胡建強(qiáng)

(張家口市公路工程管理處)

1 前 言

公路設(shè)計(jì)人員,設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足規(guī)范的路線(xiàn)并不是一件難事。然而,如何滿(mǎn)足規(guī)范才能使設(shè)計(jì)最為合理卻并不是一件容易的事。量體裁衣,道路是為汽車(chē)行駛服務(wù)的,這還得從擬建路段的交通調(diào)查與分析著手。

交通量調(diào)查、分析和預(yù)測(cè)是公路建設(shè)項(xiàng)目可行性研究階段進(jìn)行現(xiàn)狀評(píng)價(jià),綜合分析建設(shè)項(xiàng)目必要性和可行性的基礎(chǔ),也是確定公路建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模、技術(shù)等級(jí)、工程設(shè)施和經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)的主要依據(jù)。

這一觀(guān)點(diǎn)是公路工程技術(shù)人員和各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)所熟知的。因而他們?cè)陧?xiàng)目的前期工作中,對(duì)交通調(diào)查和分析預(yù)測(cè)是比較重視的,但在具體勘測(cè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,卻往往忽略了其重要性,其交通特征,包括交通量、交通組成、車(chē)速和通行能力是公路設(shè)計(jì)采用的重要原始資料,是公路幾何線(xiàn)型設(shè)計(jì)的主要因素之一。它決定了在工可階段確定了技術(shù)等級(jí)和規(guī)模的道路在勘測(cè)設(shè)計(jì)中應(yīng)該具體掌握什么樣的標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合擬建路段交通信息,如交通量大小、交通組成、車(chē)速、通行能力和實(shí)載噸位等,能夠避免在測(cè)設(shè)中肓目追求高標(biāo)準(zhǔn)從而造成不必要的投資浪費(fèi),也能夠防止為降低造價(jià)而過(guò)份降低技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),從而顯著降低道路應(yīng)有的使用性能和服務(wù)功能,使建設(shè)項(xiàng)目起不到應(yīng)有的作用。只有將交通信息、地形特點(diǎn)、工程投資和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)合理組合的設(shè)計(jì)才是理想的設(shè)計(jì)。只有詳盡調(diào)查和分析交通信息,才能做到道路各項(xiàng)指標(biāo)的均衡合理,才能做到工程投資和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的完美統(tǒng)一。

2 實(shí)際測(cè)設(shè)的兩條道路舉例說(shuō)明

甲、乙兩線(xiàn)均位于河北省西北部的張家口市境內(nèi),甲線(xiàn)是國(guó)道 110線(xiàn)中的一段,承擔(dān)著通往內(nèi)蒙古等大西北省市的過(guò)境車(chē)輛,乙線(xiàn)為省道下廣線(xiàn)中的一段,是蔚煤外運(yùn)的專(zhuān)用線(xiàn)之一。

經(jīng)過(guò)項(xiàng)目的前期論證和專(zhuān)家評(píng)審,兩條道路均被確定為平原微丘區(qū)二級(jí)公路,但因其交通組成特征差別較大,具體調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表 1。

由表 1可以看出,甲、乙兩線(xiàn)處于同一地區(qū),而且遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)交通量折合中型車(chē)均為 5 000輛左右,因而均被確定為平原微丘區(qū)二級(jí)公路,但仔細(xì)分析,甲線(xiàn)交通總量較大,汽車(chē)所占比例高,為 90.59%,汽車(chē)中、小型客貨車(chē)所占比例較大,約為 75%,大、中型貨車(chē)及拖掛所占比例較低,而且實(shí)載噸位較小。相反,乙線(xiàn)交通總量較小,汽車(chē)所占比例較低,為83.39%,汽車(chē)中大、中型貨車(chē)及拖掛車(chē)所占比例較大,約占60%,特別是拖掛車(chē)所占比例高,實(shí)載噸位大,且嚴(yán)重超載。

表 1 交通調(diào)查與車(chē)型分析

汽車(chē)的物理特性及行駛于道路上各種大、小車(chē)輛的組成對(duì)于道路幾何設(shè)計(jì)具有決定意義。所以,在具體測(cè)設(shè)中,我們根據(jù)兩條公路交通運(yùn)輸情況的不同,掌握的工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也有所區(qū)別,下面對(duì)應(yīng)平微區(qū)二級(jí)公路的主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2,闡述測(cè)設(shè)中如何具體掌握兩條路線(xiàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的高低。

設(shè)計(jì)速度是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中最重要的指標(biāo),是決定公路幾何形狀的基本依據(jù),設(shè)計(jì)速度一經(jīng)選定,公路的所有相關(guān)特征必須與其配合以獲得均衡設(shè)計(jì),曲線(xiàn)半徑、超高、視距等技術(shù)指標(biāo)都直接與其有關(guān)。它對(duì)行車(chē)安全、工程費(fèi)用和運(yùn)輸效率的影響最大。因而同一等級(jí)的公路采用不同的設(shè)計(jì)速度是合適的。

表 2 平原微丘區(qū)二級(jí)公路主要技術(shù)指標(biāo)表

最理想的公路設(shè)計(jì)是保證行車(chē)安全的前提下,無(wú)論在何時(shí)何地都能使設(shè)計(jì)車(chē)速等于汽車(chē)運(yùn)行的速度。但因?yàn)槠?chē)的多樣性和其他外部環(huán)境條件的不確定性,完全實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)是不可能的。通過(guò)研究擬建路段交通特征和其他外部環(huán)境,所造定的設(shè)計(jì)時(shí)速接近道路上行駛的大多數(shù)車(chē)輛的實(shí)際運(yùn)行速度,就是比較理想的設(shè)計(jì)。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),目前發(fā)達(dá)國(guó)家日益廣泛采用的是“運(yùn)行車(chē)速法”,所謂運(yùn)行車(chē)速是指特定路段上測(cè)定的第85個(gè)百分位上的車(chē)速。我國(guó)目前對(duì)該法的研究還尚未成熟,仍然采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)車(chē)速法。設(shè)計(jì)車(chē)速是一個(gè)定速,用于規(guī)定一條道路的最低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),這一概念本身固有許多缺陷。

