陸劍卿 孫紅燕

(1.南昌市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院，江西南昌 330038;2.南昌工程學(xué)院，江西 南昌 330099)

0 引言

汽車行駛在道路上時(shí)，駕駛員觀察到的道路形態(tài)是連續(xù)不斷的立體形狀。即使道路平、縱線形分別已滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，若平縱線形組合不合理，則同樣會(huì)給行車帶來巨大危險(xiǎn)。因此在線形設(shè)計(jì)中，各種線形要素組合的合理性考慮不容忽視，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)易造成視覺中斷、行車不利的組合情況?！豆饭こ碳夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)于平縱線形組合設(shè)計(jì)有如下要求:當(dāng)?shù)缆返脑O(shè)計(jì)速度不小于60 km/h時(shí)，必須重視線形平縱組合的合理性，盡量滿足線形連續(xù)、指標(biāo)均衡、視覺良好、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適;當(dāng)?shù)缆返脑O(shè)計(jì)速度不大于40 km/h時(shí)，則首先保證行車安全，然后在條件允許范圍內(nèi)盡量做到平縱線形的合理組合，減輕和避免不良組合。

1 平縱線形組合設(shè)計(jì)的基本原則

1)合理的平縱組合線形應(yīng)保證視覺連續(xù)不中斷，自然地引導(dǎo)駕駛員安全、舒適地行車?？赏ㄟ^視覺分析方法來判斷道路線形能否自然順適地引導(dǎo)駕駛員的視線。任何可能導(dǎo)致道路立體線形不連續(xù)的組合都應(yīng)避免。

2)重視平、縱線形指標(biāo)的均衡協(xié)調(diào)性。這與道路立體線形的平順性及工程費(fèi)用息息相關(guān)。

3)應(yīng)采用合理的合成坡度，保證行車安全和路面排水。合成坡度過大，可能產(chǎn)生急彎和陡坡的組合，威脅行車安全;合成坡度過小，易造成路面積水，行車時(shí)濺水成霧，同樣存在行車危險(xiǎn)。

4)充分利用道路的周圍環(huán)境減輕駕駛員在行車過程中的疲勞和緊張感，利用環(huán)境與道路的配合引導(dǎo)視線。

2 排水對(duì)平縱線形組合設(shè)計(jì)的要求

線形設(shè)計(jì)時(shí)宜將平曲線與豎曲線一一對(duì)應(yīng)重合，使平曲線比豎曲線稍長，豎曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)分別落在平曲線的前后兩個(gè)緩和曲線范圍內(nèi)，滿足“平包豎”的要求。該組合形式可提供較好的路面排水條件。原因是凹形豎曲線的底部或凸形豎曲線的頂部總存在一定長度的路段縱坡很小，該路段的縱斷面排水極不通暢。如果設(shè)計(jì)時(shí)考慮平面線形和縱斷面線形的組合設(shè)計(jì)，讓平曲線與豎曲線一一對(duì)應(yīng)重合，那么圓曲線與豎曲線的頂部或底部對(duì)應(yīng)，由于圓曲線上設(shè)計(jì)了較大超高橫坡可形成較大的合成坡度，對(duì)路面排水有利。

若做不到平曲線與豎曲線一一對(duì)應(yīng)時(shí)，則應(yīng)避免凹形豎曲線的底部或凸形的頂部設(shè)在平曲線的前后兩個(gè)緩和曲線上，尤其應(yīng)避免設(shè)在超高過渡的零橫坡斷面附近。原因是平曲線的超高過渡一般在緩和曲線內(nèi)進(jìn)行，曲線外側(cè)抬高過程中存在一個(gè)零橫坡斷面以及橫坡很小的一段，假如凹形豎曲線的底部或凸豎曲線的頂部剛好處于零橫坡斷面附近，那么該路段外側(cè)合成坡度就會(huì)小于0.5%，路面將出現(xiàn)積水、排水緩慢等問題，給雨天行車帶來危險(xiǎn)。

