韓朝峰 程 琳

（1．陜西省公路勘察設計院，陜西，西安，710068）

（2．陜西省高速公路建設集團公司，陜西，西安，710054）

淺析山區(qū)高速公路紟坡設計

韓朝峰1程 琳2

（1．陜西省公路勘察設計院，陜西，西安，710068）

（2．陜西省高速公路建設集團公司，陜西，西安，710054）

本文通過對《公路路線設計規(guī)范》中關于縱坡設計相關規(guī)定存在問題及不足之處進行分析，闡明在縱坡設計時應根據(jù)車輛實際行駛特性對公路最大縱坡、平均縱坡、平縱組合及互通式立交區(qū)主線最大縱坡相關規(guī)定的靈活應用，力求優(yōu)化山區(qū)高速公路縱坡設計，降低工程造價及規(guī)模。

山區(qū)高速公路；縱坡設計；最大縱坡；平均縱坡；平縱組合

引言

公路縱坡設計直接關系項目線形的長短、工程造價及運輸成本，山區(qū)高速公路由于地形復雜、高差大，造成縱坡設計難度相對比較大，雖然規(guī)范及標準對公路縱坡設計相關指標的采用給予了相關的規(guī)定，但規(guī)定相對比較嚴格，如果墨守成規(guī)地按照規(guī)范進行縱坡設計，勢必增加工程規(guī)模，造成不必要的浪費。隨著近年來山區(qū)高速公路建設的快速發(fā)展，如何更合理地進行公路縱坡設計，是我們每個人都應該考慮的問題。

一、《公路路線設計規(guī)范》存在問題

《公路路線設計規(guī)范》（JTG D20-2006）對路線縱斷面設計指標給予了相關的規(guī)定，但存在以下幾方面的不足：

1、最大縱坡的規(guī)定：規(guī)范規(guī)定的最大縱坡主要是從車輛的爬坡性能、油耗以及公路通行能力的角度進行規(guī)定，缺乏對整體式路基與分離式路基特點的考慮，規(guī)范規(guī)定對于整體式路基是比較合理的，但對于分離式路基最大縱坡的規(guī)定則顯得不甚合理；

2、平均縱坡的規(guī)定：規(guī)范從汽車的爬坡性能角度出發(fā)僅對二、三、四級公路平均縱坡進行了規(guī)定，并未對高速公路及一級公路予以相關的規(guī)定，存在盲點；

3、平、縱組合的規(guī)定：規(guī)范規(guī)定?平、縱線形組合設計原則為宜相互對應；設計速度大于或等于60Km/h的公路，應注重路線平、縱線形組合設計?，此規(guī)定如果應用于山區(qū)高速公路走縱坡設計上，勢必增加工程規(guī)模，規(guī)范對于此條規(guī)定缺乏靈活性；

4、互通式立交區(qū)主線最大縱坡規(guī)定：規(guī)范對互通式立交范圍內(nèi)主線的最大縱坡進行了相關的規(guī)定，并在條文說明中講到?作為宏觀控制的指標，不應放松，在設計中若遇特殊情況或困難，少數(shù)指標可采用極限值，但應有保證行駛安全的彌補措施?，該規(guī)定存在考慮不周的問題，沒有全面考慮車輛駛離減速、駛入加速的行駛特性。

二、山區(qū)高速公路縱坡設計

通過上述分析，《公路路線設計規(guī)范》對縱坡規(guī)定存在很大的缺陷，這些缺陷的存在，不僅增加了高速公路縱坡設計的難度，更增加了公路工程造價及規(guī)模，為了能夠更科學的進行縱坡設計，有必要靈活掌握規(guī)范，根據(jù)車輛的實際運行特性進行公路縱坡設計。

1、最大縱坡

路基根據(jù)其斷面形式分為整體式路基和分離式路基，對于整體式路基，由于左右幅車道為一整體路基，一側行車道車輛為上坡減速行駛，另一側則為下坡加速行駛，縱坡設計主要應考慮汽車的爬坡性能、油耗等方面因素，從該角度出發(fā)，按規(guī)范規(guī)定最大縱坡對縱坡進行設計是合理的；但對于分離式路基，考慮到高速公路上下行車輛分離的特性，由于左右幅均為獨立個體，彼此互不干擾，對于最大縱坡的選取應根據(jù)車輛的行駛特性區(qū)別對待，對于上坡坡段應根據(jù)汽車爬坡性能等因素嚴格按照規(guī)范規(guī)定最大縱坡取值，對于下坡坡段，不存在爬坡的問題，最大縱坡的選取則可突破規(guī)范規(guī)定、適當放寬。

