高速公路平面线形设计

高速公路平面线形设计姓名：王庆祥学号：20112201034班级：路桥11-3班摘要：随着工程设计研究需要，归纳了道路平面线形与交通安全的关系的几个方面，为交通安全的进一步深入分析研究提供一些经验，满足道路线形设计和分析的需要。Withtheresearchofengineeringdesign,summarizedtheseveralaspectsoftherelationshipbetweenroadalignmentandtrafficsafety,andprovidessomeexperienceforfurtheranalysisoftrafficsafety,tomeettheneedsoftheroadalignmentdesignandanalysis.关键词：平面线形；交通安全；交通事故率；高速公路安全；选线；对策概述：道路交通事故的成因主要分为两类，即主观因素和客观因素。主观因素主要是指人为因素；而客观因素包括车辆、道路、交通、气候等要素。许多国家的公众舆论与交通管理机构的官方统计都简单地认为，事故的根本原因是驾驶员的粗心和错误以及汽车的机械问题。所有事故中完全应有驾驶员负责的为73．6％，道路条件的原因所占的比例为17％。这说明在以往的道路交通事故原因中，忽视了“路”在交通事故中的作用。事实上，除部分事故纯粹是由于驾驶员粗心驾驶汽车等主观原因引起的以外，有相当一部分事故是人为操作不当与困难的行驶条件共同引起的，而困难的行驶条件则与道路设计和养护有关。因此，作为道路交通的基础设施和车辆行驶的根本条件，道路对交通安全的影响不可忽视。在道路条件的原因所占比例为17％的交通事故中，道路线形又占其全部的30～40％，可见线形是道路条件对交通事故成因的关键因素。下边从着重从平面线形来分析其对交通安全的影响。2问题及解决方法道路平面线形与交通安全的关系从以下几点加以分析：平面线形要素对交通事故的影响，道路平面线形是由直线、平曲线组合而成。以下分别从直线、平曲线半径、缓和曲线、弯道超高、视距等几个方面讨论其对交通事故的影响。道路平面线形概述1直线直线是高速公路的主体线形。就直线与道路交通安全之间的关系，国外有资料指出：一次直线的最大长度小于3min行程对交通安全比较有利。对于高速公路，若以最大允许时速120km／h计，3min的行程为6km。据调查，我国平原地区高速公路许多路段的一次直线长度都超过6km，有的长达10km以上。道路交通的实践证明：无论是一般公路还是高速公路，过长的直线段易使驾驶员因景观单调而产生疲劳，导致注意力分散、反应迟缓，一旦遇见紧急情况，常因措手不及丽肇事；另外，驾驶员在长直线路段容易超速行驶，致使车辆在进入直线路段末段后的曲线部分的速度仍然比较高，若遇到弯道超高不足或其它偶然干扰，往往导致车辆倾覆或其它类型的交通事故。有人建议用20倍计算行车速度(以m为单位)控制直线长度。2平曲线半径在影响交通安全的线形因素中，平曲线半径是关键的因素。由汽车行驶理论可知，汽车行驶的横向稳定性先于纵向稳定性。因此，平曲线半径值的确定即根据汽车行驶的横向稳定性(滑移、倾覆)而定。其最小值按汽车在弯道外侧行驶时所受的离心力和车重在平行于路面方向的分力等横向力，以不超过由轮胎与路面间的横向附着力所能承受的程度为限，并考虑乘车人员是否舒适而定的。3缓和曲线缓和曲线通常采用回旋线，即曲率随曲线长度成正比变化的曲线，可使驾驶员匀速转动方向盘，使汽车以一定的速度由直线驶入圆曲线、由圆曲线驶入直线或由一曲线驶入另一曲线的轨迹相符，增进线形的连续和美感，并为平曲线超高和加宽提供了宣于布设的过渡段。4弯道超高为抵消车辆在曲线上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的超高形式。合理地设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性与舒适性，降低交通事故的发生。5视距视距问题是导致交通事故的主要原因之一，在平曲线与竖曲线上超车时发生的交通事故，常常与视距不足有关。国外的研究成果表明，8％～10％的交通事故与视距不足有关，并且进一步的研究成果表明，在视距不足的曲线段事故率远高于其它曲线段。同时，事故的数量不仅取决于视距不足的路段的存在，而且取决于这种路段分布的频率。在山区三、山区高速公路线形设计山区地形、地质、水文、气候条件十分复杂,在山区高速公路线形设计方面必然存在诸多问题。1安全问题的对策。在平曲线上应该保持期望车速的连续性，如果由于经济和环境的原因在某一地点标准降低，就应通过清晰的标志、标线和其他警告设施提前告之驾驶员前方潜在的危险，并引导他们安全通过危险位置。曲线的偏角不能太小。曲线偏角过小时，曲线长度看起来将会比实际的短，使驾驶员对公路产生急转弯的错觉，这种错觉偏角越小越显著。尽可能使用缓和曲线，使用道路曲线能自由流畅。缓和曲线是从安全角度出发设计的一条驾驶员易于遵循的路线，能使车辆在进入或离开圆曲线时不致侵入邻近的车道。慎用直线，直线长度的长短直接影响车辆的行车安全。直线过长时，在长直线上行车过于单调乏味，容易造成驾驶人员的疲乏和放松警惕。与地形相适应的路线不仅能诱导驾驶员的视线，而且能使司乘人员心情舒畅，提高驾驶的安全性。