康 輝

（河北省衡水市公路勘測設(shè)計所，河北 衡水 053000）

1 公路線形設(shè)計基本要求

1.1 基于汽車行駛力學的線形設(shè)計

公路線形設(shè)計首先應(yīng)滿足汽車行駛力學的要求，即汽車在公路上行駛時應(yīng)是穩(wěn)定的、舒適的、經(jīng)濟的。因此，在設(shè)計中要注意，首先要合理運用現(xiàn)行《公路工程技術(shù)標準》和《公路路線設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的技術(shù)指標，不要輕易采用技術(shù)指標中規(guī)定的極限值，應(yīng)根據(jù)具體條件，在不過分增大工程量的情況下，盡量選用較高的技術(shù)指標。同時，為了有效地確保汽車行駛速度均衡，應(yīng)注意各線形要素的連續(xù)性，必須避免線形突變，如避免長直線末端設(shè)小半徑曲線、大半徑曲線與小半徑平曲線直接相連等，尤其是對于山嶺重丘地區(qū)，應(yīng)盡量不設(shè)置陡縱坡，以避免重車下坡時，因長時間剎車而使剎車失靈，引發(fā)重大交通事故。

1.2 基于司機視覺和心理的線形設(shè)計

公路線形設(shè)計還應(yīng)使道路具有視覺的舒適、順暢性，使司機在行駛過程中不易疲勞，有良好的視覺和心理，以保證行車的安全、舒適。因此，在設(shè)計中應(yīng)注意線形要素之間及其與其他設(shè)施間相互平衡協(xié)調(diào)，如直線、圓曲線、緩和曲線的組合協(xié)調(diào)，縱坡線與豎曲線的組合協(xié)調(diào)，平面線形的組合協(xié)調(diào)，路線與公路構(gòu)造物、沿線設(shè)施間的協(xié)調(diào)等。同時應(yīng)當注意保證行車視距和創(chuàng)造良好的視線，增進行車安全和舒適感。

1.3 與地形、地物、環(huán)境相協(xié)調(diào)的線形設(shè)計

線形設(shè)計要結(jié)合沿線實際，特別要結(jié)合地形、地物條件，運用各種線形要素，并進行合理的線形組合，使線形與地形、地物相適應(yīng)，從而設(shè)計出技術(shù)合理、行車安全舒適、經(jīng)濟節(jié)約的線形。在線形設(shè)計中要注意，不可片面強調(diào)以直線或曲線為主，而應(yīng)結(jié)合地形、地物以及其他自然條件，靈活地運用線形要素。線形設(shè)計時還應(yīng)注意線形與環(huán)境的協(xié)調(diào)，使公路建設(shè)既不破壞環(huán)境的自然景觀，保護環(huán)境，減少對環(huán)境的干擾，又要盡量利用環(huán)境，改造環(huán)境，使之與沿線環(huán)境協(xié)調(diào)，融合為一體。

1.4 基于生態(tài)環(huán)保的線形設(shè)計

公路建成后就成為社會空間的一個組成部分，它與沿線的自然、經(jīng)濟、社會條件的關(guān)系十分密切。在線形設(shè)計中，一方面必須符合國家有關(guān)土地、環(huán)境保護、水土保持、文物保護、資源開發(fā)等法規(guī)的有關(guān)要求；另一方面還必須注意少占農(nóng)田，少拆遷建筑物，少破壞原有植物、地貌和減少噪音、廢氣等對環(huán)境的污染。在線形設(shè)計中，還應(yīng)注意與自然資源及經(jīng)濟開發(fā)、工農(nóng)業(yè)發(fā)展、交通運輸、居民條件、區(qū)域規(guī)劃等相結(jié)合，以使公路建成后能發(fā)揮最大的社會綜合效益。對于不同等級、性質(zhì)和地區(qū)的道路，上述線形設(shè)計基本要求的側(cè)重還應(yīng)有所差異。對于高速公路、一級公路、設(shè)計速度為60km／h及以上的公路，應(yīng)注重立體線形設(shè)計，做到線形連續(xù)、視覺良好、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適、資源節(jié)約。對于低等級和設(shè)計速度為40km／h及以下的公路，由于設(shè)計速度低，應(yīng)首先在保證汽車行駛力學條件和安全的前提下，正確運用線形要素規(guī)定值，在條件允許范圍內(nèi)力求做到各種線形要素的合理組合。

2 公路線形設(shè)計

公路線形設(shè)計應(yīng)當兼顧路線總體設(shè)計、路線方案設(shè)計、線形幾何設(shè)計等方面。其中平面線形設(shè)計主要是路線平面幾何要素設(shè)計，包括直線、圓曲線、緩和曲線及三者的線形組合設(shè)計。目前我國公路平面線形設(shè)計多采用傳統(tǒng)的先直線后曲線方法，即先設(shè)計直線，確定路線交點，然后在路線交點處插入平曲線（圓曲線和緩和曲線）的方法。但在山區(qū)高速公路平面線形設(shè)計中，則多采用先確定平曲線，后確定直線的方法。

