馮玲軍
(新疆立弓交通勘察設計研究院,新疆 烏魯木齊 830000)
近年來,隨著我國城市化進程的不斷加快,公路施工大量進行。在公路施工過程中,公路路線的設計直接影響該路線的使用價值,關系到地區(qū)、城市的社會效益和經(jīng)濟效益。在當今社會中,交通堵塞、環(huán)境污染、交通事故等大多是由公路路線設計不合理引起的,可見,公路路線的合理設計至關重要。因此,在進行公路路線設計時,要充分結合影響施工質量及公路使用價值的各種因素,從環(huán)保、美觀、安全舒適等多個角度進行公路路線設計。
環(huán)境直接關系到一個國家當前及未來的發(fā)展,是國家發(fā)展的重要影響因素。因此,在進行公路路線設計時,要充分考慮地區(qū)的環(huán)境,從維護環(huán)境的角度出發(fā),處理好公路路線設計與環(huán)境之間的關系,科學設計公路路線,將公路施工對當?shù)丨h(huán)境的影響降到最低水平,維護好當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境,這符合當前社會經(jīng)濟發(fā)展的要求,也符合環(huán)境保護的要求。另外,從我國當前的基本國情出發(fā),我國的人口與耕地矛盾日益突出,耕地資源極度稀缺,因此,在進行公路路線設計時,要統(tǒng)籌好公路與耕地之間的關系,科學設計公路路線及施工方案,將公路路線對耕地資源的占用降至最低水平,以有效保護我國的耕地資源。
在公路施工時,通常會面對多種地理環(huán)境,施工環(huán)境復雜,要求設計人員統(tǒng)籌好地理環(huán)境與公路施工的關系,從公路施工整體出發(fā),做好公路路線交叉點以及公路曲線的設計,對公路面坡度進行科學計算,進而有效提高公路設計和施工的質量。
在公路長直路線設計中,從安全角度出發(fā),通常規(guī)定公路長直路線的長度不得超過公路設計時速的20倍。在以往的公路路線設計中,人們大都認為公路直線路線越長越好,因為兩點之間直線最短,公路的直線設計可以有效降低公路的施工成本,同時能夠有效提高公路的運營能力,進而實現(xiàn)公路經(jīng)濟效益的最大化,然而,多年的實踐證明,司機在長直路線駕駛,通常會不由自主地加速,同時,長時間的直線駕駛會使司機對長直路線產(chǎn)生視覺疲勞,這是造成長直路線交通事故的最主要的原因。為有效防止該類事故的出現(xiàn),許多國家對長直路線的長度做了規(guī)定,例如,法國公路設計明確規(guī)定,在長直路線設計中,路線長度不得超過路線設計時速的20倍;美國采取加寬公路中間隔離帶的措施來有效防止事故的發(fā)生。從節(jié)約耕地資源的角度出發(fā),我國規(guī)定公路長直路線的長度不得超過公路設計時速的20倍。
在駕駛過程中,同向曲線之間的距離過小,會使得司機產(chǎn)生錯覺,易將兩端曲線和直線看成反向彎曲,這對于司機的正常駕駛十分不利。因此,在公路短直路線的設計中,要求同向曲線之間的短直路線長度不得低于公路設計時速的6倍。出于人性化考慮,在短直路線設計中,要盡可能在路段間安放提示性標牌。
汽車在彎曲路面行駛過程中,會受到向心力的作用,向心力過大會造成汽車的側翻。為有效防止這一事故的發(fā)生,在公路路線設計中,要處理好公路平曲面半徑的問題,通常根據(jù)公路設計時速確定公路平曲面半徑。研究表明,在100km的時速下,所受到的橫向力系數(shù)為0.045,在120km的時速下,所受到的橫向力系數(shù)為0.085,遠遠超過了一般值,這對于汽車的正常行駛極其不利,實踐表明,平曲面路段長度小于5 000m的要設置超高。
