浅析山区高速公路设计.doc

... ... 浅析山区高速公路设计 摘要：山区公路的环境载体主要是自然环境和地质环 境，对于设计人员来说，如何因地制宜，充分考虑行车安全 和环保要求，设计出一条投资小、质量高、破坏小的高等级 公路是我们追求的目标。本文就山区高等级公路的设计，从 平、纵、横三个方面提出设计理念。 关键词：山区公路；平纵横设计；设计理念 1 引言 由于山区公路的地形复杂，地质环境脆弱，和线性指标 的要求，不可避免的高填深挖，桥梁与隧道工程的建设，这 不仅增加了公路建设的投资，但也造成了自然环境的严重破 坏，此外，它是不是也可以诱发和加剧各种地质灾害，甚至 给运营阶段留下严重的安全隐患。 随着以人为本和环境保护理念的提升，山区公路的勘察 设计、施工和运营等方面对安全和环保的要求也越来越高。 2 平面设计 平面设计是决定一条公路路线质量成功与否的关健。因 此，在设计时，注重平面设计，对于降低造价，减少破坏生 态环境以及后期运营维护均有较大的意义。山区高速公路的 设计速度一般为 80km/h，一级公路设计速度一般为 60km/h ， 而在二级、三级、四级公路的设计速度可分别采用 60km/h 、 40km/h、20km/h。 在山区公路设计时，一味的追求高指标和生搬硬套规范 规定值，不仅会增加工程量和项目投资，另外还会对生态环 境造成不必要的破坏。对于技术指标可以分为主要指标和次 要指标：主要指标一般由很多影响事项和计算参数确定，凡 涉及安全性的指标，或者计算参数要严格执行的，要尽量采 用高指标； 次要指标一般是在满足安全的基础上， 灵活掌握， 可采用低值或极限指标，甚至可以适当突破。例如， 《公路 路线设计规范》JTG D20―2006 中 7.2.2 条规定， 当设计速度 ≥ 60km/h 时，同向曲线间最小直线长度以不小于设计速度的 6 倍为宜；反向曲线间最小直线长度以不小于设计速度的 2 倍为宜。汽车从直线行驶到曲线，考虑到缓和曲线段的超高 加宽长度与直线长度的关系较小；从汽车运行、磨耗及舒适 性来讲，较长的缓和曲线对行车更为有利。当条件受限时， 需在两同向圆曲线间设置小于 6V 的直线段时，可采取一些 改善措施，如： （1）在满足行车视距的前提下，采取借用曲 线内侧山丘地形或人工种植遮挡性树木等手段，避免两曲线 和中间直线同时进入驾驶人的视野。 （2）中间直线段上尽量避免设凹型竖曲线，以避反弯 错觉的加剧。对于反向圆曲线间的最小直线长度，当运行速 度较高、两圆曲线指标差别较大时应尽量设置不小于 2V 的 直线段；当两平曲线指标比较均衡、运行速度不高是可径向 衔接；当两反向平曲线不设缓和曲线时，中间应设置不小于 2V 并满足超高缓和的直线段。 采用极限最小半径时，应避免与较大甚至最大纵坡组合 使用，不得已使用时，须注意与前后线形的协调，应根据周 围环境和路线纵、横断面指标以及行使车辆类型，分析其安 全性。在山区公路工程量特别艰巨或者部分利用的改建工程 路段，配合必要的交通工程设施，也可采用极限最小半径。 对于采用大半径，虽然规范中并未加以说明，但过大的曲线 半径容易导致平纵组合不当、不利于驾驶员准确判断前方路 段线形，以及会出现驾驶员的单调和疲劳感，因此，平曲线 半径设置过大意义不大。 3 纵断面设计 山区沟壑发达，冲沟、溪沟纵横密布，且坡面均有一定 坡度或成阶梯状，因此，公路纵断面的确定至关重要，特别 是在山区公路中，纵断面设计的合理性决定着项目的造价和 运营后的行车安全。山区高等级公路纵断面设计面临的最大 问题就是最大纵坡和长陡纵坡的设计。确定最大纵坡值要综 合考虑货车的爬坡能力、公路通行能力、下坡制动安全性、 交通事故率、环境保护和工程投资等诸多因素。从最大爬坡 能力看，纵坡越大，越影响行车安全，也越不经济。从下坡 制动安全性、交通事故率看，纵坡越大，就越容易发生制动 失灵、雨天滑翻和水箱开锅等行车现象。因此，在纵坡设计 时，对于货车比重较高的路段，应尽量采用平缓的纵坡，不 宜采用极限值，否则交通事故率、油耗、环境污染等问题随 之增加。 对于以行驶小客车或轻型车为主的公路，当采用较大纵 坡可明显减少工程造价时，可采用规定值或者适当突破指 标。对于设计速度较低的改扩建工程，经技术经济论证后可 在极限值的基础上增加 1%.连续长陡纵坡可能引起两类问 题，随着坡长和坡度的增加，首先出现的是“坡长限制”问 题，然后是“平均纵坡”的问题，通常所说的“长陡纵坡” 就是针对“平均纵坡”而言的。平均纵坡指标是关系到行车 安全的重要指标，一旦突破界限，不仅在几何设计上没有解 决办法，而且在综合运营管理上难度也很大，公路建成后， 往往行成恶性安全事故多发地段，造成人员伤亡和财产损 失。山岭区路线设计时，应从多方面考虑，避免出现长陡纵 坡，比如，采用部绕行