采用极限值。若高速公路线路设计中相邻处指标出现较大差距时, 需要通过降低和改善指标来验证其适应性、合理性;同时要保证公路路线前后段的指标要连续、均衡。

确定高速公路转弯设置圆曲线半径时需要注意以下几点: (1) 圆曲线半径一般情况下采用极限最小半径的4~8倍或超高为2%~4%的圆曲线半径。 (2) 当公路路线受到自然条件受约束时, 圆曲线半径尽量采用大于或尽量接近最小半径。 (3) 自然条件特殊时, 方可采用极限最小半径。但须要设置一定的路段使得圆曲线逐渐变小或者设置路标提示驾驶人员前面有急转弯。 (4) 圆曲线半径过大会使得驾驶员感觉与直线无异, 因此, 规范规定最大半径一般不宜超过10000m。选用半径时, 应尽可能采用大半径曲线, 还必须考虑到前后线形要素间的相互关系, 使得所有指标的保持均衡。同时在设计高等级公路时, 当遇到设置缓和曲线及其与圆曲线的关系问题, 须要按照《公路路线设计规范》的要求, 设置最小缓和曲线长度。

4 结语

随着我国高速公路建设发展, 对于高速公路线形设计的要求也越来越高。在路线设计中, 直线, 曲线、缓和曲线的设计指标要综合考虑, 灵活运用。在符合设计标准的情况下, 做到线形连续、均衡, 保证行驶安全。同时在路线设计中药掌握评、纵指标配合。尽可能与地形地貌相符合, 特别是公路的线形与结构物和环境想协调, 充分优化平, 纵、横的组合, 做到流畅连续。

参考文献

[1]杨少伟.道路勘测设计[M].北京:人民交通出版社, 2004.

[2]JTJB01-2003, 公路工程技术标准[S].

[3]公路路线设计规范 (JTJO01-94) .北京:人民交通出版社, 1994.

公路线形的安全设计 篇7

关键词:四级山区公路,线形,设计

1 引言

四级山区公路相对于一般的平原公路是有一定的区别的, 是相对来说比较困难的。山区的地形比较复杂, 在设计四级山区公路时要尽可能的顺应地形, 同时为了降低施工难度及成本, 还要不断改进施工技术及流程。因此, 对四级山区公路路线线形设计进行详细探究至关重要。

2 四级山区公路路线线形设计质量控制的重要意义

当前, 我国公路路线设计仍然借助传统思维与方式, 与现代公路发展要求不符。我国的经济水平的日益增强, 路面的行车安全就需要合理重视。尤其是山区特殊地段的行车安全, 合理的公路路线设计是非常重要的: (1) 四级山区公路对行车安全非常重视。由于山区道路崎岖、险陡, 因此加强对四级山区公路的路线设计是非常重要的。如果四级山区公路缺乏严格的控制标准, 处理路面高程落差过程中不够彻底, 就会出现路面提出不够, 以及周围环境被破坏等问题。所以, 合理设计四级山区公路路线能够积极预防山区交通事故的出现, 使各种危险因素得以降低, 促进山区行车安全性与稳定性的提高。 (2) 合理设计四级山区公路路线能够为人们提供较好的行车环境。对于四级山区公路的驾驶人员来说, 一些恶劣环境是无法避免的, 这些都会影响行车过程中的安全。因此, 设计良好的四级山区公路路线是非常必要的, 还要加强对危险地段, 如弯道、坡度等特殊环境的处理, 做好质量监控, 能够为驾驶员提供安全的行车环境。 (3) 合理设计四级山区公路路线, 最终还能使交通运输运行成本得到减少。由于在合理公路路线的保证下, 能够使质量水平得以提升, 可以使车辆安全得到积极保证, 也能使路线运行中的问题减少, 以此能够有效避免返工的出现, 使交通运行成本得以减少, 从而有效防止交通事故发生的出现。

3 四级山区公路路线线形设计方法

3.1 平面设计方法

平面设计是公路路线线形设计众多工作中最基础的不可或缺的工作。设计人员在进行平面设计时, 要能够运用正确的方法。进行平面设计的方法主要有两种:导线法和曲线法。选取设计方法时, 主要的依据就是当地的地形因素。比如在平原地区, 由于地形较缓会采取导线法进行设计, 这样能够有效地提高公路的定线效率。但是在山区这种地形复杂的地段就需要考虑多条因素了, 通常为了尽可能的提高定线效率, 会采用导线与曲线相互结合的定线方法。运用这种方法时, 通常会先用曲线法取得线位, 拟定出公路的导线, 再在导线法对曲线和直线之间进行衡量, 重新组合出一种半径差不多的同向曲线, 然后运用曲线法对公路的一些线位进行重新校核拟定, 从而得到相对满足各个条件的公路线位。然后再次衡量和协调, 然后得到最佳线位。随着科学技术的发展, 目前一些步骤已经开始采用先进的设备了。勘测路线时, 一些勘测手段也越发的先进。所以, 进行四级山区公路路线线形设计时要能够结合曲线法与导线法, 还要应用现代设计及勘测的手段, 从而实现效率的提高。

