浅析公路设计中平纵线形组合的研究

浅析公路设计中平纵线形组合的研究

孟庆珠

枣庄市路达公路勘察设计咨询有限公司山东省枣庄市277800

摘要：在公路设计中，平、纵面是重要的组成部分。平、纵面线形的组合设计和很好的配合，通常无须增加造价就能提高道路的品质，安全和完美线形，有助于保持连续、匀速行使。所以，平、纵面线形的合理组合，对于计算行车速度大于等于60km/h的公路是至关重要的；对景关要求较高的城市道路也是极为重要的。

关键词：公路设计；平、纵线形组合

前言：在公路设计中，平、纵面是重要的组成部分。平、纵面线形配合不好，不但有碍优点的发挥，而且会加剧两方面的缺点，造成行车上的危险。平、纵面线形的组合设计和很好的配合，通常无须增加造价就能提高道路的品质，安全和完美线形，有助于保持连续、匀速行使。所以，平、纵面线形的合理组合，对于计算行车速度大于等于60km/h的公路是至关重要的；对景关要求较高的城市道路也是极为重要的。笔者结合实际设计工作谈谈平、纵面线形结合时应该遵循和注意的问题。

一、平纵线形组合设计原则

1.1应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。任何使驾驶员感到茫然、迷惑或判断失误的线形，都必须尽力避免。在视觉上能否自然地诱导视线，是衡量平纵线形组合的最基本问题。

1.2注意保持平纵线形的技术指标大小应均衡。它不仅影响线形的平顺性，而且与工程费用相关。对纵段面线形反复起伏、在平面上却采用高标准的线形是无意义的，反之亦然。

1.3选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。

1.4注意与公路周围环境的配合。它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。

二、设计中的一般要求

在平面线形设计时要考虑纵面形成的问题；纵面线形设计时也一定要与平曲线行相协调配合。设计中应结合平面线形来优化纵面线形，结合纵面线形来优化平面线形，相互作用才能获得良好的立体线形。平、纵线形的组合设计一般应注意以下的基本要求。

2.1平曲线起点应该设在凸行竖曲线顶点之前，急弯、反向曲线或挖方边坡均应考虑视线的诱导，避免遮断视线。

2.2为使平面和纵断面线形均衡，一般取竖曲线半径为平曲线半径的10-20倍。

2.3合理选择道路的纵坡度和横坡度，以保持排水通畅，而不形成过大的合成坡度。

2.4当平曲线与竖曲线半径均大时，平、竖曲线宜重合。

三、公路设计中平、纵面线形组合

3.1平、纵面线形组合设计的要求

（一）公路设计时根据汽车行驶力学和路面排水的要求设计适当的合成纵坡。在山岭重丘区，一般纵坡较大，如果再设置小半径平曲线，会使合成纵坡增大，阻碍车辆安全和顺畅行驶；而在平原微丘区，则纵坡较小，靠近平曲线起点附近的合成纵坡较小，容易造成排水不良。所以，在平、纵线形组合设计时要充分考虑合理的合成纵坡。

（二）要求满足司乘人员的视觉和心理要求。在空间线形在视觉上，能对司机产生自然诱导，使司机能及时掌握路线变化情况，避免产生错觉和误会，使人产生连续、顺畅、美观且不单调的感觉。线形组合具有使线形指标均衡合理、组合协调的特点，不会使驾驶者产生线形中断、扭曲等不良视觉现象。

3.2公路线形设计的应用与意义

（一）平面与纵面直线组合的应用。平、纵面线形过于单调、枯燥，容易使驾驶者产生幻觉，在行车过程中若线形一成不变，容易使人疲劳及频繁超车，导致交通事故。因此在交通复杂的路段，更应设计这种线形组合。

（二）平面与纵断面凹形竖曲线组合的应用。平面与纵断面凹形竖曲线结合，大大提高车辆行车的舒适性，还具有较好的视距条件。但此组合有具体要求：①不能使用短的竖曲线，特别在长直线末端不宜插入小半径凹曲线；②凹曲线与凹曲线之间不得插入短直线。两凹形竖曲线如果能合二为一，能获得更好的视觉效果和行车效果。