在纵断面设计中，影响交通安全的因素有纵坡、坡长和竖曲线半径，采用较小的纵坡和大半径的竖曲线，能同时为驾驶员提供良好的视距及超车机会，有利于行车安全。因此，在竖曲线设计中就尽量避免连续的短竖曲线（特别是在直线路段）和长而浅的凹型竖曲线上应确保道路的横向排水系统。横断面设计要素包括路面、路肩、路拱、路缘带、边沟、中间分隔带等对行车安全都有影响，其中尤以行车道宽度和路面状况对道路安全的影响最大。因此，规划设计人员在规划设计中要始终贯彻以人为本的理念，为用户提供安全、快速、便捷、舒适的公路交通基础设施。2其他问题的对策。山区高速公路线形设计，首先，根据山区特征顺应地形设计，即是线形设计要达到平面顺适，纵面均衡，横面合理，降低路堤高度，减少切割，尽量保护山体平衡体系。其次，根据山区地质水文条件设计线形，由于山区地形复杂，线形设计时应尽可能多地收集有关地质水文方面的资料，并进行实地踏勘，较全面地掌握有关地质水文情况，根据地质水文条件，使线形设计尽量避开不良地质地段和复杂的地质构造带，减少地质灾害发生的机率。线形必须经过不良地质地段时，在满足技术标准的前提下，尽量利用纵断面的变坡点控制填挖高度，减少开挖面，使路基设计时较容易采取有效措施防治地质灾害。对于受地形、地质水文条件及技术标准限制，纵坡控制难度较大时产生的高填深挖路段，因形成的大面积新坡面在雨水冲击下易产生山体崩塌、滑坡，一定要进行多方案比较，不仅从经济上作路基高填深挖与桥隧方案的比较，还要从技术上分析方案的可行性，全面分析地质情况，综合考虑环境因素，使工程经济、合理。如果各方案在技术经济上相当时，从保护自然环境考虑，宜选用桥隧结合方案。另外，高速公路工程穿山越岭跨江过河，连接城乡，工程沿线地形地貌变化多端，地质水文条件复杂多变，公路线形设计必须适应多变的环境，坚持人与自然相和谐、尊重自然、保护环境的原则，坚持以人为本，坚持安全第一，注重道路的功能需求，使线形顺适，平、纵、横组合合理，满足技术经济标准，有良好的视线诱导，注重环境保护，结合工程沿线植被及气候等自然条件，合理利用自然资源。线形设计应避开自然保护区、水源、人文景观、居民区等生态及社会环境敏感区，尽可能绕开森林、湿地、水利设施和基本农田，少拆迁电力、通讯设施及建筑物，由于山区土地资源十分珍贵，所以更应充分利用荒山、荒坡地及劣质地，在满足技术标准的前提下控制填挖，尽量减少对自然景观和植被的破坏，在不可避免的情况下要同步做好恢复工作，使公路自然融入周围环境，形成和谐的人工景观。四、公路平面线形与交通安全相关性道路设计和规划的安全审查起源于90年代初，随后在英国、澳大利亚、新西兰得以推广。我国是世界上道路交通事故最频发的国家之一，为提高我国道路安全水平，必须从公路规划设计抓起，将安全性要求置于首位，并贯穿于公路规划设计的全过程。公路的线形最终是以平面线形、纵断面线形和横断面形式组合而成的立体线形映入驾驶员眼帘的。驾驶员在驾驶车辆过程中所选定的实际行驶速度，是由他对三维立体线形的判断做出的。公路的立体线形除必须满足驾驶动力学要求的最小值外，还应满足驾驶员视觉心理方面连续、舒适的要求，反映公路线形好坏的关键是速度的连续性，它直接影响道路交通的安全。麦克康纳尔在经过大量的实验后认为：虽然当车辆在弯道上行驶时，它的6个自由度都处在变化之中，但人体的感觉器官并不是对所有的运动自由度的变化都能感知，而是只有当这些自由度的变化大到一定的程度后，驾驶员和乘客才会感觉得到，并逐渐大到影响人体舒适性；使各个运动自由度的特性值控制在感觉极限值以内，则车辆的行驶舒适性好，乘员将难以凭感觉器官感觉到弯道的存在，从而达到车辆在水平直路段上行驶时的舒适程度。通过对大量线形实例及事故多发地段的分析对比，确定组合曲线多发交通事故的症结之一是：组合曲线中线形元素的起点和终点衔接不畅，其曲率变化不连续，出现陡变点。为了弥补这一不足，我们引入布劳斯关于汽车行驶规律的研究成果，考虑我国道路现状和国情，基于交通安全的角度对布劳斯曲线的研究成果进行改进和完善。道路曲线实际上不是一条简单的平曲线或竖曲线，而应该是一条自由舒展的空间曲线，它既能够满足行车的力学性能，又能满足线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适等要求。车辆在行驶过程中，存在一条曲率连续变化的轨迹，无论车速高低，这一轨迹线都是客观存在的，它的形式和长度则随行驶速度、曲率半径和司机转动方向盘的快慢而定。在诸多的交通事故中，大部分驾驶员出事故的原因是由于困难的行驶条件所造成的，道路的几何要素或线形组合不合理，都有可能导致交通事故的发生。五、结论：随着公路建设的发展，对公路线形设计的要求越来越高，因此在路线线形设计中直线、曲线、缓和曲线的设计指标运用要灵活，摒弃静止的、孤立的套用道路技术标准各项指标的设计方法，在符合设计标准的前提下，做到线形均衡、连续，确保行驶的可预见性。线形设计作为整个道路设计的骨架，它的好坏直接关系了行车的安全与舒适。因此作为道路的设计者，应从设计开始就做到细致、严谨、科学合理，并且使道路更加人性化，使驾乘者感觉舒适、愉悦，使行车更加安全。更多的体现“以人为本”的公路设计新理念。规范、规程具体如下：1)《公路工程技术标准