3.2 确定超高值

随着科技的发展人们的生活水平的提高, 车辆的性能及数量也在不断提升。设计者在设计四级山区公路时, 要考虑车流量及车速的发展趋势, 就是说要确定好超高值。一般来说, 超高值的确定是需要综合各个方面, 慎重确定的值, 是非常重要的。恰当的超高值才能给大众提供更加优质的行驶路况。比如考虑一些偏远郊区, 它的汽车行驶数量少, 交通运输压力小, 可以适当的调小超高值;但是相对于交通运输压力大的地段, 出于安全和舒适的考虑, 就要相应的增加超高值。考虑超高值的时候还要对设计速度、圆曲率半径、路况、自然环境等因素进行分析, 保证公路设计方案的科学性与合理性。

3.3 灵活运用缓和曲线长度

在进行四级山区公路线形设计时, 不可避免的会遇到直线和圆曲线的组合, 为了使得公路线形更加符合地形, 可以通过设置缓和曲线的方法克服地形障碍。缓和曲线是公路的平面设计中的关键, 整个四级山区公路的的平面线形设计都要能够灵活运用它, 比如为了实现直线和曲线的对接圆顺, 采用缓和曲线可以避免短直线带来的各种缺陷。

3.4 最小夹直线长度

在设计公路线形时, 会遇到两种曲线, 一种是反向曲线, 一种就是同向曲线。一般来说, 对于反向曲线, 可以通过使用圆曲线半径和缓和曲线的长度就能够解决, 获得最佳曲线对接;但是对于同向曲线来说, 曲线最小夹直线长度的设计就有着比较苛刻的要求了, 经常会因此而增加了工作量甚至造成周边环境的破坏。为了保障山区高速公路司机的行车安全, 在设计线形时要能够很好地贴合周边地形, 不至因转弯判断方向失误而出现事故。低等级的四级山区公路设计, 可以应用回旋曲线形成卵形、凸形等, 从而保障设计的合理性。设计四级山区公路的线形时, 应当根据实际情况来确定最小夹直线长度。

4 四级山区公路路线线形设计中的问题和应对策略

4.1 复杂地质条件限制

我国山区地质条件以及水文环境较为复杂, 尤其是一些山区的岩层结构复杂且不稳定, 这样既制约当地的经济发展, 同时也加大四级山区公路路线的设计难度以及实际道路的施工要求。通常对于较为复杂的岩层结构, 设计和施工人员很难在较短时间内完全掌握结构特点, 也无法根据具体特点进行针对性施工以及设置专门的保护措施, 这会极大增加施工和使用的危险系数。因此, 施工人员进行路线选择需避开复杂的地质条件, 这样既可以降低地质条件以及施工技术的限制, 又可保障四级山区公路的施工质量以及正常使用的安全性。

4.2 注重对水土的保持

在设计四级山区公路路线的过程中, 应该对路线两侧的地形地貌、气候、水文等条件进行全面了解, 加强对植被种类、覆盖情况的掌握, 做好水土保持工作。科学运用工程举措, 并且在生物措施的协调下, 重视沿线水土的保持工作, 以此防止水土流失问题的产生。

4.3 降低河谷对设计和施工的影响

在四级山区公路路线选择和施工过程中, 设计人员应该着重考虑河谷地带的路线选择以及施工方面的问题, 由于河流流量变化相对较大, 而且容易出现严重的风化问题, 因此还需要确保公路路线与河流以及山体保持在合理的安全距离内。如果比较接近, 在公路施工以及日常使用过程中, 如果遇到雨季, 则很容易发生山洪或者泥石流等灾害影响, 而在旱季时, 河床干裂问题也会严重影响四级山区公路使用质量。因此, 在对四级山区公路路型进行设计和施工过程中, 必须综合考虑公路路线与河流以及山体实际有效安全距离, 进而保证山区工程施工和使用的质量和安全性。

5 结束语

综上所述, 在四级山区公路路线线形设计过程中, 应该充分考虑区域地形、地貌、气候等因素, 加强公路平面设计、超告知确定、缓和曲线长度设计, 同时还应该合理确定最小夹直线长度。另外, 在四级山区公路设计与施工过程中, 应该加强环境保护, 尽量避免对周围环境造成不良影响, 完善四级山区公路路线线形设计, 尽量降低工程造价。

参考文献

[1]蔡昌明.对四级山区公路路线线形设计的分析[J].黑龙江交通科技, 2014 (07) :57.

[2]王亮.关于四级山区公路路线设计的思考[J].大科技, 2012 (19) :193~194.

