戈璟

關(guān)鍵詞 公路勘察設(shè)計(jì);新理念;公路設(shè)計(jì);應(yīng)用

中圖分類號 U412.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）04-0037-03

0 引言

環(huán)境作為影響建設(shè)的關(guān)鍵性因素，公路設(shè)計(jì)之前全面勘察環(huán)境十分重要，結(jié)合不同公路環(huán)境選取與之相吻合的設(shè)計(jì)方案，可促進(jìn)公路建設(shè)有序?qū)嵤?。?dāng)下公路設(shè)計(jì)新理念主要強(qiáng)調(diào)和諧公路、美麗公路，隨著理念逐步完善，為公路設(shè)計(jì)提供新的導(dǎo)向。公路路線設(shè)計(jì)與整個(gè)交通安全密切相關(guān)，安全為公路設(shè)計(jì)初期需考量的關(guān)鍵因素，公路實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，影響交通安全因素較多，高效、合理完成高速公路路線設(shè)計(jì)工作，對從源頭提高公路運(yùn)營安全、減少安全事故率十分重要，需積極掌握公路路線設(shè)計(jì)與交通安全的關(guān)聯(lián)性，以此為基礎(chǔ)，明確兩者關(guān)聯(lián)性，高質(zhì)量地完成公路路線設(shè)計(jì)。

1 公路路線設(shè)計(jì)與交通安全關(guān)系分析

公路路線設(shè)計(jì)過程中，需充分明晰其與交通安全間的相關(guān)性，不斷掌握多方面因素對交通安全的影響，為后續(xù)科學(xué)、合理展開公路路線設(shè)計(jì)奠定良好的基礎(chǔ)，體現(xiàn)在以下幾方面：

1.1 視距對交通安全的影響

行車視距作為影響整個(gè)交通安全最為關(guān)鍵的因素，其主要涵蓋停車視距、會車視距、錯(cuò)車視距及超車視距等，行車視距缺乏合理性，導(dǎo)致駕駛者無法精準(zhǔn)性掌握前方實(shí)際狀況，存在一定的視覺盲區(qū)，影響駕駛者做出合理判斷，增加各類交通事故風(fēng)險(xiǎn)，此類狀況多處于平曲線暗彎處及反向曲線拐點(diǎn)部位。公路設(shè)計(jì)過程中結(jié)合實(shí)際狀況，合理保證行車視距，是保證車輛行駛高效、快速關(guān)鍵性措施。我國相關(guān)規(guī)范中明確對行車視距給予相應(yīng)的規(guī)定，需嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范落實(shí)，尤其針對高速公路路線設(shè)計(jì)，其內(nèi)部屬于全封閉式關(guān)聯(lián)模式，交通內(nèi)部轉(zhuǎn)換多以互通式立交實(shí)現(xiàn)，對于互通式立交出、入口，受車輛分合流、車道變換等因素的干擾，交通流具有一定的復(fù)雜性，高速公路立交出、入口等復(fù)雜區(qū)域內(nèi)，最大限度滿足識別視距要求見表1。針對行車視距不足的路段，正常狀況下依托提高路線平縱面技術(shù)指標(biāo)靈活性調(diào)整，但設(shè)計(jì)中通常認(rèn)為地形條件具有一定的復(fù)雜性，平縱面技術(shù)指標(biāo)調(diào)整難度較大，結(jié)合實(shí)際狀況可積極調(diào)整相應(yīng)的視距平臺。

1.2 平曲線對交通安全的影響

公路車輛行駛速度較快，車輛處于曲線路段行駛過程中會產(chǎn)生橫向離心力的作用，若超高布設(shè)缺乏合理性，易增加車輛發(fā)生側(cè)滑、傾翻的可能，難以保證車輛自身穩(wěn)定性和安全性。平曲線對交通安全的干擾在高速公路設(shè)計(jì)中主要凸顯于平曲線半徑、超高方面，以汽車曲線上行駛的安全性、舒適性為核心條件對圓曲線最小半徑進(jìn)行調(diào)整。橫向力自身系數(shù)持續(xù)性增大，汽車行駛自身穩(wěn)定性不佳，判定橫向力系數(shù)處于0.11～0.16范圍內(nèi)具有合理性，要求設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)中做好運(yùn)行車速實(shí)際驗(yàn)算，以最終驗(yàn)算實(shí)際結(jié)果為基礎(chǔ)合理獲取橫向力系數(shù)，以此明晰不同曲率半徑超高橫坡值。

