西北特殊地區(qū)公路路線設(shè)計(jì)探討

劉繼新++高鵬

【摘 要】在我國(guó)西北荒漠戈壁地區(qū)，因?yàn)楣烽L(zhǎng)距離，人煙稀少，這要求在公路路線的設(shè)計(jì)中體現(xiàn)以人為本、安全第一的理念，通過(guò)技術(shù)指標(biāo)靈活運(yùn)用和系統(tǒng)化設(shè)計(jì)使荒漠戈壁公路建設(shè)更加合理。本文主要結(jié)合西北荒漠戈壁地區(qū)某高速公路設(shè)計(jì)案例，對(duì)公路路線的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)內(nèi)容作了探討和闡述。

【關(guān)鍵詞】西北地區(qū)；公路設(shè)計(jì)；路線設(shè)計(jì)

1 西北荒漠戈壁地區(qū)公路線形總體設(shè)計(jì)原則

1）荒漠戈壁地區(qū)公路選線前應(yīng)首先對(duì)全線的地形、地貌條件做出系統(tǒng)的分析，路線劃分為若干個(gè)設(shè)計(jì)單元，不同單元技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)具體實(shí)際情況和地形靈活運(yùn)用技術(shù)指標(biāo)。

2）線位從環(huán)保和土地利用等角度說(shuō)是一種不可浪費(fèi)的資源，有條件時(shí)，采用公路線形指標(biāo)應(yīng)本著適度超前，一次到位的原則。

3）為提高經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)揮公路的使用功能宜采用“以分為主，分合結(jié)合，宜分則分，宜合則合”的靈活設(shè)計(jì)思路。

4）在保證交通安全的前提下，對(duì)于分幅路段，宜采用“降低路堤、放緩邊坡、簡(jiǎn)化立交、減少護(hù)欄”等措施以提高經(jīng)濟(jì)效益。

5）應(yīng)充分考慮遠(yuǎn)景交通量的大小及其組成情況，依次將整個(gè)項(xiàng)目劃分為若干個(gè)設(shè)計(jì)路段，不同路段應(yīng)根據(jù)預(yù)測(cè)交通量確定公路的等級(jí)，不同的地形條件選擇不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使荒漠戈壁地區(qū)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)呈高、中、低變化的態(tài)勢(shì)。

6）根據(jù)已建公路行駛速度及線形條件、地形條件、周?chē)h(huán)境及項(xiàng)目的功能等分析，選用不同的設(shè)計(jì)速度。

7）大半徑平曲線及豎曲線、小縱坡、短坡長(zhǎng)、低路堤、較長(zhǎng)直線。這樣的線形能保證視野開(kāi)闊，駕駛者的視線無(wú)地形、地物、構(gòu)造物的阻斷，能在有效的視覺(jué)范圍內(nèi)清晰辨明前方路線的總體變化情況。

2 公路路線設(shè)計(jì)探討

2.1 公路平面設(shè)計(jì)

1）平面線形設(shè)計(jì)

公路平面線形應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)并與環(huán)境相協(xié)調(diào)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其最理想的平面線形應(yīng)是保證汽車(chē)行駛舒順協(xié)調(diào)安全、能獲取較高經(jīng)濟(jì)效益的線形。

（1）平曲線由圓曲線和緩和曲線組成，為了做到路線與地形、地物、景觀的相互協(xié)調(diào)和防沙要求，應(yīng)合理選用圓曲線半徑和設(shè)置緩和曲線長(zhǎng)度。

（2）長(zhǎng)直線在低矮平坦沙地地區(qū)是比較好的線形，但應(yīng)注意前后平縱線形的設(shè)計(jì)要素，盡量加大前端平曲線半徑，使駕駛者的視覺(jué)處于良好狀態(tài)，做到線形的均衡協(xié)調(diào)。

（3）曲線間最小長(zhǎng)度的掌握應(yīng)根據(jù)地形、地物、自然景觀等因素綜合確定。當(dāng)采用較小值時(shí)，應(yīng)從環(huán)境保護(hù)、工程量及工程造價(jià)等方面進(jìn)行論證、比較。

