摘要：公路路線線形是公路的骨架，路線設(shè)計(jì)的好壞直接影響著整個公路路基、橋涵、交叉、沿線設(shè)施等構(gòu)造物的規(guī)模和投資。本文從小轉(zhuǎn)角、分離式隧道處的平面布線、公路平縱面線形的組合及緩和曲線長度的采用等方面探討了公路路線線性設(shè)計(jì)時應(yīng)注意的一些事項(xiàng)。
　　關(guān)鍵詞：公路路線；線性設(shè)計(jì)；注意事項(xiàng)
　　1、小轉(zhuǎn)角
　　公路平面線形中轉(zhuǎn)角在7°以下時，曲線長度就顯得比實(shí)際短，駕駛員容易產(chǎn)生急轉(zhuǎn)彎的錯覺而急忙轉(zhuǎn)向，造成行車事故轉(zhuǎn)角越小愈顯著在高等級公路平面線形設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量避免采用小轉(zhuǎn)角無論是紙上定線或是實(shí)地定線，采用小轉(zhuǎn)角是較簡單的布線方法，有些選線人員常以設(shè)置小轉(zhuǎn)角來解決定線中遇到的困難，而要取消一個小轉(zhuǎn)角常常要費(fèi)很大功夫，要反復(fù)移動前后的路線，有時還要增加一些工程對設(shè)計(jì)速度低的公路，小轉(zhuǎn)有對行車安全影響不太大，在工程艱路段個別小轉(zhuǎn)角是可以的但對設(shè)計(jì)速度高的公路設(shè)置小轉(zhuǎn)角一定要慎重，同時保證圓曲線的最小長度。
　　2、分離式隧道處的平面布線
　　高等級公路的路面較寬，隧道的凈寬也相應(yīng)較寬在高等級公路上的隧道多為分離式的，即在上、下行兩個方向上各建一座隧道，但在分離式隧道兩端的路基又多為整體式的，即上、下行雙向都在一個平面上分離式隧道相鄰間的凈距，與圍巖地質(zhì)條件、斷面形狀和尺寸、施工方法等因素而不同如111級圍巖，相鄰隧道間的最小凈距為2×B（B為隧道開挖斷面的寬度），雙向四車道的隧道，間距一般在30～50m之間。
　　如何將整體式路基的中線分為分離式路基的兩條中線，一般有兩種作法，一種是采用設(shè)置四個小轉(zhuǎn)角的簡單辦法，即在隧道分離前設(shè)置兩個小轉(zhuǎn)角，將中線分開，過隧道后又設(shè)置兩個小轉(zhuǎn)角，將中線合攏這種方法雖然方便易行，但明顯地降低了平面線形的標(biāo)準(zhǔn)，對行車安全十分不利；第二種作法是適當(dāng)扭動隧道軸線，延長或后退隧道兩端的轉(zhuǎn)角點(diǎn)，并在隧道兩端的轉(zhuǎn)角點(diǎn)外采用不同或相同的平曲線半徑，在曲線上將中線分開，這種方法雖在定線這程中有一定難度，但保證了平面線形的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
　　3、公路平縱面線形的組合
　　為保證汽車行駛的安全與舒適，應(yīng)把道平、縱、橫三面結(jié)合作為立體線形來分析研究平面與縱面線形的協(xié)調(diào)組合將能在視覺上自然地誘導(dǎo)司機(jī)的視線，并保持視覺的連續(xù)性保持豎曲線半徑和平曲線半徑大小的的均衡是線形設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，即平曲線半徑大時，豎曲線半徑也要相應(yīng)的大，均衡對視覺可獲得美學(xué)上的滿足，當(dāng)平面和縱面都對司機(jī)吸引力一樣時，司機(jī)的注意力就集中，汽車駕駛員和乘客對線形就會產(chǎn)生一種心曠神怡的感受平曲線和豎曲線達(dá)到均衡以后，不但線形順滑優(yōu)美，而且視覺良好，行車安全舒適平、縱曲線均衡，主要應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：
　　①選擇合宜的合成坡度。山區(qū)縱坡大的路段插入小半徑曲線，合成坡度過磊，對行車安全不利，車輛易出事故平原區(qū)，縱坡很小，平曲線變坡點(diǎn)附近的合成坡度過小，排水不利，妨礙高速行車，故一般不應(yīng)小于0.5°，考慮行車安全，在冬季路面有積雪、結(jié)冰的地區(qū)，和自然橫坡較陡峻的傍山路段，合成縱坡必須小于8°。
　　②平曲線與豎曲線對應(yīng)。平曲線應(yīng)包豎曲線能獲得行駛安全及平順優(yōu)美的線形，根據(jù)透視圖的分析研究，得出如下結(jié)論：平豎曲線頂點(diǎn)重合，為理想及滿意情況；平豎曲線頂點(diǎn)錯開l/4，為較滿意情況；平豎曲線頂點(diǎn)錯開l/2，為很差情況配合得好的線形是豎曲線起迄點(diǎn)最好分別放在兩個緩和曲線中間，其中任一點(diǎn)都不要放在緩和曲線以外的直線上，也不要放在圓弧段之內(nèi)若做不到豎曲線與平曲線較好的配合，且兩者半徑都小于某限度時，寧可把平豎曲線錯開相當(dāng)距離，使平曲線位于直線坡段上或豎曲線位于直線上。
