劉躍勇

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份公司)

1 引 言

高速公路是高等級(jí)公路，路面寬度在四個(gè)車道以上;路面設(shè)有分隔帶，隔開(kāi)往返交通行駛;公路全部是立體交叉，出入口完全受控。高速公路的建設(shè)情況以及風(fēng)貌反映著一個(gè)國(guó)家或者城市的交通發(fā)展?fàn)顩r、也標(biāo)志著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平。安全，穩(wěn)定，迅速是高速公路的必須具備的功能。除此之外，對(duì)高速公路的要求是:應(yīng)該具有賞心悅目的外觀形象，與周圍的環(huán)境相和諧，使公路與之外的部分成為整體的風(fēng)景。并且要避免對(duì)周圍環(huán)境造成的破壞與影響，使司機(jī)和旅客在路途中感到舒適。這些也是公路設(shè)計(jì)的重要方面。

2 平面圓弧化設(shè)計(jì)

平面中，直線設(shè)計(jì)相對(duì)圓弧曲線設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，方向明確。但是直線設(shè)計(jì)不太能使公路符合美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。而且直線比較單調(diào)，直線道路上視野里的景物是不變換的，這樣就會(huì)使司機(jī)感到疲勞，當(dāng)司機(jī)想快點(diǎn)通過(guò)直線路段的時(shí)候，就會(huì)造成超車。而圓弧曲線帶來(lái)的影響就完全不一樣了。

當(dāng)汽車行駛在圓弧曲線上的時(shí)候，司機(jī)看到的是可變換的優(yōu)雅風(fēng)景畫(huà)。司機(jī)看到路兩旁的建筑和風(fēng)景，從而來(lái)辨別路線的方向。同時(shí)，圓弧曲線兩旁的風(fēng)景也可以成為司機(jī)良好的視線誘導(dǎo)。圓弧曲線可以引起司機(jī)的注意，把握好方向盤。因此，進(jìn)行高速公路線形的設(shè)計(jì)，要用平緩的圓弧曲線作為主要的基本的組成部分，而不要以直線為主。

當(dāng)轉(zhuǎn)角確定，設(shè)置平曲線的時(shí)候，設(shè)大半徑曲線比設(shè)小半徑曲線更可以縮短路程，并且更加順暢。圓曲線盡量設(shè)長(zhǎng)一點(diǎn)，采用的半徑可以大到接近直線。

此外，還需要利用到“緩和曲線”。(從直線到有曲率的曲線之間，需要過(guò)渡曲“緩和曲線”可以使直線和圓弧曲線連續(xù)起來(lái)，達(dá)到自然的連續(xù)效果。

在公路工程造價(jià)范圍內(nèi)，高速公路設(shè)計(jì)都可以應(yīng)用少直線，多圓弧曲線的原理。小半徑，短圓弧的線形，可以設(shè)短直線，大半徑，長(zhǎng)圓弧的線形，可以設(shè)較長(zhǎng)的直線段。

3 縱面圓弧化設(shè)計(jì)

縱面圓弧化與平面圓弧化同樣重要。設(shè)置短的豎曲線長(zhǎng)度，道路縱面在變坡出會(huì)顯得突然轉(zhuǎn)變不和諧，不連續(xù)。豎曲線采用過(guò)多地小半徑，也會(huì)顯得線形不連續(xù)。

縱面圓弧化主要體現(xiàn)在高速公路兩旁的邊坡，包括底部圓弧化，坡腳圓弧化，和端面圓弧化三種形式?？v面的圓弧化設(shè)計(jì)可以避免公路的單調(diào)性，減輕司機(jī)的疲勞感。

3.1 頂部圓弧化設(shè)計(jì)

在保證邊坡防護(hù)功能的基礎(chǔ)上，對(duì)坡頂進(jìn)行圓弧化設(shè)計(jì)可以達(dá)到很好的自然效果。使邊坡輪廓更加融入自然風(fēng)貌。坡頂利用圓弧曲線可以達(dá)到連續(xù)線形的美學(xué)效果，并可以給司機(jī)帶來(lái)視覺(jué)識(shí)別效果。

3.2 邊坡坡腳圓弧化

邊坡坡腳圓弧化是指對(duì)路塹坡腳和路堤坡腳進(jìn)行圓弧化設(shè)計(jì)。路塹圓弧可以使邊坡與路面路肩自然地銜接，路堤圓弧可以使邊坡與原始地形自然地相連，再經(jīng)過(guò)綠化邊坡，整個(gè)高速公路的縱面就成了一幅自然的風(fēng)景畫(huà)，幾乎看不出是有人工打造的。而且，雨水在坡腳的圓弧處會(huì)減慢流動(dòng)速度，對(duì)保護(hù)坡腳很有利。

3.3 邊坡端面圓弧化

邊坡端面也是公路的縱面，端面的圓弧設(shè)計(jì)使得道路看上去更加開(kāi)闊，減輕了司機(jī)的駕駛緊張感，使路途的駕駛更輕松舒適。端面的圓弧化與坡頂?shù)膱A弧化相互配合，交融，使道路兩側(cè)的視覺(jué)效果更加自然。

