張 利

(四川華杰工程勘察設(shè)計有限公司，四川成都 610041)

西部山區(qū)，地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，給公路設(shè)計工作帶來困難，特別是低等級公路，還受工程造價限制，合理的設(shè)計不僅技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理，還需保證行車安全，本文結(jié)合工程實(shí)例，重點(diǎn)介紹了路線設(shè)計及安全設(shè)施要點(diǎn)。

1 山區(qū)公路路線設(shè)計

1.1 平面設(shè)計

公路平面線形由直線、圓曲線和緩和曲線三種線形要素組成。

直線作為公路平面線形的基本要素之一，在選線、定線時被廣泛采用。規(guī)范規(guī)定直線的長度不宜過長，兩圓曲線間以直線徑相連接時，直線的長度不宜過短。設(shè)計速度大于或等于60 km/h時，同向圓曲線間的最小直線長度以不小于設(shè)計速度的6倍為宜；反向圓曲線間的最小直線長度以不小于設(shè)計速度的2倍為宜。設(shè)計速度小于或等于40 km/h時，可參照上述規(guī)定執(zhí)行。

在實(shí)際運(yùn)用時，因山區(qū)地形復(fù)雜，曲線間的直線長度較難滿足要求，設(shè)計時若為滿足指標(biāo)要求而形成大填大挖，造成工程量增加，自然環(huán)境破壞，則為不可取的設(shè)計方案。一般情況，設(shè)計速度小于或等于40 km/h時，同向曲線間直線最小長度可采用2V，反向曲線間直線最小長度可采用1V。

圓曲線是平面線形中常用的要素。公路平面不論轉(zhuǎn)角大小，均應(yīng)設(shè)置圓曲線。規(guī)范規(guī)定了圓曲線最大半徑、不設(shè)超高的圓曲線最小半徑、圓曲線最小半徑一般值及不同最大超高值對應(yīng)的圓曲線最小半徑極限值。設(shè)置圓曲線時應(yīng)與地形相適應(yīng)，宜采用超高為2 %～4 %對應(yīng)的圓曲線半徑。但山區(qū)受地形、地質(zhì)、生態(tài)等自然條件限制，在實(shí)際運(yùn)用時，為了線形與地形更好地結(jié)合，減小工程規(guī)模，可以采用最小半徑一般值進(jìn)行設(shè)計，在地形條件特殊困難路段，在保證前后線形協(xié)調(diào)均衡，視距良好，并設(shè)置必要的安全設(shè)施，也可采用最小半徑極限值。

為使公路平曲線中的圓曲線與直線之間實(shí)現(xiàn)順適的銜接過渡，直線與小于不設(shè)超高最小半徑的圓曲線相銜接處，應(yīng)設(shè)置緩和曲線，緩和曲線采用回旋線，四級公路由于設(shè)計速度低可不設(shè)，但應(yīng)設(shè)置超高、加寬過渡段。規(guī)范規(guī)定了回旋線最小長度，在實(shí)際運(yùn)用時，回旋線還應(yīng)滿足超高、加寬過渡段長度要求?；匦€參數(shù)宜依據(jù)地形條件及線形要求確定。

三、四級公路越嶺線中，在自然展線無法爭取需要的距離以克服高差，或因地形、地質(zhì)條件所限不能采取自然展線時，可采用設(shè)置回頭曲線進(jìn)行展線。

平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、均衡，并與地形相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。平曲線應(yīng)有足夠的長度，實(shí)際運(yùn)用時，圓曲線最小長度一般按不小于3S行程長度考慮，小偏角平曲線長度還應(yīng)按規(guī)范要求單獨(dú)設(shè)置。

山區(qū)公路平面線形的組合實(shí)際運(yùn)用中常采用基本型、S形及卵形組合，對于地形條件受到限制或特殊困難時可考慮采用凸形。

1.2 縱斷面設(shè)計

山區(qū)公路大多需克服較大高差，縱斷面設(shè)計工作是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容。

規(guī)范規(guī)定了最大縱坡、最小縱坡、最小坡長、不同縱坡的最大坡長及緩坡，此外，越嶺路線連續(xù)上、下坡路段還規(guī)定了平均縱坡。對于設(shè)置超高路段還規(guī)定了合成坡度。為保證行車安全、舒適、緩和沖擊及視距要求，還規(guī)定了豎曲線最小半徑和最小長度。