　　③平豎曲線半徑大小要均衡，避免線形突變。研究認(rèn)為：當(dāng)平曲線半徑在1000m以下時，豎曲線半徑宜為平曲線半徑的15～20倍，此時可獲得視覺與工程費(fèi)用經(jīng)濟(jì)的平衡。道路線形設(shè)計(jì)時要避免線形的突變，并以順適的線形連接與配合平縱面線形的組臺應(yīng)避免下列情況：凸線豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部，不得插入小半徑平曲線；凸線豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部，不得與反向曲線的拐點(diǎn)重合；直線上的縱面線形不應(yīng)反復(fù)凹凸，避免出現(xiàn)使司機(jī)視覺中斷的線形，如駝峰、暗凹、跳躍等；長直線或長陡坡的頂端避免小半徑的曲線；相鄰坡段的縱坡及相鄰曲線的半徑不宜相差懸殊；道路各幾何部分的尺寸應(yīng)圓滑漸變。
　　4、緩和曲線長度的采用
　　直線、圓曲線、緩和曲線是公路平面線形的主要組成要素，當(dāng)汽車行駛在公路上時，從直線進(jìn)人圓曲線，駕駛員應(yīng)逐漸改變前輪的轉(zhuǎn)向角，使其適應(yīng)相應(yīng)半徑的圓曲線，前輪的逐漸轉(zhuǎn)向是在進(jìn)人圓曲線前的某一路段內(nèi)完成的在直線上半徑無窮大，圓曲線半徑為R，從直線過渡到圓曲線，汽車的行駛曲率是不斷變化的，這一變化路段即為緩和曲線段。
　　目前在公路線形設(shè)計(jì)中，一些設(shè)計(jì)人員對緩和曲線的采用存在幾種不同的情況：有的只采用《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的的最小緩和曲線長度，有的考慮視覺需要而采用R/9的緩曲長度；還有個別不考慮地形、地物的實(shí)際情況，采用過長的緩和曲線，因而增大了工程規(guī)模，提高了造價。筆者結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范和工作實(shí)踐，認(rèn)為決定緩和曲線長度的因素如下：
　　①離心加速度的變化率所需的長度。離心加速度從直線上的零增加到進(jìn)人圓曲線時的最大值，離心加速度變化率應(yīng)限制在使汽車駕駛員和乘客都感到舒適的范圍內(nèi)，離心加速度變化率一般為P=0.5～0.6（m/s3），緩和曲線長度Lh=0.036V3/R（m），速度單位V（Km/h）緩和曲線長度與行車速度成正比，與平曲線半徑成反比，即平線半徑越小，緩和曲線愈長。
　　②駕駛員操作方向盤所需的反應(yīng)時間。一般駕駛員操作汽車方向盤所需要的時間，世界多數(shù)國家按行車速度行程式的3～5s距離考慮，我國《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》按計(jì)算行車速度3s行程距離確定緩和曲線最小長度，Lh=Vt=0.83V（m）這個長度與行車速度成正比，速度越大，緩和曲線愈長，相對來說也是與平曲線半徑成正比，因速度越高，平曲線半徑也愈大。
　　③視覺和線形景觀所需的長度。回旋曲線的基本公式為RLh=A2（A為回旋參數(shù)），也是曲線半徑R越大，回旋曲線Lh越短，即長度與平曲線半徑成反比但是，為了滿足視覺和景觀的需要而導(dǎo)入R/3≤A≤R的條件式，即回旋曲線的參數(shù)必須大于R/3和小于R時才能滿足視覺和景觀的要求，這時回旋曲線的長度Lh=R/9～R，這時線形舒順協(xié)調(diào)，也就是說平曲線半徑越大，回旋線愈長，其長度與平曲線半徑成正比。
　　回旋曲線能能適應(yīng)各種地形、地物條件，對圓曲線或直線都不能適應(yīng)的地形、地物情況下，選取適當(dāng)?shù)幕匦€，能較好的滿足約束條件，使線形較好的滿足各方面的限制條件在具體設(shè)計(jì)中，如何正確合理的采用緩和曲線長度呢？個人認(rèn)為《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的緩和曲線最小長度和超高緩和率所需的緩和曲線長度，在任何情況下都必須滿足如視覺誘導(dǎo)需要，而又不過分增加工程，可采用按視覺條件要求的緩和曲線長度，一般根據(jù)計(jì)算比較取最大值地形、地物特殊需要時，可根據(jù)實(shí)際情況采用較長的緩和曲線緩和曲線長度除滿足要求的最小值外，考慮線形組合要求，圓曲線長度Ly與級和曲線長度Lh之間的大小最好滿足Lh：Ly：Lh=l：l：l：l或l：2：1為宜，以保證線形組合的協(xié)調(diào)、均衡。