（4）不宜設(shè)置過(guò)多平曲線，保證平曲線視距。公路挖方路段和灌叢沙堆路段的平曲線通常視距不良，對(duì)這兩種路段應(yīng)盡量采用較大半徑的平曲線，保證平曲線滿足會(huì)車(chē)視距要求，如果工程量較大，宜在滿足停車(chē)視距要求的同時(shí)，在彎道中心劃黃實(shí)線，分道行駛。

2）長(zhǎng)直線設(shè)計(jì)

荒漠戈壁長(zhǎng)直線不易于單調(diào)的自然景觀相協(xié)調(diào)，難以適應(yīng)地形的變化，因此更要重視直線的設(shè)計(jì)。從駕駛員的心理角度分析，駕駛員在視線好的直線上行駛為了盡快達(dá)到目的地而不斷加速行駛，但是駕駛員的動(dòng)視力隨著車(chē)速的提高而下降，進(jìn)而有效視野范圍會(huì)變窄，如表6.2所示，一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)視力比靜視力低10～20%，尤其在荒漠戈壁地區(qū)惡劣的自然環(huán)境下動(dòng)視力比靜視力低30～40%。

荒漠戈壁地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)高溫干燥和風(fēng)沙的惡劣天氣，車(chē)輛在這種天氣下高速行駛更容易造成反應(yīng)遲鈍和疲勞駕駛，進(jìn)而動(dòng)視力下降，更易造成交通事故。因此，通過(guò)分析借鑒荒漠戈壁長(zhǎng)直線與交通事故調(diào)查分析，推薦荒漠戈壁公路最大直線長(zhǎng)度不宜大于2km，在設(shè)計(jì)長(zhǎng)直線適當(dāng)密切結(jié)合荒漠戈壁風(fēng)沙地貌的實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，因地制宜，適量采用長(zhǎng)直線，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理的方案。在長(zhǎng)直線路線在使用方面的不足之處，應(yīng)在長(zhǎng)直線間適當(dāng)距離（3-5km），增設(shè)以綠色為主的醒目警示標(biāo)志，刺激視覺(jué)神經(jīng)，減輕或消除駕駛員和乘員的疲乏困倦。

3）平曲線半徑設(shè)計(jì)

一般來(lái)說(shuō)，曲線半徑越大越好，因?yàn)榍€比直線更容易適應(yīng)地形且可獲得勻順、圓滑、柔和的線形，適用范圍較大且靈活?；哪瓯诠返钠角€半徑設(shè)計(jì)應(yīng)保證汽車(chē)的行駛舒順協(xié)調(diào)安全。

在影響交通安全的線形因素中，平曲線半徑是關(guān)鍵的因素。由汽車(chē)行駛理論可知，合理的平曲線半徑應(yīng)保證汽車(chē)行駛的橫向穩(wěn)定性，能夠引導(dǎo)駕駛員的視線，保證行駛安全，而不恰當(dāng)?shù)钠角€半徑的設(shè)計(jì)容易引起汽車(chē)側(cè)翻而造成交通事故，有些急轉(zhuǎn)彎或連續(xù)轉(zhuǎn)彎的小半徑曲線易造成視距不良從而對(duì)行車(chē)造成了極大的隱患。

根據(jù)海拔、風(fēng)級(jí)和風(fēng)壓的關(guān)系，利用風(fēng)壓向外側(cè)圓曲線半徑公式，計(jì)算出荒漠戈壁地區(qū)車(chē)輛實(shí)載率為100%和123%的情況下，0-3000m海拔高度及5～10級(jí)風(fēng)影響下的圓曲線一般最小半徑值及極限最小半徑值。

2.2 公路縱斷面設(shè)計(jì)

縱斷面設(shè)計(jì)是公路設(shè)計(jì)的重要的一部分，縱斷面線形設(shè)計(jì)應(yīng)與地形相適應(yīng)，與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)，保證駕駛員視覺(jué)連續(xù)和行車(chē)安全。