設(shè)計時一般先確定控制點(diǎn)，如越嶺埡口、路線起終點(diǎn)等控制點(diǎn)，根據(jù)縱坡要求進(jìn)行拉坡設(shè)計，坡度、坡長需反復(fù)試坡、調(diào)整，主要根據(jù)地形條件，本著避免高填深挖，盡量填挖平衡，平、縱線形相協(xié)調(diào)的原則，確定變坡點(diǎn)位置，最終確定坡度線，縱坡、坡長、平均縱坡等指標(biāo)及橫斷面經(jīng)檢驗(yàn)后即可定坡，最后設(shè)置豎曲線半徑。

山區(qū)公路受地形等限制，常采用長徒縱坡。長徒縱坡路段是發(fā)生交通安全事故的主要路段之一，設(shè)計時主要通過控制平均縱度、設(shè)置安全設(shè)施等措施解決。

1.3 橫斷面設(shè)計

橫斷面形式及組成主要根據(jù)公路等級及設(shè)計速度確定。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行超高、加寬設(shè)計。

行車視距是否充分，直接關(guān)系到行車的安全，它是公路使用質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。為保證行車視距，縱斷面主要通過豎曲線半徑進(jìn)行控制，平面則主要根據(jù)視距包絡(luò)圖，通過橫斷面開挖視距臺或清除障礙物等進(jìn)行處理。

2 公路安全設(shè)施要點(diǎn)

山區(qū)公路地形復(fù)雜，平、縱指標(biāo)較低，線形差，容易發(fā)生交通安全事故，因此，在路線線形和視距滿足要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計時還應(yīng)設(shè)置必需的安全設(shè)施，并加強(qiáng)管理。

2.1 交通安全設(shè)施

公路應(yīng)設(shè)置規(guī)范完善的標(biāo)志、標(biāo)線，并配置必需的視線誘導(dǎo)設(shè)施，凸面鏡等；橋梁與高路堤等路段設(shè)置路側(cè)護(hù)欄。

為防止連續(xù)長、陡下坡路段車輛在行駛中速度失控而造成事故，可考慮在公路右側(cè)視距良好的適當(dāng)位置設(shè)置避險車道，但應(yīng)結(jié)合交通安全性評價論證是否設(shè)置。

2.2 服務(wù)設(shè)施

停車區(qū)作為公路沿線設(shè)施中重要的組成部分，可供車輛停放，駕乘人員休息，對行車安全起到重要的保障作用。

山區(qū)公路連續(xù)長、陡下坡路段容易引起汽車制動失靈，引發(fā)安全事故，停車區(qū)則可供汽車停車降溫和駕駛員休息。

因山區(qū)公路的地理位置，一般景色較優(yōu)美，常結(jié)合停車區(qū)的布設(shè)設(shè)置觀景臺。停車區(qū)與觀景臺宜設(shè)置在視距、線形良好的路段，并設(shè)置相應(yīng)的交通安全設(shè)施，充分考慮停車安全。

2.3 管理養(yǎng)護(hù)設(shè)施

為保障公路交通安全，還應(yīng)進(jìn)行運(yùn)營管理及養(yǎng)護(hù)。

相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)營管理，提高認(rèn)識，加強(qiáng)教育，嚴(yán)禁違法、違規(guī)超載等現(xiàn)象；加強(qiáng)公路養(yǎng)護(hù)工作，保持公路及沿線設(shè)施具有良好的技術(shù)狀況。

3 工程設(shè)計實(shí)例

選取四川地區(qū)某山區(qū)公路作為工程實(shí)例進(jìn)行分析，該公路為四級公路，設(shè)計時速20 km/h，路基寬度6.5 m,瀝青混凝土路面。

項(xiàng)目地處青藏高原東緣，屬橫斷山脈北東段牦牛山區(qū)，為典型山嶺地貌工程。路線起點(diǎn)—K13段主要為河谷階地，K13—K21+500段為山地,其中K19+410處為埡口，K21+500—路線終點(diǎn)段主要為河谷階地及山前平原，路線需翻過埡口，為越嶺線(圖1)。

圖1 路線走向

3.1 平面設(shè)計

根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并考慮提高線形，平面采用了直線、圓曲線和回旋線三種基本線形要素。

同向曲線間直線最小長度按不小于40 m(2V)控制，其中最小直線長度為40.091 m，全線滿足2V要求的共計13處。反向曲線間直線最小長度按不小于20 m(1V)控制，其中最小直線長度為20.076 m，全線滿足1V要求的共計17處。直線最小長度的運(yùn)用減小了工程規(guī)模。

