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        公路路線設(shè)計的可靠性論述

        2016-12-28 14:45:28陳琪卻瑞鋒
        中國科技縱橫 2016年20期
        關(guān)鍵詞:公路

        陳琪++卻瑞鋒

        【摘 要】公路路線設(shè)計,是公路建設(shè)的核心,用于確保公路運(yùn)營的安全性。公路路線設(shè)計中,要保障舒適與合理,確保公路路線的質(zhì)量,以免影響公路的行車安全。公路路線設(shè)計非常注重可靠性,完善設(shè)計的過程,最主要的是實(shí)現(xiàn)路線設(shè)計的合理與科學(xué)。本文主要探討公路路線設(shè)計可靠性相關(guān)的內(nèi)容。

        【關(guān)鍵詞】公路 路線 可靠性

        公路建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展,增加了公路設(shè)計的壓力,為了保障公路的性能與質(zhì)量,需規(guī)范設(shè)計公路路線,注重可靠性運(yùn)用,以此來提高公路路線設(shè)計的水平,避免影響公路的安全通行。公路路線設(shè)計中,應(yīng)充分考慮多項因素,包括環(huán)境、成本、地形等,優(yōu)化公路路線的設(shè)計方案及實(shí)施環(huán)境,從根本上提高公路路線的設(shè)計水平。

        1 公路路線設(shè)計的可靠性

        1.1 可靠度、失效概率

        可靠度β與失效概率Pf,是公路路線設(shè)計可靠性中的關(guān)鍵因素,目的是反饋路線設(shè)計的狀態(tài),在極限的狀態(tài)下,利用函數(shù)計算的方法,得出可靠度和失效概率的數(shù)據(jù)[1]??煽慷?、失效概率中的功能函數(shù),可直接應(yīng)用到公路路線設(shè)計以及駕駛期望值內(nèi)。根據(jù)公路路線的可靠度與失效概率要求,選擇隨機(jī)變量,計算出概率密度函數(shù),保持隨機(jī)變量與參數(shù)之間的獨(dú)立性,表達(dá)路線設(shè)計的極限方程。例如:公式Z=g(S,D)=S-D,式中,Z=功能函數(shù)、S=隨機(jī)變量、D=駕駛期望參數(shù),S與D獨(dú)立,其可分為三類表述,即(1)Z=0,公路路線設(shè)計為極限狀態(tài);(2)Z>0,公路路線設(shè)計達(dá)到功能需求;(3)Z<0,公路路線設(shè)計未達(dá)到功能標(biāo)準(zhǔn),也就是設(shè)計處于失效的狀態(tài)。可靠度與失效概率,存在一定的關(guān)系,表述了公路路線設(shè)計表征破壞的概率,如下圖1所示,其為可靠度與失效概率的關(guān)系,其中陰面的面積越小,表示失效概率越小,陰面的面積越大,表示失效概率越大,可靠性越小。

        1.2 可靠度計算

        公路路線設(shè)計中的可靠度計算,采用一次二階矩法、蒙特卡羅模擬法和直接積分法[2]。以一次二階矩法為例,分析其在可靠度計算上的運(yùn)用。一次二階矩法在可靠度計算中,可以不考慮基本變量的影響,將基本變量實(shí)行統(tǒng)計、分析,通過基本變量的平均值、標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行統(tǒng)計,把極限函數(shù)設(shè)計在平均值位置,采取線性化處理,得出最終的可靠度數(shù)據(jù)。例如:城市平面全無控制的交叉口,車輛在交叉口的位置,駕駛員需要在距離沖突點(diǎn)合適的距離位置,采取駕駛決策,而駕駛員的決策,基本是根據(jù)交叉口視距判斷的,所以在公路線路設(shè)計時,需要保證良好的交叉口視距,可在交叉口位置,規(guī)劃出潛在障礙物的范圍,計算視距良好狀態(tài)下,車輛的行駛以及剎車反應(yīng),防止車輛在公路路線行駛中發(fā)生沖突,該案例中涉及到停車視距的可靠度,用于推算出視距的可靠指標(biāo)。

        2 公路路線設(shè)計的內(nèi)容

        2.1 平面設(shè)計

        公路路線的平面設(shè)計,主要用在穿越區(qū)域內(nèi),重點(diǎn)規(guī)劃好路線的鋪面。公路路線平面設(shè)計,要保持連續(xù)性,根據(jù)不同等級的公路,設(shè)計好曲線轉(zhuǎn)角并敷設(shè),可控制在8~30°,相鄰的曲線之間,還要實(shí)行轉(zhuǎn)角的控制,專門規(guī)劃出連接曲線的直線段,調(diào)整曲線的S型,平面的立體交叉口位置,采用規(guī)范的技術(shù)指標(biāo)。

