公路工程路线设计常见问题分析

时间:2022-07-07 07:51:01

公路工程路线设计常见问题分析

【摘要】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。所以在进行公路路线设计时,如何根据地形等条件合理地选用各种线形要素,并巧妙地组合,是公路路线设计需要研究解决的问题,从而设计出既经济又安全舒适的公路。基于此,本文对公路工程路线设计常见问题进行了分析。

【关键词】公路工程路线设计常见问题 探讨

中图分类号: F540.3文献标识码:A 文章编号:

Abstract:Highway route design is the soul of highway construction, highway construction, highway alignment will be exist for a long time, the highway along the future economic development, land utilization, resident living and industrial and agricultural production and natural landscape, environmental coordination will have great influence. So in highway route design, according to conditions reasonably choose various linear elements such as topography, and ingenious combination, is the design of highway route need research to solve problems, to design a both economic and safe and comfortable road. Route design for highway engineering contracts based on this, this article analyzes the common problems.

Keywords:Highway route design;Common problems ;discuss

路线线形是公路的骨架,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。

一、公路路线设计的重要性

公路的路形设计是公路总体设计的关键,因为公路路线尤其是高等级公路的路线是公路的骨架,路线设计合理与否,将直接影响到公路的桥隧、人工构造物、路基、路面等的设计。合理、优质的公路设计,可以提供清晰醍目的行车方向,提供足够的视距及其他信息,能够符合驾驶人员普遍期望的设计效果。在路线设计中,包括公路几何线形、路面设计、安全设施、构造物位置等设计,又是影响交通安全的主要因素。公路几何设计对公路的安全性起到先决的作用,一旦通过选线确定公路走向并由此确定几何线形,则其他项目如桥涵构造物的位置、隧道的设置、安全设施等都已经随选定的几何线形得以确定。当前,我国公路路线设计仍然在按照老的概念,进行平、纵、横断面的设计。而对高等级公路应当根据交通量和车速的发展,按照交通工程学的新理论概念进行设计,不能在各种几何路线上仍然照搬国外的方法和参数。由于汽车工业和公路交通运输的迅速发展,公路行车速度的不断提高,交通量剧增,导致交通事故频繁。我们应当在自己实践的基础上,根据我国的国情,运用新的技术理论,完善我国的公路标准和规范,使之更符合我国的实际情况,既保证质量,又尽可能降低造价。如今,公路路线设计不应该仅仅是停留在几何尺寸的设计上,涉及路线设计和人机工程学的几个方面,公路的路线设计不但需要满足汽车行驶力学方面的要求,而且还要满足汽车驾驶员心理和生理条件的需要,还要考虑乘客的舒适、地形地物的适应,自然条件的平衡、环境的保护、营运的经济性等因素。所以,在公路设计中,路线设计是很重要的。

二、路线设计中常存在的问题分析

1、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(回旋线)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。

2、路线超高横坡度及渐变段位置不合适

公路过城镇段,车辆行使速度的降低和适当的交通管制,适当减小路线超高横向坡度是合理的,但不应只按路拱横坡设计,应该根据汽车行驶速度,设置不超过4%的超高,既不影响市容美观,又保证了行车安全,如只按路拱横坡设计,设计相同的双向横坡,由于不能提供足够的超高横坡,往往造成弯道外侧车辆拐弯困难,诱发交通事故。还有些超高渐变段设置在桥上,容易造成桥面积水,由于高度在变化对于四点支撑的板梁结构易造成支座的悬空,存在虚设的情况。

3、路线超高渐变段位置的优化

在以往设计中,路线超高渐变段的位置往往设置在缓和曲线内的某一固定的位置,整条路线基本上没有变化。这样的设计往往会给桥梁的设计和施工带来很多麻烦。如路线超高渐变段的位置放置在桥梁中间,从负坡到正坡的过程中,使得桥面横坡势必反复扭曲变化。在这样的情况下就要优化路线超高渐变段的位置。在保证行车安全的情况下可将路线超高渐变段的位置移至桥头,在桥头引道部分完成路线由负坡到正坡的渐变过程。桥梁横坡变的单一,便于设计和施工。

4、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,就会因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。

5、变坡点的位置不合适

没有结合构造物位置选择竖曲线的位置,这种情况高速公路设计比较突出,路基的最高点没有控制在构造物上,造成路堤抬高,增加填方数量,凸型竖曲线应尽量设置在通道、公路铁路分离式立交等构筑物的顶端,凹型竖曲线应尽量设置在天桥的位置或通道、分离式立交等构造物的之间,使路线纵断结合构造物上下起伏,减少工程的挖填方数量,降低工程造价。

6、平纵横结合优化调整线位

在初步设计阶段已经对路线的多个方案进行的论证和比选,从中选出了造价比较经济、技术指标比较合理、对环境影响较小的路线推荐方案,但这也是相对而言的较好的方案。在施工图设计阶段还要对初步设计推荐的方案进一步优化调整,平纵横调整相结合,平面消除前面提到的长直线问题,相临弯道平曲线半径不宜悬殊,平曲线半径比一般在1:1.5 以内为佳,使平面线形均匀、连续,减少由于线形局部好坏造成车辆行驶速度的不均衡性。

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