1）縱斷面線形應(yīng)與地貌地形相適應(yīng)，設(shè)計(jì)成視覺(jué)連續(xù)，平順而圓滑的線形，避免在短距離內(nèi)出現(xiàn)頻繁劇烈的起伏。

2）公路縱斷面線形突變，會(huì)使駕駛員反應(yīng)不及，出現(xiàn)操作失誤，發(fā)生交通事故。應(yīng)避免設(shè)置下列線形。

（1）極限縱坡度及有很多短坡相連的縱面線形。

（2）長(zhǎng)直線陡坡。

（3）曲線長(zhǎng)度短、半徑小的豎曲線。

3）在小半徑凸形豎曲線頂部，應(yīng)避免設(shè)平曲線轉(zhuǎn)向，盡量以直線通過(guò)，防止由于視距不良造成駕駛員判斷失誤，發(fā)生交通事故。平曲線交點(diǎn)盡量設(shè)在凹形豎曲線底部等通視條件好的部位。

4）避免能看見(jiàn)近處和遠(yuǎn)處而看不見(jiàn)中間凹處的線形。

5）應(yīng)盡量避免采用最大縱坡值和最大坡長(zhǎng)值，只有在為爭(zhēng)取高度利用有利地形，或避開(kāi)工程艱巨地段等不得己時(shí)，方可采用。設(shè)計(jì)速度為120km/h，100km/h，80km/h時(shí)，受地形條件或其他特殊情況限制時(shí)，可適度增加0.5%來(lái)考慮。

2.3 分離式路基設(shè)計(jì)

1）分離式斷面尺寸設(shè)計(jì)及間距

荒漠戈壁地區(qū)在滿足通行能力的前提下充分利用原來(lái)的路基，正確處理工程實(shí)施中新老路路基結(jié)合、橋涵接長(zhǎng)、路面利用等一系列問(wèn)題。在斷面尺寸上應(yīng)保證2×3.75m的行車(chē)道寬度，盡量減少兩側(cè)硬路肩和土路肩的寬度。在內(nèi)蒙古荒漠戈壁地區(qū)分離式路基兩幅路路基內(nèi)側(cè)邊緣之間最小間距不得小于《規(guī)范》規(guī)定的整體式路基中間帶寬度，通常宜大于4.5m，一般為6～15m。為保證行車(chē)安全防止眩暈分離式路基與路基邊緣間距離宜大于9m。但在地面橫坡較大，兩幅路基設(shè)計(jì)標(biāo)高之差大于2m路段，間距可小于9m。實(shí)地考察荒漠戈壁地區(qū)分離式路基兩幅間距為20-30m。

2）交通工程

在沿線的橋梁、高路堤（高度大于3m）、橋頭引道、極限最小半徑、陡坡等地段均設(shè)置波形護(hù)欄。

為誘導(dǎo)駕駛?cè)藛T的視線，保證行車(chē)安全，在需要的路段上設(shè)施路編線輪廓標(biāo)。

在公路上設(shè)置必要的警告標(biāo)志、禁令標(biāo)志、指導(dǎo)標(biāo)志、指路標(biāo)志等交通標(biāo)志。在路面上設(shè)置安全的交通標(biāo)線。路線標(biāo)線的設(shè)置按照國(guó)標(biāo)《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》的規(guī)定執(zhí)行，而對(duì)帶有文字的指示標(biāo)志、指路標(biāo)志。

3 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合荒漠戈壁地區(qū)特殊的自然地理、氣候特征和地質(zhì)資源環(huán)境，研究了荒漠戈壁地區(qū)路線選線原則及修建模式，進(jìn)而深入研究荒漠戈壁地區(qū)高等級(jí)公路線形參數(shù)，為逐步完善高等級(jí)公路線形設(shè)計(jì)規(guī)范具有一定的意義，為荒漠戈壁地區(qū)高等級(jí)公路的合理、科學(xué)的建設(shè)提供理論依據(jù)。

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[責(zé)任編輯：鄧麗麗]