公路路线设计要点探析
本站 2024/3/14 13:51:39
1、前言
改革开放以来,随着经济的不断发展,我国的基础设施建设迎来了发展的高潮,公路属于基础设施的重要组成部分,也得到了很大的发展。对于公路来说,路线线形是其骨架,路线设计的好坏直接影响着整个公路路基、桥涵、交叉、沿线设施等构造物的规模和投资,同时,对汽车行驶的安全舒适、经济和车辆的通行能力起着决定性的作用,良好的路线设计是公路交通安全的基本保障。因此,公路路线设计是公路建设之本,公路建成后,公路线形将是长期存在的,对公路沿线今后的经济发展、土地利用、居民生活、工农业生产以及自然景观、环境协调等都会有很大的影响。根据本人多年的实践经验,对公路路线设计的要点进行简要的分析,仅供参考。
2、公路路线设计概述
公路的路线设计受地形、水文、地质、气候等自然环境因素的影响大,在很大的程度上是自然条件决定了公路的路线选择。特别是山区,多存在山高谷深的地质情况,地质条件复杂、恶劣,其公路工程施工艰难,路线的选择在平、纵、横方面都受到具体地形的制约,受到土层厚度、地质构造等地质方面的影响,受到山区常见的暴雨、山洪等气候方面的影响。另外山区的山脉走势和水源流向比较有规律,使得山区公路的路线或者顺着山脉和水系的走向,或是穿山越岭,因而公路的路线选择至关重要。
路线的设计首要保障公路的基本功能,然后需要尽量争取较短的公路路线来减少公路里程,节省投资。路线设计时需要先对环境进行详细的考察,对地质和水文等自然条件和天气气候进行深入的了解来提出较为符合实际情况的设计方案。另外要充分重视经济原则,首要保障技术指标,其次考虑工程造价。
根据本人多年的实践经验,总结出了公路设计的步骤主要包含如下几个方面:第一,进行总体的布置,选定可能的方案进行考察,再通过科学的分析和比较来确定最佳的路线方案。第二,分段安排,在总体路线落实的基础上通过分析来敲定路线的基本雏形。第三,在分段安排的基础上敲定具体的公路路线。
3、公路路线设计要点
根据本人多年的实践经验,并参考其它资料,认为公路路线设计的要点主要包含如下几个方面:第一,横断面设计,有的地区地面横向起伏较大,若整个横断面设计为同一标高是不可取的,势必增加挖方的工程量,对原有地形植被破坏较大,半填部分路基的稳定性也较差,因此,横断面设计不必强求左、右车道同一标高,半填部分路基可适当降低也可设计成分离式断面,其更加注重顺应自然环境,值得设计推广。第二,缓和曲线长度问题,缓和曲线是道路平面线形要素之一,它是设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。在缓和曲线设计中,缓和曲线长度的取值是影响道路平面线形视觉质量的重要因素之一。如果缓和曲线缓和段长度取值太短,不仅不能起到曲率渐变的作用,而且缓和段与剩余圆曲线的衔接和搭配极不协调,行车视觉效果比较差;如果缓和曲线缓和段长度取值太长,无论从线形组合效果还是弯道超高和加宽设计方面,都存在着较大的不足。设置缓和曲线是通过曲率的逐渐变化,适应汽车转向操作的行驶轨迹及路线的顺畅,缓和行车方向的突变和离心力的突然产生,使离心加速度逐渐变化,不致产生侧向冲击,同时作为超高变化的过渡段使用。缓和曲线的设置长度受行车安全、离心力对乘客产生的不适感、路面超高横坡过度的需求及线形平顺的美感等方面的制约,为使线形连续协调,平面缓和曲线的合理长度宜为1:1:1(回旋线:圆曲线:回旋线)。但对于一些高速公路,由于半径较大,若均按1:1:1控制,缓和曲线将很长,使得超高渐变太缓,同时太长的缓和曲线也不利于纵面变坡点的设置,影响纵断面拉坡,因此,在大半径平曲线上也不宜设置太长的缓和曲线。第三,纵断面线形是公路几何路线三维空间体的一个组成部分,是由一系列直坡线和竖曲线组成。影响纵断面线形的主要因素是设计标高、设计坡度的大小和转坡点的位置等。纵断线形的设计质量好坏直接影响路线的长短、使用质量、工程量的大小及运输成本的高低。纵面线形设计应根据公路等级和地形特点,对纵坡的大小长短,前后坡差,竖曲线大小及与平面线形相连续等进行细致综合的研究。平顺而缓和的纵面线形不但能保证汽车行驶安全舒适,并能有利于视觉和美观,有利于排水,争取得到最佳的行车速度。第四,平面直线的设置,公路平面由直线和曲线组成,而曲线又包含了圆曲线和回旋曲线(即缓和曲线),直线是路线平面最好的线型,但在山区长直线的设置将导致工程量的增加,无限制的设置长直线又将导致司乘人员因线型单一,沿线景观单调而引起疲劳,故公路线形设计不能无限制的设置长直线。据调查,我国高速公路许多路段的一次直线长度普遍都超过6km,有的长达10km以上。实践证明:无论是一般公路还是高速公路,过长的直线段易使驾驶员因景观单调而产生疲劳,导致注意力分散、反应迟缓,一旦遇见紧急情况,就会措手不及导致交通事故;另外,驾驶员在长直线路段容易超速行驶,致使车辆在进入直线路段末段后的曲线部分的速度仍然比较高,若遇到弯道超高不足或其它偶然干扰,往往导致车辆倾覆或其它类型的交通事故。而由于横向的通道和天桥所造成的影响使得路线的纵断面显得上下起伏非常频繁,造成视觉上的不良影响,对于那些波浪型的纵面的线形,给人感觉线路好像产生了好几个段落,造成线形的连续性很差。因此,在平面线型设置直线时,直线不宜过长,根据国内外的经验,一般建议直线长不宜超过设计速度的20倍,即72s行程。当然,我国由于各省份、各地区间地形地势差别较大,完全按统一的规范要求也不切实际,故在采用长直线时设计人员应结合当地地形条件,合理的确定直线长度,同时在直线末端避免设置小半径曲线。第五,路线设计要注意对环境的保护,公路要经过很多密林、河流等自然生态容易遭到破坏地区的时候,需要重视对环境的保护。而且很多公路经过的地方的自然生态平衡体系比较脆弱,不仅比较容易受到外力破坏,而且一旦破坏后也很难恢复,所以要能够保护整个沿线的生态环境。公路虽然有助于当地经济发展,但对于某些地区特别是山地的生态环境而言却是外来者和入侵者,公路的建设势必会对当地的生态造成一定的破坏,对当地野生动物的繁衍生息造成一定的影响,公路通车后更可能会使得很多野生动物迁离这片地区。因而在公路的路线设计时,需要对整体生态环境进行全面、细致的考察和研究工作,需要针对具体情况采取一定的生态设计,以确定施工中和建成后的环境保护得到落实。比如在野生动物迁徙的路线建立生态通道,在公路沿线设置绿化带等必要的设施,对生态十分脆弱的地区采取架高设置等等措施来保护当地的环境。
4、结尾
由以上论述可以发现,公路路线设计对于公路的运行和当地的生态环境都具有很大的影响,作为一名技术人员,应该在实践中不断学习,并注重借鉴国内外先进的经验,不断提高自身的专业素养和综合素质,为提高公路路线设计质量做出应有的贡献。
更多相关信息 还可关注中铁城际公众号矩阵 扫一扫下方二维码即可关注