在正常行駛過程中,路面的坡度會極大增加汽車所受到的阻力,影響汽車的正常行駛。由于汽車需要提高牽引力來克服阻力,因此,行車速度會在一定程度上降低,較長坡面的公路會造成汽車運轉不暢,水箱沸騰,嚴重的會導致汽車發(fā)動機熄火,極易引發(fā)交通事故;在下坡路段,長期的汽車制動也會引發(fā)發(fā)動機熄火,極易造成嚴重的交通事故。為有效杜絕這一事故的發(fā)生,在公路路線設計中,對公路路面的坡度做了相關的規(guī)定。規(guī)定要求,在設計時速為100km的路段,路面坡度不得超過4%;在設計時速為80km的路段,路面坡度不得超過5%。另外,在坡度路面行駛過程中,坡點過多會使得汽車在行駛過程中出現(xiàn)顛簸的情況,路面舒適度降低。為有效防止這一現(xiàn)象,在公路路線設計中明確規(guī)定,在設計時速為100km的路段,其坡長不得小于250m,在設計時速為80km的路段,其坡長不得小于200m。
在汽車轉彎過程中,會受到向心力的作用,向心力過大會造成汽車側翻。因此,在公路彎道設計過程中,要注意路面坡度及曲道半徑的設計。研究表明,在設計時速為100km的路段,公路彎道曲面的坡度要控制在5%左右,設計時速為80km的路段,公路彎道曲面的坡度要控制在4%左右。
兩點之間,直線最短。為有效控制公路施工成本,在公路路線設計中,通常重視公路直線路段的設計,公路直線路段的設計在降低施工成本的同時,還能夠極大拓寬司機的視野,對于防止交通事故具有積極意義。但是,重視公路直線設計并不是將直線作為公路的唯一設計線形。大量的事實證明,長時間的直線駕駛,單一的道路風景會使得司機在行駛過程中產(chǎn)生視覺疲勞,產(chǎn)生錯覺,看不清路標,這會使得汽車在進入直線路段尾端時,仍然保持較高的時速,一旦遇到突發(fā)情況,極易引發(fā)嚴重的交通事故。因此,在公路路線設計中,要注意對這一現(xiàn)象的防范,路線設計不能夠無限延長,直線長度要在科學的長度范圍內。調查發(fā)現(xiàn),我國的高速公路路線設計存在著直線段超長的問題,直線路段普遍超過了6km,長的甚至超過了10km。每年由視覺疲勞造成的交通事故在總交通事故中所占的比重極大。
此外,在進行山區(qū)公路直線設計時,由于其地形復雜,直線形的路線設計在施工過程中需要進行大橋建設、隧道挖掘等,這會極大提高公路施工的工程量,提高公路施工成本,不利于公路施工的成本控制。
因此,在公路直線路段設計時,要綜合多方面因素,充分考慮經(jīng)濟、安全、環(huán)保等因素,合理設計公路直線路段,一般要求直線路段的長度要嚴格控制在公路設計時速的20倍以下。
在公路設計過程中,受到地形地勢的影響,或多或少都要進行公路緩和曲線的設計。所謂公路緩和曲線是指在直線路段與圓曲線之間的連接曲線,緩和曲線的曲率是連續(xù)變化的。在公路緩和曲線設計過程中,要結合公路實際施工情況,包括施工地形條件等,對公路緩和曲線的長度合理取值,協(xié)調好緩和路段與曲線之間的連接、搭配關系,提高公路的設計質量。公路緩和曲線的長度要以公路行駛軌跡和公路運行順暢為根本前提,加強公路緩和曲線的美感設計,在確保公路設計科學性的前提之下,不斷提高公路設計的舒適度和人性化。
在以往的公路路線設計中,對公路緩和曲線固定段位通常設置公路超高。公路超高的設置會給公路橋梁的設置、設計施工帶來一定程度的影響,不利于施工的進行。例如,個別工程將公路超高段位設置在橋梁中間,這會使得橋梁面出現(xiàn)扭曲變化,對行車安全造成嚴重危害。針對這種情況,就要求對公路超高設置進行優(yōu)化,最好將公路超高設置在橋頭,這樣可以有效緩解橋梁扭曲變化,提高公路的使用質量。
公路建設在經(jīng)濟活動中發(fā)揮著至關重要的作用,它對于提高人們生活水平,推動經(jīng)濟發(fā)展有著積極意義。在公路路線設計過程中,要充分考慮多種影響因素,統(tǒng)籌好公路與環(huán)境、安全、美觀以及舒適等方面的關系,此外,還要加強對公路路線各項指標的檢驗,不斷優(yōu)化公路路線設計,切實做到公路設計的安全、環(huán)保以及人性化,提高運行安全。
[1] 田禹.公路路線設計中應注意的幾點問題[J].科技創(chuàng)新與應用,2012(5Z):159.
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