        2.2 縱斷面設(shè)計

        縱斷面是指直線、豎曲線兩類,直線設(shè)計代表了公路路線斷面的上下坡的高度,公路路線的坡度轉(zhuǎn)折位置,就需要用豎曲線代表,如:圓曲線、拋物線。縱斷面設(shè)計,要著重考慮豎曲線的運(yùn)用,把控好坡度起伏、填挖平衡和低洼區(qū)域,以免影響縱斷面的設(shè)計效果。

        2.3 橫斷面設(shè)計

        橫斷面設(shè)計時,要按照公路設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,綜合設(shè)計公路限速和基本的等級,保持路面的寬度。橫斷面上設(shè)計出交通指標(biāo)、環(huán)境因素等,保障公路橫斷面的安全與效益。公路的橫斷面設(shè)計,需要在最大限度上,減少路堤的高度,促使公路路線與周圍環(huán)境能夠和諧。橫斷面設(shè)計中的因素很多,包括排水體系、工程地質(zhì)、整體路基等,都要達(dá)到規(guī)范設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。

        2.4 初步設(shè)計

        公路路線初步設(shè)計內(nèi),擬定出選線的方式,確定路線的范圍。分析初步設(shè)計的原則,如:了解公路路線周圍的環(huán)境,尤其是城鎮(zhèn)布局與經(jīng)濟(jì)規(guī)劃,最大限度的提高周圍經(jīng)濟(jì)的發(fā)展能力,權(quán)衡公路的整體效益,一方面科學(xué)的設(shè)計公路路線的初步方案,另一方面保護(hù)線路周圍的環(huán)境。

        2.5 技術(shù)設(shè)計

        公路路線的技術(shù)設(shè)計,是指對公路路線的進(jìn)一步設(shè)計,規(guī)劃出公路的重點(diǎn)與難點(diǎn)內(nèi)容,控制好公路路線的選址,勘察水文、地質(zhì)等情況,針對有隧道、橋梁的地方,實(shí)行加固處理,預(yù)先了解后,才能規(guī)劃公路路線的設(shè)計過程,掌握路線的設(shè)計關(guān)鍵,改善特殊地區(qū)的路線設(shè)計,注重相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用。

        3 公路路線設(shè)計的注意事項

        分析公路路線設(shè)計的注意事項,如:(1)公路路線設(shè)計注重質(zhì)量控制,實(shí)施規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計方法,保障公路路線的質(zhì)量,在地形比較復(fù)雜的地方,注意平面、線性和超高等設(shè)計,維護(hù)公路路線設(shè)計的可靠性;(2)整體與局部的注意事項,站在全局的角度上,規(guī)范出局部的細(xì)節(jié),確保整體與局部結(jié)構(gòu)的最佳狀態(tài),由此才能提高公路路線設(shè)計的可靠度,規(guī)避潛在的缺陷;(3)注意多項方案的比較與應(yīng)用,公路路線設(shè)計,不能僅僅依靠一種方案,而是要采取多方案比選的方法,找出公路路線的最佳設(shè)計方案,用于提高公路路線的經(jīng)濟(jì)性和可靠度,完善公路路線的運(yùn)行環(huán)境,保證方案與設(shè)計項目的相符性,杜絕設(shè)計與方案出現(xiàn)矛盾。

        4 結(jié)語

        公路路線設(shè)計中的因素比較多,做好可靠性的設(shè)計方法,規(guī)范設(shè)計的內(nèi)容,注意好相關(guān)的事項,滿足公路路線的運(yùn)用。公路路線設(shè)計要采取靈活的設(shè)計方法,以便實(shí)現(xiàn)可靠性,確保路線設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性和安全度,體現(xiàn)出公路路線設(shè)計可靠性的優(yōu)勢,強(qiáng)化公路路線設(shè)計的控制力度,發(fā)揮路線設(shè)計可靠性的優(yōu)勢與價值。

        參考文獻(xiàn):

        [1]羅華松,李兵.公路路線設(shè)計可靠性研究[J].建筑知識,2010,20:1-2.

        [2]趙慶平.公路路線設(shè)計及應(yīng)注意的問題[J].科技視界,2015,16:267+295.

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