山区公路路线设计安全性与合理性探析

山区公路路线设计安全性与合理性探析

师维超

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摘要：我国地形多以山区为主，在山区公路平面线形指标主要有直线长度、圆曲线半径、缓和曲线长度等，其中直线长度不宜过短或过长，圆曲线半径在设计时应确保车辆受力平衡，缓和曲线能实现不同曲率的过渡;山区公路纵断面线形指标主要有纵坡坡度、坡长、竖曲线等，坡度和坡长不宜过大，竖曲线宜选择半径较大的圆曲线;山区公路路线设计过程中，要注意平纵组合设计。

关键词：山区公路；路线设计；安全性；合理性

引言

山区地形复杂，地质条件差，因此，山区公路路线设计的制约因素比较多。路线平纵面指标变化明显，桥隧结构物比例较大，都增加了山区公路设计的难度，经常出现局部路段指标满足规范，但在运营后事故率偏高、行车舒适性较差、费用偏高等问题。山区公路线形设计的好坏会直接影响行车安全性，良好的线形能在很大程度上改善行车环境、降低工程预算等。不良的线形会导致交通事故频发，造成人员伤亡和直接经济损失。

一、公路路线设计在平面设计和纵面设计中的安全指标

1、公路平面线形设计中的安全技术指标

1.1、直线。同向圆曲线及反向圆曲线间的直线长度不宜过短，同时也不能太长，我国规范对于设计速度≥60km/h，同向曲线及反向曲线间最小直线分别按6v和2v控制；设计速度较低时，未提出规定值，可根据具体情况，参照上述规定执行。

1.2、圆曲线。山区地形较复杂，采用圆曲线较多，并且线形指标相对较低，在圆曲线设置时，尽可能达到最小半径的一般值，特殊情况下，必须达到最小圆曲线半径的极限值，同时与纵坡综合考虑，尽量避免长直线与小半径的组合，造成安全隐患。

1.3、平曲线长度。规范规定为极限最小平曲线长度取用2倍最小缓和曲线长，这是考虑凸曲线的极端情况。一般情况下，很少采用凸曲线，如果考虑不小于3s行程的圆曲线长度，平曲线的极限长度采用3倍最小缓和曲线长度较为合适。规范中未规定最大平曲线长度，但曲线长度较大时，不利于平纵组合设计，也不利用空间线形的连续、美观，时间运用中根据具体情况，对平曲线长度有所限制。

2、公路路线纵断面设计中的安全技术指标

2.1、坡度。

合成坡度在路线纵断面设计之时，路线纵坡是一个十分关键的指标。路线纵坡以坡度平缓且坡段较长为佳，这是因为长而缓的坡度能够避免纵断面起伏较大，现实而言，则有利于公路行车的安全与舒适。公路的最大纵坡度取决于公路通行能力以及载重汽车的爬坡性能的好坏，而与之相对应的公路最小坡度则主要考虑公路路面排水与边沟排水。

2.2、最小坡长。

坡长是路线纵断面设计时除了坡度之外最为重要的指标，对坡长的运用关系到整个设计的顺利进行。设计人员依据公路行车的下坡安全及爬坡能力制定了大坡度时的最大坡长限制，还制定了最小坡长限制，最小坡长限制能够防止因变坡频繁导致的行车不便问题的发生。

2.3、平均纵坡。

平均纵坡的设置是为了保证行车的安全性，不可否认的是，即使公路路线纵断面设计遵循最大纵坡以及坡长的限制性要求，但不少路段依然存在因平均坡度较大而导致的下坡频繁刹车、上坡持续挂抵挡的问题，所以，为了减少交通安全事故的发生，平均纵坡的设计也十分重要。尤其是在交通量大、行车较快的高速路段，设计人员对平均纵坡的设计要更为严格，取值要更为谨慎。