公路线形的安全设计 篇8

视距是保证公路行车安全的一项重要设计指标,是公路工程建设标准强制性指标之一。因此,公路沿线的每一车道应有足够的视距,使驾驶员能及时察觉到潜在的危险,并做出正确反应,保证行车安全。

除了在平面上的暗弯(处于挖方路段的曲线和内侧有障碍物的曲线)、纵断面上的凸形竖曲线以及下穿式立体交叉的凹形竖曲线上通常有可能存在视距不足的路段外,在小半径曲线的中央分隔带外侧超车道上、曲线隧道内、主线处于连续长下坡路段坡底的公公分离式立体交叉上、小半径平纵曲线组合路段等已成为视距不易保证的难点路段,给安全保障带来了很多隐患。

下面列举几个在设计过程中容易忽视的视距方面的问题,希望能够给设计工作者今后的设计提供帮助。

2 内侧车道的停车视距

为了提供停车视距,高速公路平曲线内侧必须保证一定的侧向净宽,即横净距。其确切的定位为:在路面标高以上范围内,驾驶人视点至障碍物边缘的横向距离。

在高速公路设计中,设计者往往对横向视距的考虑不够全面。在设置中央分隔带高等级公路中,行车道右侧由于设置了硬路肩、土路肩、边沟和碎落台等,公路的横净距至少在4.0m以上,一般不会因为障碍物侵入净空而阻隔视线,可以满足对应设计速度下对停车视距要求。

而行车道内侧的横向净距要求往往被设计者忽视。我国目前高速公路中央分隔带设计中,防眩树高度一般在1.2m以上,有的甚至超过1.5m。对于大型车辆驾驶员视线高度一般超过防眩树高度,而对于小汽车来说,视线高度为1.2m,视线可能被防眩设施、护栏和隧道内侧的墙体等隔断,如平曲线半径选择不当,导致平曲线路段纵向视距不能满足停车视距要求。

横净距L包含以下几个部分:驾驶员视点至车道内边缘的距离L1,高速公路左侧路缘带的宽度L2,护栏边缘至中分带路缘石的距离L3等三部分组成。驾驶人视点L1可按内侧行车道内边缘向外1.5m计[1]。

L=L1+L2+L3 (1)

图1示出了横净距与平曲线半径、停车视距之间关系。若用S表示停车视距,则图中关系可以用式(2)来表示[3]。

(R+L)2=R2+(S/2)2 (2)

根据公式(1)和(2)计算出满足相应停车视距和中央分隔带宽度的临界平曲线半径。详见表1。

由此可见,满足横净距临界圆曲线半径与一般最小半径有较大的差异。

对于不满足停车视距要求的路段,只能采用增加横净距L的方法使其满足要求。主要的方法有:增加路缘带宽度、使用新泽西护栏和进行限速控制来满足停车视距的要求。

所以设计者在前期平面选线设计时应注意半径的选取,尽量选择大于横净距临界圆曲线半径的曲线半径,使其满足横净距的要求。

3 立交区内出口识别视距

互通立交范围内主线的视距比其他路段有更高的要求,特别在互通立交出口之前,应根据主线的运行速度预测值判断出口的识别视距[2]。

《指南》要求识别视距按10~13s 的行程进行计算,这和《公路路线设计规范》规定的取值基本接近。识别视距达到300m 以上, 这对互通区域内主线平纵面线形的要求是非常高的(见表2)。

在互通立交设计时,很多设计人员认为,只要平纵面指标满足规范要求,互通立交范围内主线的视距肯定不成问题,最多检验一下匝道上的停车视距和汇流通视三角区。

对于主线分流鼻之前应保证判断出口所需的识别视距的检验常常被忽视掉。认为减速车道只要满足规范要求的长度即可。很少单独检验分流出口处的识别视距。

例如,主线设计速度100km/h,为降低造价,凸形竖曲线半径取接近极限值23000m,匝道出口位于竖曲线末端,驾驶员视线高度为1.2m,为保证标线连续可见, 设定目标物体为零高度。如图2所示,凸形竖曲线的变坡点设置在减速车道分流鼻附近,则如图所示驾驶员仅能看到前方最远238m的路段。远小于《指南》和《公路路线设计规范》对判别视距的要求。也就是说,要保证分流识别视距就必须增大凸形竖曲线半径。

另外在具体设计中,互通立交范围被单纯地认为是由加、减速车道或辅助车道的三角渐变段的起、终点确定的,仅在此范围内按照规范的要求采用线形指标。这样就有可能出现一种情况:一条流出匝道的减速车道三角渐变段起点恰好是互通范围的起点时,如果之前主线设置了半径较小的凸形竖曲线,由于这段凸形竖曲线不在互通立交范围内,线形指标也认为是满足主线竖曲线半径的要求,实际上很可能已不能满足互通立交出口的识别视距的要求了,也就是说,驾驶员要行驶到凸曲线的最高点时才能发现互通立交的出口,而此时的视距很可能小于识别视距。