縱面上減少采用直線，多用圓弧曲線，可以使縱面線形連續(xù)，使邊坡的視覺(jué)更平緩，而不是陡峻。從公路美學(xué)角度出發(fā)，凹形豎曲線的長(zhǎng)度需要加長(zhǎng)，尤其是坡差比較大的地方，凹形豎曲線的半徑需要加大，曲線長(zhǎng)度需要加長(zhǎng)。從安全的角度出發(fā)，是使司機(jī)可以提前看清公路前方縱坡的情況，避免判斷錯(cuò)誤，防止安全隱患。在縱坡圓弧曲線設(shè)計(jì)的時(shí)候，會(huì)使用比最小半徑稍稍大一些的凹形豎曲線半徑，但是，通過(guò)透視圖查看效果就會(huì)發(fā)現(xiàn)，小的半徑使路形看其來(lái)變化比較突然，因此，有時(shí)必須設(shè)置大于最小半徑幾倍的凹形豎曲線。

3.4 關(guān)于邊坡圓弧化的綠化

邊坡圓弧綠化也是邊坡圓弧化設(shè)計(jì)的一部分。路旁綠化是公路穩(wěn)定性和耐久性的重要保證。路旁綠化也在增進(jìn)司機(jī)方向性，指導(dǎo)性，保護(hù)性方面起到很大作用。綠色植物可以減輕司機(jī)的疲勞感，并提高路標(biāo)路牌的可見(jiàn)度。

邊坡圓弧綠化不僅要考慮環(huán)境美化，景觀效果令人賞心悅目，更要考慮到穩(wěn)固邊坡，防止污染，視線誘導(dǎo)減輕噪音，環(huán)境保護(hù)等等幾個(gè)方面的作用。特殊地區(qū)還應(yīng)該考慮到防風(fēng)，防沙，防雪，防澇。邊坡可以種植結(jié)矮草，狗牙草，高填方路段適宜紫穗槐，避免用冷性草。邊溝兩側(cè)可以選擇喬木類的植物，以穩(wěn)定坡腳，美化環(huán)境，并成為司機(jī)的視線誘導(dǎo)。在豎曲線走向不明了的地段，有利于司機(jī)安全駕駛。關(guān)于植物種植，還關(guān)系到邊坡坡質(zhì)，土質(zhì)上邊坡，適宜種植珊瑚樹(shù)，春花木，馬尾松，山蒼子;土質(zhì)下邊坡，適宜種植珊瑚樹(shù)，春花木，馬尾松，山蒼子，密花樹(shù)，紅錐，馬蹄荷;石質(zhì)上邊坡，適宜種植藤檀，禾雀花;石質(zhì)下邊坡，適宜種植藤檀，篌竹，尾松，山蒼子。

4 平面圓弧與縱面圓弧相結(jié)合，相配合

平面圓弧與縱面圓弧相配合也是高速公路圓弧設(shè)計(jì)中非常重要的部分?？梢园迅咚俟泛椭車淖匀伙L(fēng)景結(jié)合成為一體。

設(shè)計(jì)時(shí)，凸形豎曲線頂部及凹形豎曲線底部不得設(shè)小半徑平曲線，不得設(shè)在平曲線的拐點(diǎn)處，在公路的直線路段設(shè)置豎曲線時(shí)，避免暗凹，突兀，波浪形，以免中斷司機(jī)視線，平曲線需要包住豎曲線，不僅符合美學(xué)的角度，并且有利于安全駕駛。對(duì)于地形變化比較大的地區(qū)，則需要因地制宜。由于道路實(shí)際情況，要做到平曲線與豎曲線完全對(duì)應(yīng)不是很現(xiàn)實(shí)。

圓弧形設(shè)計(jì)是否符合公路美學(xué)，安全等要求，可以通過(guò)透視圖來(lái)檢驗(yàn)效果。在透視圖中，檢驗(yàn)路線是否順暢，是否看出線形的突然轉(zhuǎn)變，是否中斷視線，是否引起司機(jī)的不適、感覺(jué)等等?

5 圓弧化設(shè)計(jì)在高速公路建設(shè)中的實(shí)際應(yīng)用

正在建設(shè)中的某高速公路，將“環(huán)?！?、“綠色”、“生態(tài)”作為設(shè)計(jì)和施工理念，科學(xué)地融入了很多圓弧曲線設(shè)計(jì)。俯瞰廣明高速，就像是田野上跳動(dòng)的音符，平面圓弧曲線美在公路中的得到了充分的展現(xiàn);對(duì)路基邊坡的建設(shè)也采用了大量的圓弧設(shè)計(jì)，科學(xué)種植了各種植被，不僅對(duì)公路起到防護(hù)的作用，而且，整體就是風(fēng)景優(yōu)美的自然景觀。因此此高速公路被人們稱為“綠色通道”。

6 結(jié) 語(yǔ)

圓弧化設(shè)計(jì)在高速公路中的應(yīng)用不僅僅使城市，地區(qū)景觀更加優(yōu)美，自然漂亮，同時(shí)也對(duì)司機(jī)安全駕駛起到了良好的作用。在圓弧化設(shè)計(jì)中，一般采用先定圓弧曲線，后定直線的原理，也是比較科學(xué)的，適合于很多種情況。因?yàn)閳A弧曲線可以設(shè)置各種大小的半徑，因此比直線更能繞過(guò)較多的控制點(diǎn)，特別適用在丘嶺崗坡。但需要注意的是，在高速公路設(shè)計(jì)的開(kāi)始階段，仍然首先要從當(dāng)?shù)氐牡匦蔚貏?shì)地址等情況考慮，綜合全面地考慮各方面因素，比如，造價(jià)，氣候，等等，當(dāng)各方面要求可以達(dá)到一致，就可以盡量采用美學(xué)設(shè)計(jì)。嚴(yán)格的設(shè)計(jì)工作才可以保證公路施工和設(shè)計(jì)得以順利開(kāi)展。

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