同时，在进行纵断面设计时，应满足最大纵坡、坡长限制和缓和坡段的要求，但仅仅满足这些要求还不能完全保证纵断面的使用质量。对于很多平均纵坡较大的路段，因为车辆在上坡中长时间使用低速档，很容易造成水箱的开锅；而在下坡过程中则很容易因为刹车失灵造成交通事故，所以，纵断面的设计还应考虑合理地控制平均纵坡。

二、山区公路路线设计的合理性

1、运用先进测量技术进行山区公路路线勘测工作

利用GNSS技术，设计人员可以实现多角度、全方位、低误差地进行山区公路路线勘测工作，并通过全球卫星定位系统，合理进行山区公路路线设计规划。在使用CNSS技术之前，测量单位须建立基准站并搭建定位系统，采用静态差分定位技术，根据实际情况，在山区内精确定位一定数量的基准点，并向GNSS卫星定位系统发送包含测量定位等关键信息的导航电文。测量单位在利用CNSS技术进行山区公路路线勘测工作时，卫星定位系统会通过相应的定位技术及网络技术，合理选择四颗测量范围广的卫星进行路线勘测，实时测算基准点位置，并将定位信息反馈到终端系统。利用CNSS技术，测量单位可以获得高精度、低时延的卫星定位数据，并减少人员投入，降低测量时间、提高测量结果的准确度，且受测量环境、地质地形等因素的影响较小、测量过程简洁，设备操作简单，具有很高的实用性和泛用性。同时GNSS技术具有较高的适应性，卫星信号不受阴影衰落和多径衰落影响，可以有效提高山区公路路线勘测工作的数据收发及处理速度，对山区公路路线合理性设计具有重大意义。

2、圆曲线设计

在进行山区公路路线设计时，由于山区地势地形起伏大，老路的线形指标较差，圆曲线半径无法满足设计要求，致使路线安全性降低。因此在进行山区公路设计时，一般情况下，圆曲线半径宜采用极限最小半径的4～8倍或超高横坡坡度为2%~4%的圆曲线半径，当地形条件受限时，圆曲线半径应尽量大于一般最小半径。由于山区地形较为复杂，设计人员可设置相应长度的缓和曲线来提高路线行车舒适度，同时在圆曲线半径缩小的路段，须设计警示牌提醒来往车辆前方存在较大弯道，以保证路线设计的合理性。

3、平曲线设计

合理进行路线平曲线设计，可以有效提高山区公路的建设质量。在进行平曲线设计时，须充分考虑该路线上车辆的行驶速度，若设计速度不低于60km/h，则须保证同向曲线间最小直线长度不小于设计速度的6倍，反向曲线间最小直线长度不小于设计速度的2倍。结合缓和曲线中的超高过渡段设计以及圆曲线设计，可保证公路路线设计在较大程度上适应山区的复杂地貌，降低公路建设过程中对山区自然生态系统的破坏程度。同时可以保证车辆在同向曲线的直线路段上行驶不低于5s，反向曲线的直线路段行驶不低于3s，提高车辆行驶安全性。针对限速较高的路段，为保证车辆行驶安全，应适当增加该路段的平曲线半径及长度，使车辆能够更为流畅、安全地进行转弯，并设计视觉平台，以保证山区公路路线设计的科学合理。

结束语

随着我国道路工程质量水平的不断提升，山区公路工程建设理念也在不断完善，为更好解决工程设计的难题，从根源上降低事故发生概率，以提升交通安全系数，工程应尽可能融入更多人性化设计理念于实际运营环境中。山区公路建设工程也是我国山区经济发展的重要基石，积极进行山区公路路线勘测工作，根据勘测结果进行曲线设计、横纵断面设计等山区路线设计工作，可以在最大程度上保证路线设计的科学性、合理性。同时设计人员须根据实际情况，优化山区公路路线勘测方案，合理进行山区公路路线超高设计，保证路线选型符合山区地势特点、使路线平曲线变化与山区地形相结合，在一定程度上提高山区公路路线的行车安全性和舒适度，并有效控制建设成本，保证路线设计方案的合理可行性。

参考文献：

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