1.3 縱坡對交通安全的影響

道路坡度對交通安全影響十分顯著，車輛在上坡路段行駛中，受重力沿坡道方向的平行分力的作用，導(dǎo)致車輛減速行駛，隨著縱坡越陡越長，速度降低越快，汽車自身牽引力不足，無法滿足爬坡的要求值，或駕駛員未采取正確措施導(dǎo)致車輛下滑，難以保證駕駛者行車安全;車輛在下坡路段行駛時(shí)，由于汽車受汽車重力沿坡道方案的平行分力作用，促使車輛加速行駛，該過程中發(fā)生突發(fā)性狀況，無法及時(shí)采取針對性策略，車輛失控，引發(fā)交通事故。

1.4 線形組合對交通安全的影響

影響交通安全線形組合包含兩種類型，即平面組合和平縱面組合，不良線形組合無法正確、高效引導(dǎo)駕駛員視線，駕駛員無法精準(zhǔn)判定前方實(shí)際狀況，進(jìn)而引發(fā)交通事故，高速公路設(shè)計(jì)過程中不良線形組合體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）長直線陡坡與最小半徑曲線組合。長直線陡坡上行駛車輛處于高速行駛狀態(tài)，駕駛員對前方行駛路線不熟悉，憑借主觀意識判斷道路實(shí)際狀況，若突然發(fā)現(xiàn)前方存在急轉(zhuǎn)彎，即使第一時(shí)間采取制動措施，也會因行車速度過快、車輛減速缺乏及時(shí)性，導(dǎo)致車輛無法安全轉(zhuǎn)彎發(fā)生安全事故，此種狀況在路面濕滑、附著系數(shù)較小狀況下發(fā)生頻次較高。

（2）凸形豎曲線頂部與反向平面曲線組合。凸頂豎曲線頂部與反向急轉(zhuǎn)彎平曲線關(guān)鍵拐點(diǎn)重合時(shí)，因視距突發(fā)性減小導(dǎo)致駕駛員操作失誤，引發(fā)交通事故。

（3）長直線與陡坡實(shí)際組合。車輛處于直線路速度較高，高速行駛狀態(tài)下車輛難以短時(shí)間內(nèi)變更實(shí)際速度，加之直線布設(shè)相應(yīng)的陡坡會增加車速，駕駛者增加剎車頻次進(jìn)行減速，易導(dǎo)致剎車失靈進(jìn)而引發(fā)交通事故。

（4）長直線與凹形豎曲線的組合。針對此類組合一般凹形豎曲線前為下坡，凹形豎曲線后為上坡，因車輛長時(shí)間處于較長直線上行駛，駕駛員前方視野較為廣闊，易對上坡路線產(chǎn)生視覺誤差，錯(cuò)誤判定路段，導(dǎo)致交通事故發(fā)生。

2 公路路線設(shè)計(jì)優(yōu)化基本策略和要點(diǎn)

2.1 合理選取公路等級

公路等級選取作為一項(xiàng)綜合性、復(fù)雜性工作，是公路設(shè)計(jì)及建設(shè)的前提，隨著公路等級增加，行車速度、曲線半徑等基礎(chǔ)指標(biāo)也隨之變更，路基寬度越寬，土石方量和防護(hù)工程體量增加，整個(gè)工程造價(jià)增多。譬如某公路等級從二級調(diào)整為三級公路之后，工程規(guī)模比對（見表2）。從表中可獲知，公路等級降低，路基整體寬度縮窄，技術(shù)指標(biāo)降低，整個(gè)工程規(guī)?？s小，投資成本降低。公路等級合理選用，不僅須注重公路實(shí)際應(yīng)用功能，而且須考量當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、社會環(huán)境，確保其與區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相匹配。合理確定公路等級，嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范做好設(shè)計(jì)工作，促使各環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)滿足安全基本標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)行車視距處于合理范圍內(nèi)，行車更具安全性、可靠性[1]。

2.2 平面線形設(shè)計(jì)