2、平均縱坡

由于我國交通組成比較復雜、車輛超限超載問題比較嚴重，規(guī)范對于高速公路平均縱坡未給出明確規(guī)定，加之各地方、各單位對長陡縱坡的認識也不盡相同，嚴重制約了高速公路縱坡設計，一般認為對于長陡下坡路段可按以下原則掌握平均縱坡指標：連續(xù)3Km最大平均縱坡應小于4.0%，連續(xù) 4Km最大平均縱坡宜小于 3.0%，連續(xù) 9.5Km最大平均縱坡應小于2.5%。在對山區(qū)高速公路進行縱坡設計時，為更好地適應地形、利于行車安全，可將路線縱坡設計為臺階式縱坡，采用陡緩坡交錯的方式進行公路縱坡設計，一方面對于上坡路段而言，行駛緩急結合，利于更好地恢復車輛運行速度；另一方面對于下坡路段而言，有利于更好地控制車速和制動，根據(jù)文獻[1]研究結果表明：2.5%以下的坡段屬于緩坡，對于山區(qū)高速公路，靈活地采用臺階式縱坡，能夠很大程度上降低工程規(guī)模，提高行車安全。

3、平、縱組合

理想的平、縱組合設計原則為?平豎曲線一一對應，平曲線比豎曲線稍長?，也就是我們常說的?平包豎?，對于山區(qū)高速公路，當一個平曲線的長度較大，如果還堅持?平包豎?的平縱組合設計原則，勢必增加工程造價及規(guī)模，《新理念公路設計理念》中講到?設計速度越高，對平縱組合的要求越低，當平、縱指標較低、坡度反向且坡差較大時，應強調(diào)平、縱組合設計?。對于一個平曲線內(nèi)包含多個豎曲線的問題，主要從美觀和駕駛員心理兩個方面進行考慮：路容及駕駛員心理。一般來講，平豎曲線一一對應最為美觀，一個平曲線內(nèi)包含多個凹凸相間的豎曲線尤為不美，對于同向豎曲線，只要不存在斷背曲線，對路容及駕駛員的心理影響并不是很大；當采用凹凸相間的豎曲線時，如果道路通視長度較遠，駕駛員同時可以看到多個豎曲線時，此時，線形的美觀效果較差，且會加劇駕駛員駕駛的緊張程度。但山區(qū)高速公路某些段落由于受地形的限制，駕駛員通視長度不是很遠，即使在一個平曲線內(nèi)設置多個豎曲線（豎曲線的距離應滿足行駛視野的要求，參照表1）也不會影響到路容的美觀及駕駛員的心理。故在對山區(qū)高速公路進行縱坡設計時，應靈活掌握平縱、線形組合設計，且不可墨守成規(guī)，死搬規(guī)范，造成不必要的浪費。

4、互通式立交區(qū)主線最大縱坡

互通式立交是利用跨線結構物使高速公路與地方公路實現(xiàn)互通的一種交叉方式，根據(jù)車輛進出主線的關系，主要包括兩種行駛狀態(tài)：駛離主線和駛入主線。一般來說，由于匝道半徑相對較小，當車輛駛離主線進入匝道時需要減速，當車輛從匝道駛入主線時需要加速。規(guī)范對于互通式立交區(qū)主線縱坡的規(guī)定是從保證匝道向主線平穩(wěn)匯流的角度考慮的，沒有全面考慮車輛駛離減速、駛入加速的行駛特性。因此，在對互通式立交區(qū)內(nèi)主線縱斷面設計時應根據(jù)車輛的行駛特性進行縱坡設計，也就是說，當車輛駛入主線時主線縱坡利于車輛加速時或當車輛駛離主線時主線縱坡利于車輛減速時，此時縱坡的增大對車輛的駛入駛出有利，縱坡值的采用可適當突破規(guī)范規(guī)定值。

四、總結

綜上分析可知，規(guī)范對公路縱坡設計指標的規(guī)定相對比較嚴格，此規(guī)定對于平原微丘區(qū)高速公路設計來說影響不是很大，但對于山嶺重丘區(qū)高速公路來說，對方案的合理性及工程投資影響較大，這就要求我們在對山區(qū)高速公路進行縱坡設計時，應根據(jù)車輛的實際行駛特性靈活掌握規(guī)范條款及指標，在不影響車輛行駛安全的基礎上力求降低工程造價及規(guī)模，只有這樣，才能使山區(qū)高速公路設計更合理、更科學。

[1] 縱坡設計理論分析[J]，李清波、謝珍，長沙交通學院學報，第14卷第3期，1998.9

[2] 《公路路線設計規(guī)范》（JTG D20-2006）[S]，中華人民共和國交通部，2006.7

[3] 《公路工程技術標準》（JTG B01-2003）[S]，中華人民共和國交通部，2004.3

[4] 《新理念公路設計指南》（2005版）[M]，人民交通出版社，2005

[5] 《道路勘測設計》[M]，張雨化，人民交通出版社,1997.10

[6] 《日本高等級公路設計規(guī)范》[S]，日本道路公團，陜西旅游出版社，1990.6

[7] 關于公路最大縱坡長度限制的分析[J]，吳迅，中南公路工程，第22卷第2期，1997.6

TU965

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1674-3954（2011）02-0086-01