另外還需避免凹形豎曲線的底部或凸形豎曲線的頂部與S形平曲線的反彎點(diǎn)重合。因?yàn)樵赟形平曲線的反彎點(diǎn)附近，超高過渡同樣會(huì)引起零橫坡斷面以及橫坡較小的路段存在，如果凹形豎曲線的底部或凸形豎曲線的頂部與S形平曲線的反彎點(diǎn)重合，那么也同樣存在路面排水不暢的問題。

3 交通安全對(duì)平縱線形組合設(shè)計(jì)的要求

汽車行駛在道路上，駕駛員通過視覺、運(yùn)動(dòng)感覺以及時(shí)間變化感覺來判斷道路線形。駕駛員感受到的是道路三維立體線形的綜合效果，而非平面或縱斷面的單一因素。因此平縱線形組合設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，對(duì)視覺誘導(dǎo)起重要作用，任何導(dǎo)致視覺中斷或扭曲的線形組合都可能導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。在進(jìn)行平縱線形組合設(shè)計(jì)時(shí)，要避免豎曲線與緩和曲線對(duì)應(yīng)重合，尤其是凹形豎曲線底部與S形平曲線的兩個(gè)反向緩和曲線拐點(diǎn)重合。同時(shí)應(yīng)避免凸形豎曲線頂部與小半徑圓曲線重合，造成急彎，結(jié)果是由于凸形豎曲線的視距問題致使駕駛員靠近豎曲線頂部來不及判斷行車方向但行車速度又過高而造成交通事故。平面設(shè)計(jì)時(shí)盡量少采用或避免設(shè)計(jì)S形曲線、斷背曲線和復(fù)曲線。因?yàn)樗鼈兌即嬖诓煌潭扰で茐牧司€形連線性，往往誘導(dǎo)駕駛員產(chǎn)生錯(cuò)覺，是道路上的事故多發(fā)處。尤其是高速行車時(shí)，駕駛員更易出現(xiàn)錯(cuò)覺，公路輪廓是駕駛員判斷行車方向的主要因素，因此需特別注意平縱線形的配合及形成的視覺效果。

4 平縱線形組合設(shè)計(jì)中的節(jié)能考慮

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，氣候變暖、霧霾等環(huán)境問題及水荒、油荒等能源危機(jī)越來越突出，因此在道路設(shè)計(jì)中也應(yīng)貫徹環(huán)保、節(jié)能的思想。節(jié)能理念在線形設(shè)計(jì)應(yīng)用中主要體現(xiàn)在尋找并確定平面與縱斷面線形組合設(shè)計(jì)中的節(jié)能平衡點(diǎn)。道路縱坡是影響車輛油耗的主要因素，油耗量隨坡度增大而增長，所以減小縱坡值是節(jié)能的優(yōu)先選項(xiàng)。然而縱坡變緩可能會(huì)導(dǎo)致平面線形變長或填挖方量增加，耗油量同樣增加。因此合理的設(shè)計(jì)應(yīng)使總油耗最低，目的是確定對(duì)應(yīng)總油耗最低的平縱線形設(shè)計(jì)結(jié)合點(diǎn)。這一點(diǎn)在山嶺重丘區(qū)地形中體現(xiàn)尤為突出。目前山嶺重丘區(qū)地形的路線設(shè)計(jì)中，經(jīng)常采用較多的橋梁隧道，同時(shí)避免了大填大挖和保護(hù)環(huán)境。

5 常見不良組合分析及改進(jìn)