2.2.1 地質(zhì)選線與地形選線充分結(jié)合

公路整體沿線地形、地質(zhì)十分復(fù)雜，原有公路設(shè)計(jì)過程中，多先選定路線走廊帶，隨后評析地質(zhì)實(shí)際條件，易產(chǎn)生“華山一條路”的現(xiàn)象。或?qū)⒕€路選定于地質(zhì)較為復(fù)雜區(qū)域內(nèi)，引發(fā)多個(gè)地質(zhì)問題，須投入較大的人力及物力，增加公路設(shè)計(jì)投資。積極應(yīng)用設(shè)計(jì)新理念，可重新優(yōu)化選線流程，包含以下要點(diǎn)：

（1）選取衛(wèi)星圖片、航攝相關(guān)數(shù)據(jù)資料，交由地質(zhì)人員從整體、細(xì)部角度選取可比對的路線，若有一定的條件可進(jìn)行實(shí)地調(diào)研。

（2）從可供比選的線路中，結(jié)合區(qū)域內(nèi)地形條件再次篩選，選取可供布線路徑。

（3）對可供布線路徑地質(zhì)條件分析，掌握該區(qū)域內(nèi)可能存在的地質(zhì)災(zāi)害，明晰災(zāi)害發(fā)生對公路產(chǎn)生的不利影響，采取強(qiáng)有力的解決措施，推薦合適的路線方案，確保整個(gè)公路線路布設(shè)合理。

2.2.2 平面線形建議以曲線為主

公路路線平面線應(yīng)與沿線地形條件相適應(yīng)，尤其是河流等區(qū)域內(nèi)地形，避免選用長直線線形，處于地形較為復(fù)雜區(qū)域內(nèi)，若強(qiáng)行實(shí)施直線，會增加工程量及費(fèi)用支出，對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響，不利于生態(tài)平衡。公路應(yīng)選取與自然地形相吻合的曲線線形，減少直線線形的使用。為保證線形與周圍地形銜接完美，減少公路建設(shè)成本支出，可選取≤一般最小半徑的圓曲線，選用較小半徑時(shí)，應(yīng)避免長直線與半徑組合。譬如，某公路項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，確定平面線形初期，確定兩種線形方案，其中一個(gè)為直線線形，須強(qiáng)行切除山梁，對環(huán)境影響較大，工程量及造價(jià)均增多;另一個(gè)為曲線線形，與地形狀況相匹配，兩個(gè)方案比對見表3[2]。

2.2.3 橋梁、隧道等應(yīng)與平面線相協(xié)調(diào)

公路平面線形設(shè)計(jì)過程中，須考量大型橋梁、隧道布設(shè)位置，部分橋梁、隧道會成為整個(gè)線路布設(shè)的關(guān)鍵，若對其部位設(shè)定、規(guī)模等考量不足，會影響整個(gè)公路設(shè)計(jì)科學(xué)性及合理性。正常狀況下，線路規(guī)劃布設(shè)過程中，建議應(yīng)將隧道、橋梁布設(shè)于直線段，針對無法避免的曲線橋梁、隧道等狀況，盡量選用不加寬和不超高曲線半徑，保證橋梁、隧道與平面線相適應(yīng)。此外，應(yīng)避免處于隧道和橋梁周圍選取小半徑和極限半徑。

2.3 縱面線形設(shè)計(jì)

2.3.1 合理選用極限坡長和坡比

公路選線過程中部分區(qū)域受縱坡干擾，公路后投產(chǎn)應(yīng)用過程中，須持續(xù)性承載較大的負(fù)荷，其縱剖面設(shè)計(jì)應(yīng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，結(jié)合河流縱坡、河谷縱坡等地形條件進(jìn)行循環(huán)測試，仿真模擬公路未來輪廓，明晰項(xiàng)目施工重難點(diǎn);公路縱坡不建議過長，避免行車中制動失效，影響行車可靠性及安全性。應(yīng)減少選取極限坡比和坡長，重車運(yùn)輸為主路段應(yīng)謹(jǐn)慎選用。公路存在縱坡緩度較低問題，若出現(xiàn)不良天氣，如暴雨，易造成路面積水嚴(yán)重，不利于行車可靠性及安全性，須積極加大排水設(shè)施建設(shè)，減少對公路結(jié)構(gòu)損傷，延長實(shí)際應(yīng)用年限。