一般路段圓曲線最小半徑為20 m。小半徑圓曲線主要設(shè)置在山脊及山坳位置，減少土石方開挖及支擋構(gòu)造物。

本項(xiàng)目為四級公路，可不設(shè)回旋線，考慮到線形連續(xù)，全線設(shè)置回旋線，其中不設(shè)回旋線的圓曲線最小半徑按150 m控制?；匦€最小長度為20 m，同時各段還需滿足超高、加寬過渡長度要求。

K19+410為埡口，路線起點(diǎn)側(cè)山坡高差較大，設(shè)置多組回頭曲線展線?；仡^曲線圓曲線半徑采用15 m。

本項(xiàng)目平曲線根據(jù)地形及周圍環(huán)境采用了基本型、S形和卵形三種平面線形進(jìn)行設(shè)計。

3.2 縱斷面設(shè)計

路線起點(diǎn)高程2 088.708 m，埡口K19+410高程2 933.228 m，路線終點(diǎn)高程2 653.634 m，全線高程在2 000～3 000 m范圍內(nèi)。考慮到冬季路面有積雪可能，合成坡度按8 %控制，全線最大縱坡7.7 %，最小縱坡0.3 %，最小坡長60 m，最小凸型豎曲線半徑450 m，凹形豎曲線半徑500 m，豎曲線最小長度20.5 m。

本項(xiàng)目埡口兩側(cè)基本上均為連續(xù)上、下坡路段，為保證行車安全，平均縱坡控制在5.0 %以內(nèi)；埡口路線起點(diǎn)側(cè)山坡高差較大，直接通過自然展線則平均縱坡較大，設(shè)計時利用有利地形設(shè)置多組回頭曲線展線，起點(diǎn)—埡口段，長19 296.610 m，高差844.981 m，平均縱坡4.38 %；埡口路線終點(diǎn)側(cè)山坡高差較小，順著地形自然展線，埡口—終點(diǎn)段，長9 775.844 m，高差-280.055 m，路線平均縱坡-2.86 %；此外，任意連續(xù)3 km路段的平均縱坡均控制在5.5 %內(nèi)。

3.3 交通安全設(shè)施設(shè)計

本項(xiàng)目為四級公路，按規(guī)范要求設(shè)置有警告、禁令和指路標(biāo)志；標(biāo)線設(shè)置有對向車行道分界線、車行道邊緣線、減速讓行線、導(dǎo)向箭頭等交通標(biāo)線，在急彎、反向彎路、連續(xù)彎路、長下、陡坡路段，設(shè)置橫向減速標(biāo)線，采用熱熔型振動標(biāo)線，此外，圓曲線半徑小于30 m路段，車行道分界線、車行道邊緣線設(shè)置為縱向振蕩標(biāo)線；路側(cè)護(hù)欄設(shè)置C級波形梁護(hù)欄，正常路段采用Gr-C-4C和Gr-C-4E，圓曲線半徑小于30 m路段采用Gr-C-2C和Gr-C-2E；在視距不良、急彎或連續(xù)彎等路段設(shè)置線形誘導(dǎo)標(biāo)及輪廓標(biāo)；在回頭曲線外側(cè)設(shè)置凸面鏡，擴(kuò)大視野。

本項(xiàng)目通過警示、限速、誘導(dǎo)的措施并備置路側(cè)護(hù)欄設(shè)施，保證行車安全，改善公路行車環(huán)境。

3.4 停車區(qū)及觀景臺設(shè)計

為保證下坡方向車輛行駛安全，本項(xiàng)目結(jié)合地形條件，設(shè)置了4處停車區(qū)和觀景臺，供車輛臨時停放，駐足觀景。

停車區(qū)采用整體簡易形式，主線縱坡不大于3 %。停車區(qū)進(jìn)、出口設(shè)置減、加速段，長20 m，漸變率1/5；中間設(shè)置貫穿車道，車道寬3.5 m，貫穿車道與主線車道之間設(shè)置0.5 m寬分隔帶，用路面標(biāo)線區(qū)分；外側(cè)設(shè)置10 m寬停車場及觀景平臺(圖2)。

4 結(jié)束語

山區(qū)公路設(shè)計過程中，應(yīng)充分利用地形，合理選用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不過分追求線形指標(biāo)，降低工程規(guī)模，減小對自然環(huán)境的影響；應(yīng)規(guī)范進(jìn)行縱斷面設(shè)計，通過展線，降低高差，控制平均縱坡，通過設(shè)置規(guī)范合理的交通安全設(shè)施及合理的停車區(qū)，保證行車安全，提高公路服務(wù)水平。

圖2 停車區(qū)平面布置