高速公路平纵线形组合设计原则

摘 要: 线形设计是高速公路设计的关键，线形设计是从道路选线、定线开始, 从平面线形设计着手，进行纵断面和横断面设计，并对平、纵面线形和横断面进行统一协调，反复修改调整，从而达到行车安全、线形连续、指标均衡、视觉舒适、景观协调的目的。

关键词:高速公路 平面 纵断面 线形组合 设计原则

中图分类号：U412.36+6文献标识码： A 文章编号：

0 引言

高速公路平、纵线形组合设计的总要求:应注意平、纵的合理组合，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。应在保证行车安全的前提下,正确运用线形要素指标,在条件允许的情况下力求做到各种线形要素的合理组合,并尽量避免和减轻不利的组合。

1 道路视觉分析

(1)视觉分析的概念:汽车在公路上快速行驶时,驾驶员是通过视觉、运动感觉和时间变化感觉来判断线形的。道路的线形、周围的景观、标志以及其他有关信息,几乎都是通过驾驶员的视觉感受到的。驾驶员观察外界事物，都是在动态下进行的，驾驶员所观察的物体是按一定的速度运动的，而且驾驶员本身也在车辆行驶状态下观察物体。因此,动视觉是连接道路与汽车的重要媒介。

从视觉心理出发,对公路的空间线形及其与周围自然景观和沿线建筑的协调等进行研究分析,以保持视觉的连续性,使行车具有足够的舒适感和安全感的综合设计称为视觉分析。驾驶员的视觉判断能力与车速密切相关,车速越高,其注视前方越远,而视角逐渐变小,对于高速公路来说,驾驶员的主要集中力是观察视点较远路幅的线形状况,必须使驾驶员明白无误地了解前方线形变化,尽量避免由于判断错误而导致驾驶失误。

(2)视觉分析:所谓线形状况是指汽车快速行驶中，道路的立体形状给驾驶员提供的连续不断的视觉印象。该视觉印象的优劣，除依靠设计者对三维空间的想象判断之外，比较好的方法是利用视觉印象随时间变化的道路透视图来评价。透视图不仅可以判断平面线形和纵面线形以及公路和风景是否协调，而且小自超高过渡段的连接，大至构造物的设计，几乎在公路几何设计的所有领域中都可以利用。在设计中用透视图检查出存在缺陷的路段可随时修改,然后再绘制透视图分析研究，因此，透视图是视觉分析的较好方法。

2 道路平、纵线形组合设计原则

应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。任何使驾驶员感到茫然、迷惑和判断失误的线形，必须尽力避免。在视觉上能自然地诱导视线，是衡量平、纵线形组合优劣的最基本问题。注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。它不仅影响线形的平顺性，而且与工程费用相关。对纵面线形反复起伏，在平面上采用高标准的线形是无意义的，反之亦然。选择组合得当的合成坡度,以利于行车安全和路面排水。注意与道路周围环境的配合。它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。

3 道路线形组合的基本要求

(1)平曲线和竖曲线宜相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。这种立体线形不仅能起到诱导视线的作用，而且可取得平顺而流畅的效果。采用这种组合，应使平、竖曲线半径都大一些才显得协调，特别是凹形竖曲线处车速较高，二者半径更应该大一些。竖曲线的起终点最好分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。对于等级较高的道路应尽量做到这种组合,并使平、竖曲线半径都大一些才显得协调, 特别是凹形竖曲线处, 二者半径应该更大一些。

(2)要保持平曲线与竖曲线大小的均衡。注意保持平、纵线形的协调均衡，否则容易式驾驶员失去顺适感。采用长曲线较采用直线可使线形舒顺流畅。平曲线和竖曲线其中一方大而平缓,那么另一方就不要形成多而小。一个长的平曲线内有两个以上竖曲线,或一个大的竖曲线含有两个以上的平曲线, 视野较差, 显得线型扭曲。根据经验, 若平曲线半径小于1000m,竖曲线半径大约为平曲线半径的10~20倍时,便可以达到均衡目的。

(3)要选择适当的合成坡度。合成坡度过大对行车不利,特别是在冬季结冰期更危险，过小不利于路面排水，对高速行驶的车辆由于溅水而影响行车安全。山区纵坡大的路段插入小半径曲线时，应注意控制最大合成坡度，陡峻傍山路段的合成坡度最好小于8％。最小合成坡度不应小于0．5％。

4 平、纵线形设计中应注意避免的组合

平、竖曲线重合是一种理想的组合，但由于地形等条件限制，这种组合往往不是总能争取到得。如果平曲线的曲中点与竖曲线的顶（底）点位置错开不超过平曲线长度的1/4时，仍然可以获得比较满意的外观。但是，如果错位过大或大小不均横就会出现视觉效果很差的线形。

（1）避免竖曲线的顶、底部插入小半径的平曲线。

如果在凸形竖曲线的顶部有小半径的平曲线，不仅不能引导视线而且急转方向盘致使行车危险。在凹形竖曲线的底部有小半径的平曲线，便会出现汽车加速而急转弯，同样可能发生危险。

（2）避免将小半径的平曲线起、讫点设在或接近竖曲线的顶部或底部。

应避免将凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部设在小半径的起讫点。前者失去引导视线的作用，驾驶员须接近坡顶才发现平曲线，导致不必要的减速或交通事故；后者会出现汽车高速行驶时急转弯，行车不安全。

（3）避免使竖曲线顶、底部与反向平曲线的拐点重合。

此类组合都存在不同程度的扭曲外观；前者不能正确引导视线，会使驾驶员操作失误，引起交通事故；后者路面排水不畅，积水影响行车安全。

（4）应避免小半径的竖曲线和缓和曲线的重合。

对凸形竖曲线诱导性差，事故率较高；对凹形竖曲线路面排水不良，影响行车安全。

（5）避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶员视线中断的线形。

5 结语

在实际设计中, 我们在保证平竖曲线的合理组合的同时, 也要考虑到实际地形中对曲线线形的限制因素,做到具体情况具体分析,不同地形不同设计,这样才能保证设计道路通车后曲线线形优美, 车辆行驶安全。

参考文献

[1] 张珂.道路线形优化设计分析[J].中州建设,2007(10).

[2] 胡江碧，王维利，王健.高速公路不同线形组合路段划分研究[J].中国公路学报，2010（12）.