（三）平面与纵断面凸形竖曲线组合的应用。在丘陵起跌的山区，平面与纵断面凸形竖曲线组合视距条件较差，特别在连接平面直线和纵断面凹曲线的线形组合时，会出现“突峰”、“暗凹”或“波浪形”等不良视觉效果。所以，要尽量减少这种线形组合的运用，否则应设置较大的曲线半径，来改善视距条件。

（四）平面与纵断面直线组合的应用。平面与纵断面直线组合，要求有良好的平面线形组合，及良好的视觉效果。这种中线形组合应注意合成纵坡的要求，不能使急弯与陡坡重合，还要确保合成纵坡的坡度，造成排水不畅顺。

（五）平面与纵断面竖曲线组合的应用。平面与纵断面竖曲线组合较为常见、复杂。当平、纵线形几何要素大小搭配得当、均衡协调、位置适宜时，能够取得良好的空间线形。这种线形组合，需注意以下方面：①使平、纵曲线位置对应，并使竖曲线短于平曲线，这样才能把竖曲线包容起来，便于视线诱导和行车安全，确保线形舒适美观；②确保平、纵要素的均衡性：过急与过缓、过长与过短的平、纵曲线不能组合在一起；③避免纵面线形的变坡点和反向曲线的拐点重合一起，特别是避免出现凸形竖曲线，否则容易造成错误的视线诱导。

四、平曲线与竖曲线的组合

4.1平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线稍长于竖曲线。这种组合是使平曲线和竖曲线相对应，最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的"平包竖"。这种线形不仅能起到诱导视线的作用，而且可取得平顺而流畅的效果。对于等级较高的道路应尽量做到这种组合，并使平、竖曲线半径都大一些才显得协调，特别是凹行竖曲线处车速，二者半径应该更大一些。

4.2平曲线与竖曲线大小应该保持均衡。平曲线和竖曲线其中一方大而平缓，那么另一方就不要形成多而小。一个长的平曲线内有两个以上竖曲线，或一个大的竖曲线含有两个以上的平曲线，看上去非常别扭。根据经验，若平曲线半径小于10OOm，竖曲线半径大约为平曲线半径的10-20倍时，便可以达到均衡目的。

4.3暗、明弯与凸、凹竖曲线。暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线组合是合理的、悦目的。对暗与凹、明与凸的组合，当坡差较大时，会给人留下舍弃坦坡、不走近路，而故意爬坡、绕弯的感觉。此种组合在山区难以避免，只要坡差不大，矛盾也不很突出。

4.4平、竖曲线应避免的组合。平、竖曲线重合是一种理想的组合，但是由于地形等条件限制，这种组合往往不是总能争取到的，如果平曲线的中点与竖曲线的顶（底）点位置错开不超过平曲线长度的四分只一时，仍然可以获得比较满意的外观。但是如果错位过大或大小不均衡就会出现视觉效果很差的线形。

（一）要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合。二者都存在不同程度的扭曲外观；前者会使驾驶员操作事失误，引起交通事故；后者虽无视线诱导问题，但路面排水困难，易产生积水。

（二）小半径竖曲线不宜与缓和曲线重叠。对凸形竖曲线诱导性差，事故率高；对凹形竖曲线路面排水不良。

（三）计算行车速度40km/h的道路，应避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。前者失去诱导视线作用，驾驶员须接近顶部才发现平曲线，导致不必要的减速或交通事故；后者会出现汽车高速行驶时急转弯，行车不安全。

在实际设计中，我们在保证平竖曲线的合理组合的同时，也要考虑到实际地形中对曲线线形的限制因素，做到具体情况具体分析，不同地形不同设计，这样才能保证设计道路通车后曲线线形优美，车辆行车安全。

结束语：

在实际设计中，我们在保证平竖曲线的合理组合的同时，也要考虑到实际地形中对曲线线形的限制因素，做到具体情况具体分析，不同地形不同设计，这样才能保证设计道路通车后曲线线形优美，车辆行驶安全。

参考文献：

[1]丁庆国.基于汽车行驶稳定性的公路平纵组合线形设计指标研究.哈尔滨工业大学，2010.

[2]陈振伟，曹冬.高速公路线形平纵组合评价的研究.公路交通科技（应用技术版），2011，09.

[3]林海公路道路平纵线形和交叉口安全性设计.中国市政工程，2013（04）.