1)平面線形為直線，縱斷面線形為凹形豎曲線，但前后坡段的坡差較大。若此時(shí)設(shè)置的凹形豎曲線半徑過小，則易在豎曲線底部形成類似折線的突變線形，造成線形扭曲不連續(xù)。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量設(shè)置較大的凹形豎曲線半徑，避免凹形豎曲線底部折線線形出現(xiàn)。2)平面線形為直線，縱斷面線形為凸形豎曲線，但凸形豎曲線前后的縱坡上緩下陡。這種線形易在凸形豎曲線變坡點(diǎn)后側(cè)出現(xiàn)暗凹線形。究其原因主要是凸形豎曲線的半徑過小縮短了視距，并且下部陡坡長度較短致駕駛員視覺急促。此種不良線形可以通過加大凸形豎曲線半徑，同時(shí)增加下部陡坡坡段的長度進(jìn)行改善。3)平面線形為曲線，縱斷面線形為凸形豎曲線，且凸形豎曲線的變坡點(diǎn)落在緩和曲線上。這種線形不能很好地引導(dǎo)駕駛員的行車視線，若平面線形中的圓曲線半徑過小則會(huì)威脅行車安全。原因主要是凸形豎曲線頂部與緩和曲線重合，平面線形指向性不明顯，路線轉(zhuǎn)向被凸形豎曲線阻隔致駕駛員無法正確判斷行車方向。這種組合類型在設(shè)計(jì)中應(yīng)該避免，可將凸形豎曲線的變坡點(diǎn)移至圓曲線范圍內(nèi)，豎曲線的起終點(diǎn)落在前后兩個(gè)緩和曲線內(nèi)，做到“平包豎”的組合。4)平面線形為長直線，縱斷面線形上存在多個(gè)豎曲線。這種組合易出現(xiàn)駝峰、暗凹、跳躍等不連續(xù)的線形，不僅影響路容美觀，而且致使駕駛員視線中斷無法判斷前方的行車方向而帶來行車危險(xiǎn)。潛在的行車安全威脅主要是由長直線路段上的縱斷面起伏過于頻繁造成的。若在長直線路段上設(shè)計(jì)縱坡坡段不大且坡差較小，同時(shí)選擇適當(dāng)?shù)钠麻L和豎曲線半徑，并且控制長直線路段范圍內(nèi)的變坡點(diǎn)個(gè)數(shù)即可改善線形。5)平面線形是S形曲線，縱斷面線形是凹形豎曲線，其中S形曲線的反彎點(diǎn)落在凹形豎曲線內(nèi)。這種組合易造成線形扭曲和視覺不連續(xù)，如果平面線形的圓曲線半徑過小則會(huì)加劇線形的扭曲情況，嚴(yán)重者則危及行車。一般是凹形豎曲線的變坡點(diǎn)和S形曲線的反彎點(diǎn)相距過近或凹形豎曲線的底部高程較低時(shí)可能存在不良影響。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量拉開豎曲線變坡點(diǎn)和S形平曲線的反彎點(diǎn)，適當(dāng)抬高凹形豎曲線的底部高程即可改善。

6 結(jié)語

道路作為一種人工構(gòu)造物供汽車行駛，與周圍的環(huán)境相互影響，駕駛員主要通過線形傳遞給視覺的信息進(jìn)行駕駛操作，道路線形的優(yōu)劣直接影響駕駛行為和行車安全。因此設(shè)計(jì)者在線形設(shè)計(jì)中不能只考慮平面或縱斷面的單一線形指標(biāo)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，還要重視平縱線形組合的合理性，設(shè)計(jì)出視覺連續(xù)協(xié)調(diào)、視距條件良好的道路線形，給駕駛員創(chuàng)造安全舒適的行車環(huán)境。

［1］楊少偉.道路勘測設(shè)計(jì)［M］.第3版.北京：人民交通出版社，2010.

［2］陳立洋，蘇 然.淺談公路幾何線型平縱組合與交通安全的關(guān)系［J］.科技與生活，2010(22)：192.

［3］梁 玎.談平縱線形組合安全設(shè)計(jì)方法［J］.交通與運(yùn)輸，2012(12)：135-137.