关于道路纵断面设计的

【摘 要】纵断面设计是道路设计的重要内容之一,而且将直接影响到行车的安全和迅速、工程造价、运营费用和乘客的舒适程度.本文对道路纵断面设计中几个方面的影响因素作了分析,供大家参考.

【关 键 词】道路设计；纵断面设计

1前言

道路纵断面线形设计是影响工程造价和技术的合理性及道路建成后汽车行驶的安全与舒适性的重要因素.因此,纵断面设计要求在整条路线上紧密配合平面线形,力求采用缓和的纵坡,做到线形均衡、协调、连续,舒顺,以利于车辆安全、经济、舒适地安全运行.本文对道路的纵断面线形设计中应注意的几个问题作了分析.

2驾驶员错觉方面的考虑

汽车在坡道上行驶,尤其是坡度发生变化的坡道.驾驶员常常产生坡道错觉.比如下坡行驶到坡度变缓的路段时,由于路边景物与路面倾斜度降低所造成的影响,驾驶员会觉得下坡已完,开始上坡了.如果在坡道两旁设有交通标志,驾驶员可根据交通标志来克服这种错觉.但在没有交通标志的坡道上就会有危险,驾驶员容易采取提速冲坡.同样,在上坡时,也会因中途坡度变缓而误认为上坡结束,开始下坡了,从而盲目换挡.目前,国内外对此问题尚无良策以对.只是强调在对道路的纵断面进行设计之时.应避免竖曲线的前后坡差过大但由于地形的复杂性,在具体的路线设计特别是低等级道路设计过程中,难免会出现这种不利的组合情况.

3平、纵面线形组合的问题

平、纵面线形组合,应综合考虑汽车行驶的安全、舒适、工程造价营运费用的经济性、驾驶员的视觉、心理状态以及道路周围的环境与景观的协调.线形设计要使驾驶员保持视觉的连续性,并有足够的舒适感和安全感,使视觉与心理反应达到平衡.

3.1保持线形在视觉的连续性

平曲线与竖曲线一对应时,变坡点对应于平曲线中点,这是最理想的组合.我们在设计中,必须充分考虑纵面线形与平面线形的对应关系.事实上,我们在设计过程中,考虑到土石方工程数量以及满足各种构造物的标高的要求,要想做到这种对应关系很困难.实践证明,在纵坡很缓时,纵面多次起伏并不影响驾驶员行驶中视觉的连续性,实际应用中可灵活掌握,有条件应尽力做到一一对应.

3.2保持线形在视觉、凸理上的均衡

平、纵面线形的技术指标应大小均衡,平曲线与竖曲线的大小如果不均衡,会给人以不愉快的感觉,失去在视觉上的均衡性.根据经验,平曲线内的竖曲线半径一般取平曲线半径的10-20倍；同时,若一个平曲线内包了几个竖曲线,则几个竖曲线半径及竖曲线长度也应均衡.

4线形与环境的协调

在对环境保护日益重要的今天不仅要求设计的道路安全、舒适,而且要重视工程与环境的协调性,特别是对山岭重丘区道路纵断面设计,更应充分研究道路与周围环境的协调性.为此,我们在处理线形与环境的协调性时,充分地考虑了以下几点:

4.1在选线时考虑提供视野的多样性,利用最佳的风景特征引人入胜,避免单调.

4.2在满足标准的前提下,使线形适应地形,不大填大挖,力求尽量与周围风景自然地融成一体,道路竣工后不露施工痕迹,及时地恢复其自然外观.

4.3使道路具有优美的三维空间外观,使道路线形顺畅连续,而且应与周围环境保持适当的比例.

4.4为了保持道路的外观和结构整体性的需要,在道路用地范围内进行综合绿化处理,既美化路容又可防止冲刷.

5汽车制动性能方面的考虑

纵断面设计中确定坡度和坡长是主要工作,这就需要充分考虑汽车的制动性能.良好的制动性能是汽车在安全行驶条件下提高车速、获取较高的运输生产效率的重要保证.汽车在坡道上行驶制动有以下几个特点.

5.1汽车在制动时,如果制动器较长时间地、连续地作较大强度的制动,则制动器的温度将急剧上升.当温度超过450℃时,制动力矩仅为通常温度时的25%～30%,制动性能显著下降.

5.2汽车高速行驶时,由于轮胎橡皮来不及实现全部变形过程,路面粗糙部分压入胎面不深,车轮与路面间的附着系数就较低,因而制动效果将明显下降.

5.3雨雪天行驶在潮湿路面上的汽车,由于轮胎与路面接触的面积里密封着水或淤泥,一般靠轮胎花纹槽排出.车速愈高,可用来排挤泥水的时间愈少,实际上轮胎将开始在胎面与路面之间形成的薄薄的水膜上产生滑动,这样车轮与路面间的附着力随之下降,因而导致汽车的制动效果也显著下降.

5.4汽车下坡熄火滑行,制动性能将严重下降.因此,应该在下坡路段设置严禁空挡滑行的标志.

6排水方面的考虑

水是造成路面早期损坏的主要自然因素,也是诱发交通事故的主要原因之一.雨天,汽车在高速行驶时突遇路面积水很容易发生重大交通事故.

缓和曲线超高过渡段0%断面前后的路面排水情况一直不好,缓和曲线是连接直线和平曲线的过渡线形,其作用亦是将直线段的双向横坡过渡到平曲线的单向超高横坡.平曲线外侧半幅路面从横坡值―2%过渡到超高值时,必须经过0%的横坡断面.0%横坡值理论上只有一处,但是,从已建成的公路调查来看,当超高横坡值较小,或由于路面施工标高控制不好等因素,0%断面前后5―10m的横坡均接近0.同时,设计上在此段通常又设置了路缘石和拦水带,这是很不合理的.这也是阻水并酿成车祸的主要原因.

在这种地方需采取改善措施：设计时缓和曲线段的路线纵坡不宜采用极限纵坡0.3%,以保证曲线段合成纵坡t>0.5%；同时取消0%断面前后5m范围的拦水带,并设置排水缺口连接急流槽.

平曲线内凹型竖曲线底部的分隔带外侧排水状况也不好,在路线设计中,平曲线内设置凹型竖曲线是常见的线形组合.由于凹型竖曲线是汇水的线形,平曲线超高也引起分隔带外侧积水,因此,此类线形组合的排水设计是一个关键环节.高速公路在此类线形组合中,沿分隔带设置了纵向排水沟,并通过横向排水管(间距视弯道半径确定)将弯道积水排出路基.调查中发现,由陡长直线组成的凹型竖曲线和小半径平曲线的组合,在突遇暴雨时,凹型竖曲线底部10―30m范围弯道外侧的内幅车道积水难以排除,并容易酿成交通事故,据雨天的观察,路面的雨水沿着路线纵向、超高横坡向凹型竖曲线底部汇流,流水的方向是合适纵坡的方向.当暴雨、大雨时,此类排水系统就不能及时排除路面汇集的雨水.

在这种地方需采取改善措施:小半径平曲线与凹型竖曲线的组合,应加大曲线内沿分隔带设置的纵向排水槽的断面尺寸,并建议采用缝隙式.同时,在凹型竖曲线底部断面及前后10m均要设置横向排水沟.

7结束语

道路设计是一项综合性的设计工作,它涉及并影响到道路的各个方面.只有综合考虑各种影响因素,经过反复的平面定线、纵断面设计、横断面检查、平面调整,才能设计出经济上合理、技术上实用的路线来,从而确定出最优的设计方案,使道路的使用寿命周期成本降到最低.