2.3.2 豎曲線半徑選取合理

公路設(shè)計(jì)過程中受地形因素的干擾，連續(xù)小半徑短平曲線與豎曲線組合較為常見，但此種組合布設(shè)并未綜合性考量視距要求，行車過程中駕駛者視覺范圍較小，難以精準(zhǔn)判定前方道路方向，縱面出現(xiàn)斷背曲線時(shí)，不利于行車安全。受地形條件約束，無法靈活優(yōu)化平曲線半徑解決上述問題，通過增大曲線半徑促使視距增大，為駕駛者視覺提供良好的視距，確保其精準(zhǔn)掌握道路方向，保證行車安全性。

2.4 橫斷面設(shè)計(jì)

2.4.1 靈活選用斷面形式

公路設(shè)計(jì)中，為保證路基可靠性，一般選取半挖或全挖，增加路基施工量，導(dǎo)致周圍環(huán)境破壞嚴(yán)重，易發(fā)生各類自然災(zāi)害。為保證公路設(shè)計(jì)更具合理性，須充分應(yīng)用公路勘察設(shè)計(jì)新理念，遵循相應(yīng)的基本原則，應(yīng)結(jié)合不同區(qū)域內(nèi)地形條件，靈活布設(shè)路基橫斷面，地形平坦路段以整體式為主，地形復(fù)雜處可建議選取分離式路基進(jìn)行布設(shè)，以此減少開挖量，保證與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，避免對自然環(huán)境的干擾。

2.4.2 控制填挖高度

部分山區(qū)公路設(shè)計(jì)過程中，周圍地形復(fù)雜，存在多個(gè)質(zhì)量隱患，增加實(shí)際工程建設(shè)量，積極應(yīng)用勘察設(shè)計(jì)新理念，路基填挖高度遵循相應(yīng)的原則實(shí)施，充分結(jié)合和諧、美麗公路理念，考量高填和深挖對景觀影響：一方面，路基中心填方高度須小于20 m，填方高度超過該數(shù)值則選用橋梁。地形復(fù)雜地帶，選取可靠性較高的措施保證路基穩(wěn)定性，減少其發(fā)生形變、沉降質(zhì)量缺陷。另一方面，路基中心填方高度不宜超過30 m，若超過該數(shù)值，研究是否可選用隧道方案[3]。

2.5 合理布設(shè)避險(xiǎn)車道

公路投產(chǎn)應(yīng)用過程中，長大下坡路段作為交通事故高發(fā)段，其核心因素為制動失靈，車輛處于下坡路段持續(xù)性制動，剎車片摩擦發(fā)熱嚴(yán)重，增加剎車失靈的風(fēng)險(xiǎn)。公路設(shè)計(jì)難以避免長大坡路段時(shí)，不僅考量坡度布設(shè)，還應(yīng)增設(shè)相應(yīng)的避險(xiǎn)車道，布設(shè)包含以下幾點(diǎn)：第一，避險(xiǎn)車道入口需保證車輛以較高速度安全駛?cè)?，主要車行道路面?yīng)鋪設(shè)至出口某特定點(diǎn)之外，促使車輛前輪可進(jìn)入制動坡床，為駕駛者提供充足的準(zhǔn)備時(shí)間;第二，布設(shè)于直線段、曲率較小的曲線段方向，有助于駕駛者駕駛故障車輛安全到達(dá)撤離坡道上;第三，應(yīng)保證該區(qū)域內(nèi)視野廣闊，且具備醒目的標(biāo)志，為駕駛者提供清晰的標(biāo)識，便于后續(xù)安全駕駛提供導(dǎo)向;第四，坡道長度需可完全消除車輛行駛動能，保證車輛可安全制動;第五，避險(xiǎn)車道寬度應(yīng)超過容納1輛車以上。

3 結(jié)束語

公路設(shè)計(jì)質(zhì)量可靠性與車輛行駛安全性、可靠性密切相關(guān)，設(shè)計(jì)過程中須考量多方面因素，充分應(yīng)用公路設(shè)計(jì)新理念，為公路設(shè)計(jì)中各指標(biāo)選取提供參考。公路設(shè)計(jì)中應(yīng)明晰路線設(shè)計(jì)與交通安全關(guān)系，掌握二者存在的密切相關(guān)性，嚴(yán)格以相關(guān)規(guī)范和要求為導(dǎo)向，促使公路設(shè)計(jì)更具可靠性、合理性。

參考文獻(xiàn)

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