2.1 平面線形設(shè)計

對于公路的平面線形設(shè)計應(yīng)當充分考慮與地形的相適應(yīng)性，應(yīng)直捷、連續(xù)、均衡，并與地形、地物相適應(yīng)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。在地勢平坦開闊的平原微丘地區(qū)，路線直捷舒順，直線所占比例一般較大。而在地勢有很大起伏的山嶺和重丘地區(qū)，路線則多彎曲，曲線所占比例較大。路線要與地形相適應(yīng)，這既是美學問題，也是經(jīng)濟問題和保護生態(tài)環(huán)境問題。直線、圓曲線、回旋線的選用與合理組合取決于地形、地物等具體條件，片面強調(diào)路線要以直線為主，或以曲線為主，或人為規(guī)定三者比例都是錯誤的。各級公路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)敷設(shè)曲線，并盡量選用較大的圓曲線半徑，并保證具有足夠的平曲線長度。從實踐應(yīng)用情況來看，路線轉(zhuǎn)角大小直接反映路線舒順程度。當轉(zhuǎn)角小于7°時適宜設(shè)置較長的平曲線，以避免造成急彎的錯覺。

在公路平面線形設(shè)計中采用長直線時，應(yīng)當考慮到使其縱坡不宜過大；針對兩側(cè)地形過于空曠的情況，則可考慮種植不同樹種予以改善；對于在長直線盡頭設(shè)置的平曲線，除曲線半徑、超高、視距等必須符合規(guī)定要求外，還應(yīng)當設(shè)置標志、增大路面抗滑能力，從而有效地保障行車安全。

2.2 縱斷面線形設(shè)計

縱斷面線形應(yīng)與地形相適應(yīng)，設(shè)計成視覺連續(xù)、平順而圓滑的線形，避免在短距離里出現(xiàn)頻繁起伏；應(yīng)避免能看見近處和遠處而看不見中間凹處的線形；較長的連續(xù)上坡路段，宜將最陡的縱坡度放在坡段下部，接近坡頂?shù)目v坡宜適當放緩；相鄰縱坡坡度的代數(shù)差小時，應(yīng)盡量采用大的豎曲線半徑；交叉處前后的縱坡應(yīng)平緩；在積雪或冰凍地區(qū)，應(yīng)避免采用陡坡。

公路縱坡應(yīng)當以平、緩為宜，最小縱坡坡度不應(yīng)小于0.3%。尤其是平原地區(qū)的公路縱坡設(shè)計，更應(yīng)當符合均勻、平緩的要求。而對于丘陵地形的縱坡則應(yīng)避免過分遷就地形而起伏過大；山嶺、重丘地形的沿河線，適宜采用平緩的縱坡，一般要求縱坡坡度不宜大于 6%；越嶺線縱坡宜均勻，盡量不采用極限或接近極限的坡度，更不宜連續(xù)采用極限長度的陡坡類短距離緩坡的縱坡線形；山脊線和山腰線，除結(jié)合地形不得已時采用較大的縱坡外，在可能條件下應(yīng)采用平緩的縱坡。

2.3 線形組合設(shè)計

從視覺心理分析的角度來看，若公路線形組合設(shè)計過于單調(diào)、枯燥，則在行車過程中視景無變化，從而較易導(dǎo)致司機產(chǎn)生疲勞，因此公路線形組合設(shè)計中應(yīng)當避免這種情況；但是對于交通比較錯綜復(fù)雜的路段則應(yīng)當考慮采用單調(diào)的線形組合。為調(diào)節(jié)單調(diào)的視覺，增進視線誘導(dǎo)，設(shè)計時可用劃行車道線、標志、綠化、注意與路旁建筑設(shè)施配合等方法來彌補。

公路線形組合應(yīng)當具有較好的視距條件。在公路縱面上插入凹形豎曲線，不僅改變了線形生硬、呆板的印象，而且還給予司機以動的視覺印象，提高了行車的舒適性。但在運用時，應(yīng)當避免采用較短的凹形豎曲線（一般以大于最小豎曲線半徑約3～4倍為宜），以避免產(chǎn)生折點；而且不要在兩個凹形豎曲線間插入短直線，因為直線組合后會在視覺上形成“虛假凸形豎曲線”的錯覺，若改為復(fù)曲線或合并成一個凹形豎曲線，視覺條件將得到改善。

對于公路線形中平曲線與直坡段的組合線形，一般只要平曲線半徑選擇適當、平面的直線與圓曲線組合恰當，在透視圖上顯示的視覺效果應(yīng)是良好的。汽車在這種路線上行駛，可以獲得較好的路旁景觀，且景觀逐步變化使駕駛員感覺新鮮，方向盤操縱舒適。但是，如果平曲線與直線組合不當（如斷背曲線），或半徑過小、直線長度過短等都將在視覺上產(chǎn)生折曲現(xiàn)象。組合時要注意平曲線半徑與縱坡度協(xié)調(diào)，同時還要注意合成縱坡的要求，避免急彎與陡坡重合。

3 結(jié)語

本文針對公路線形設(shè)計，提出線形設(shè)計者應(yīng)當充分兼顧考慮司機心理和汽車行駛力學等要求來設(shè)計，同時具體到如何處理好公路線形中的直線與曲線、平面與縱斷面的關(guān)系，以形成視覺好、順暢、良好的線形，確保行車安全。

[1]宋鵬舉，梅寶君.公路線形設(shè)計體會[J].黑龍江交通科技， 2007， 28（9）： 118-119.

[2]陳倫祥，邱宇.關(guān)于公路線形設(shè)計的幾點體會[J].建材與裝飾： 下旬刊， 2008，31（5）：31-33.