由此可见,对于互通立交的减速车道,检验其识别视距是十分重要的。

4 上跨高速公路匝道应加强视线诱导

一般情况,高速公路与高速公路交叉时设置枢纽互通式立交,其基本型式有:T型交叉、Y型交叉和十字交叉。T型交叉又包括:喇叭型和直连式T型。在其中某一方向交通量较小的情况下,将此方向的匝道设计成内环匝道,以降低工程规模及造价。

对于单喇叭枢纽型互通式立交,如果互相交叉的高速公路设计速度为100km/h,对于上跨高速公路匝道的设计速度一般采用60km/h。匝道凸型竖曲线半径R=6000m,满足互通立交区主线的凸型竖曲线一般值要求,计算的视距为125m(满足停车视距100m的要求)。如图3。

《公路路线设计规范》只规定在匝道全长范围内只需满足停车视距的要求即可。设计时,一般在单喇叭立交上跨高速公路最高点处设置变坡点,而此变坡点一般都在缓和曲线上,由于平面线性设计的原因,大多数情况不能满足平纵配合的要求,使得驾驶员在凸型竖曲线之前125m处不知道其行驶路线下一阶段的走向,而只有当驾驶员快到达凸型竖曲线最高点时,才能判断出下一阶段的行驶路线。尤其是在长直线后接小半径曲线的线形组合尤为突出,如图4所示,驾驶员在未行驶到凸曲线最高点时无法提前判断是向右转还是向左转,而这种匝道上跨主线的匝道线型大都为直线后接小半径曲线,存在一定的安全隐患,设计者应特别注意这类问题。

这类问题只有利用后期交通标志加强视线诱导方可解决,如图5所示。

5 匝道出口位于跨线桥下

《公路路线设计规范》规定,匝道出口位置应明显,易于识别,宜将出口设置在跨线桥之前;当设置在跨线桥后时,匝道出口至跨线桥的距离不应小于150m[3]。

《公路路线设计规范》之所以规定为“宜设置在跨线桥之前”,也是出于视距的考虑,为了保证驾驶员在识别视距之内,能够看到立交出口,及时做出判断,避免因为跨线桥对视线的遮挡而无法识别匝道出口。

对于匝道上跨主线的单喇叭B型立交来说,内环匝道(R=60m)为出口匝道,流出点的分流鼻宜设置在桥前,以方便识别。采用此种理念设计的内环线形容易产生“长直线后接小半径曲线”的不利形式,也容易产生安全隐患。

笔者认为:对于内环匝道的“长直线后接小半径曲线”的线形形式,应综合考虑匝道纵坡的影响。如果内环匝道为连续上坡匝道,这样行驶在匝道长直线的驾驶员可以看见其后面的小半径曲线,即知道下阶段匝道的路线走向,可提前做出判断,则此种“长直线后接小半径曲线”的线形形式不一定存在安全隐患。

对于“分流鼻宜设置在跨线桥之前”,如果主线为上坡路段且出口前无凸型竖曲线,匝道上跨高速公路匝道桥不遮挡驾驶员视线,则“分流鼻不设置在跨线桥之前”也不一定存在安全隐患。

设计人员可以根据出口是否满足识别视距的情况而灵活设计。

6 结论

行车道内侧的横向净距往往容易被设计者忽视,在平面设计的初期就应该加强这一方面的考虑,尽量选用符合要求的平曲线半径。在地形受限,选取小半径的时候更应该加强内侧视距的检验。

互通立交区减速车道出口,设计者往往只按照规范的要求设计变速车道及渐变段的长度,往往容易忽视识别视距的要求。尤其是曲线内侧为高挖方,且需要在曲线内侧设置减速车道时,设计者应检验识别视距是否满足要求。

互通立交区内上跨主线的匝道桥,往往受到线型的限制,不能做到满足平纵配合,这就使驾驶员在行驶到凸型竖曲线最高点之前,无法判断道路下一步的走向。加强在曲线外侧的视线诱导可以解决此类问题。

满足视距要求是设计者首要考虑的基本问题,视距是行驶安全的保证,设计者应多应用空间三维透视进行行驶模拟,来检验视距问题,这也是今后路线设计软件的发展方向。

摘要:视距是保证公路行车安全的一项重要设计指标。其中内侧车道的停车视距、互通立交减速车道的识别视距、互通立交上跨主线匝道的停车视距非常关键,设计者在设计时应特别注意检验其是否满足视距要求。

关键词:停车视距,横净距,识别视距,路线设计

参考文献

[1]方国涛.高速公路横净距与路线路基设计[J].北方交通,2010(8).

[2]JTG D20—2006,公路路线设计规范[S].

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