(1)線(xiàn)型標(biāo)準(zhǔn)不一致,它只是對(duì)限制安全行駛速度的地段規(guī)定了最小值。

(2)設(shè)計(jì)要素之間不相容,依據(jù)各個(gè)孤立的道路特征而指定的設(shè)計(jì)指標(biāo)最小值,當(dāng)它們組合使用時(shí)就不安全。

(3)設(shè)計(jì)車(chē)速與運(yùn)行車(chē)速的差別較大,因而相應(yīng)推算出的其他指標(biāo)就與實(shí)際不符。而且設(shè)計(jì)車(chē)速法提出年代較為久遠(yuǎn),隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展性能的提高,汽車(chē)的運(yùn)行速度與“設(shè)計(jì)車(chē)速”差別越來(lái)越大,也不再是等速。結(jié)果按“設(shè)計(jì)車(chē)速”設(shè)計(jì)的道路的事故率和嚴(yán)重性都相應(yīng)增加。

做為一個(gè)設(shè)計(jì)部門(mén),在具體測(cè)沒(méi)時(shí),仍應(yīng)滿(mǎn)足現(xiàn)行規(guī)范,但對(duì)擬建項(xiàng)目交通組成和運(yùn)行車(chē)速進(jìn)行調(diào)查研究,采用合理的內(nèi)控指標(biāo)是非常必要的。

如表 1,我們分別對(duì)甲、乙兩線(xiàn)的交通特征進(jìn)行了研究,因?yàn)榧拙€(xiàn)混合交通少,而且重車(chē)所占比例小,所以實(shí)際運(yùn)行速度快,如果以現(xiàn)有規(guī)范平微區(qū)二級(jí)公路 80 km/h做為設(shè)計(jì)時(shí)速,甲線(xiàn)上實(shí)際行駛車(chē)速超過(guò)設(shè)計(jì)車(chē)速的機(jī)率很大,這就增加事故率和降低了運(yùn)輸效率。所以平面指標(biāo)我們以平微區(qū)一級(jí)公路控制。相反,乙線(xiàn)非機(jī)動(dòng)車(chē)多,而且重車(chē)所占比例大,超載現(xiàn)象突出,采用 80 km/h的設(shè)計(jì)時(shí)速完全可以滿(mǎn)足大多數(shù)汽車(chē)行駛的要求。所以乙線(xiàn)的平面內(nèi)控指標(biāo)以現(xiàn)行規(guī)范平微區(qū)一級(jí)公路指標(biāo)控制。

相應(yīng)地,在進(jìn)行縱斷面設(shè)計(jì)時(shí),也結(jié)合具體線(xiàn)路的交通組成,采用合理的內(nèi)控指標(biāo),路縱斷面指標(biāo)主要受汽車(chē)的動(dòng)力性能和縱橫穩(wěn)定性限制。從汽車(chē)的爬坡性能分析,小汽車(chē)的動(dòng)力性能優(yōu)于大、中型貨車(chē)的動(dòng)務(wù)性能,汽車(chē)的輸出功率與重量之比,小汽車(chē)為 3.75 kW/kn,載重車(chē)為 0.75 kW/kn,半掛車(chē)為 0.525 kW/kn。

經(jīng)驗(yàn)表明,幾乎所有小客車(chē)在 4%～5%的坡度上的行駛,速度與平坦公路上的正常行駛速度相比變化不大,3%的縱向爬坡路段對(duì)小汽車(chē)的速度影響很小,而重車(chē)滿(mǎn)載時(shí) 3%的縱坡對(duì)車(chē)速的影響就比較大。

從汽車(chē)行駛的穩(wěn)定性分析,重車(chē)重量大,重心高,顯然比小車(chē)的穩(wěn)定性差,而且乙線(xiàn)上行駛重車(chē)的超高、超載現(xiàn)象比較普遍,這更加不穩(wěn)定。綜合上述,在縱斷面測(cè)設(shè)時(shí),乙線(xiàn)選用了比較高的內(nèi)控指標(biāo),而甲線(xiàn)滿(mǎn)足現(xiàn)行規(guī)范平微區(qū)一般二級(jí)公路的指標(biāo)即可。

同樣,考慮到乙線(xiàn)重車(chē)、超載車(chē)較多,設(shè)計(jì)荷載也相應(yīng)的提高一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前以上兩條道路均以建成通車(chē),幾年來(lái)的實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況表明,我們采用的內(nèi)控指標(biāo)是比較合理的。本文只是以平微區(qū)一般二級(jí)公路為例說(shuō)明了交通調(diào)查與分析在測(cè)設(shè)中的必要性和重要性。其實(shí)其他任何等級(jí)的公路只有在充分調(diào)查與分析其交通特征后,才能選定出合理的技術(shù)指標(biāo),才能做出高水平的設(shè)計(jì),才能做到投資與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的理想統(tǒng)一。

[1] 張雨化.道路勘測(cè)設(shè)計(jì)[M].人民交通出版社.

[2] 陳勝營(yíng).道路勘測(cè)設(shè)計(jì)指南[M].人民交通出版社.

[3] 何景華.道路實(shí)用勘測(cè)設(shè)計(jì)[M].人民交通出版社.