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在公路线形组合设计中如何掌握“平包竖”等原则?

新闻时间:2024-03-18 文章来源:网络 文章作者:admin

1、准确把握“平包竖”等原则提出的背景和所适用的条件

根据对《规范》中关于平纵线形组合设计方面条文来源的追溯,我们可以发现:《规范》中关于“平包竖”等线形组合设计原则的条文内容,是很多行业前辈们在长期工程选线、设计实践中不断积累、总结、提炼出来的宝贵经验,这也是我国公路规范与国外规范的差异之处。但本人认为,我们在掌握和领会这些宝贵经验的同时,还应该了解这些一般性原则提出的背景。

首先,我国早期公路建设的主体是低等级公路,对应地,当时《规范》条文编制指导的重点也在于低等级公路方面。其次,受到早期设计工具和技术手段等的限制,当时在公路项目设计中,很难快速、准确测算公路任意桩号位置和方向的视距条件。

于是,很多业界前辈们结合实际项目选线、定线与优化设计等工程实践,总结出了“平包竖”等一般性的设计原则和方法。但究其目的,核心是为了保证必要的视距条件,提高线形的视线连续性,进而避免出现“暗凹、断背”等视距不良、视线连续性差等现象。

2、“平竖对应”等一般性原则,不能完全适应高等级路线设计特点

但是,当高等级公路成为我国公路建设的主体之后,大家逐渐发现,早前《规范》中一些主要适用于低等级公路的设计原则、方法和条文规定,并不完全适用于高等级公路了。例如,以往主要针对低等级公路线形组合设计提出的“平包竖”、“平纵曲线宜对应设置”等原则性要求,对于设计速度较高、平纵面指标也相对较高的一级或高速公路而言,设计中实际差异就很大了(尺度不同了)。有时,高速公路一个圆曲线长度可能几公里,而对于三、四级公路可能就是十多个弯道的长度了。

一方面,低等级公路因为总体指标较低(圆曲线半径更小、纵坡可以更大),在设计中可以更多通过展线、迂回等方法,更多侧重考虑地形条件变化和降低规模等目标,而高等级公路则情况不同。高等级公路的平纵指标要求相对较高,上跨下穿等各类控制工点、节点因素更多,路线设计往往更多需要在诸多控制条件之间权衡,有时很难完全满足“平包竖”和“平纵曲线宜对应设置”等原则。

另一方面,由于高等级公路平纵指标均较高(圆曲线半径一般采用较大、纵坡更小、更平缓),因此,即便线形设计不能完全满足“平包竖”等原则,却并不一定就会导致视距不良、视线连续性差等直接问题。毕竟,视距和视线连续性都是相对的。设计速度不同,保证行车安全所需要的视距指标自然是不同的,视线连续性所影响的前方视线范围也是不同的。

再有,以往低等级公路的平面设计,无论是设计方法,还是线形单元推荐选用方面,主要是以“直捷”的直线(段)为主。但是,现在在部分高速公路的山岭重丘区路段,在曲线定线方法和CAD软件技术的支撑下,有的项目数十公里全部由前后连接的平曲线组成,甚至没有采用1米的直线段。

3、《规范》修订情况

我国《规范》在近期的修订过程中,已经注意到以上情况和变化,并已经对相关条文做出了调整和修订,主要是通过“程度用语”明确界定了相关条文内容的强制性。

例如:第9章涉及到线形组合设计方面的内容,条文规定多为推荐性内容,程度用语多为“宜”或“不宜”,即有条件时,应尽量这样满足这些一般性设计原则,但并非强制性要求。

再例如:《规范》第9.5.2条第1款,“平、纵线形宜相互对应,且平曲线宜比竖曲线长。当平、竖曲线半径均较小时,其相互对应程度应较严格;随着平、竖曲线半径的同时增大,其对应程度可适当放宽;当平、竖曲线半径均大时,可不严格相互对应”......即进一步分类明确了相关条文的适用范围。

4、实际工程设计中如何掌握

在我们了解了“平包竖”等设计原则的初衷和适用条件之后,结合《规范》对程度用语等界定性说明,本人认为,对于您来信咨询的关于平纵线形组合等同类问题,均可以从这些设计原则提出的初衷上去掌握和运用。

首先,要区别对待低等级公路项目(设计速度较低)和高等级公路项目(设计速度较高)。对低等级公路项目,有条件时应尽量满足线形组合设计要求,但不是强制性要求必须满足;对高等级公路项目,则可放宽(或者不必特别关注)对平竖曲线相互对应的要求。(这是《规范》第9.5.2条第1款后半部分明确表述的内容)

其次,当同向且半径相近的圆曲线,是可以考虑按照同一个平曲线对待的;当同向相邻的圆曲线在半径相差很小时,是可以考虑直接径向连接的(即不设置缓和曲线);当圆曲线的半径接近不设超高的圆曲线半径时,该圆曲线在设计中可以按照直线段考虑和对待了......

但是,相邻的两个反向圆曲线(不论是否设置了缓和曲线,是否设置有直线段),是不能当作同一个平曲线对待的。毕竟,从行车角度,车辆通过反向曲线和同向曲线,驾驶行为和操作是显著不同的。

但是,非常重要的一点是:上述可能涉及到平纵线形组合问题的路段,一定要进行视距检测和视线连续性分析,确保这些路段满足设计速度对应下的视距指标和条件。


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