1、山区城镇道路线形设计优化摘要：本文针对山岭地区的城镇道路线形设计优化进行了分析，总结了城镇道路在复杂环境条件下的道路线形设计经验，通过具体的工程案例对道路线形设计中所考虑的因素进行了说明和论证，为其他城镇道路优化设计提供参考。 关键词：城镇道路；线形优化；线形组合 中图分类号：TU997 文献标识码： A 前言 城市道路线形优化设计是道路工程设计领域中一个永不过时的话题，国民经济的发展离不开快速有效安全的交通。而要保证道路行驶的安全性、高效性以及实用性之前提就是道路线形优化设计。我国是一个人口大国，加快推进新型城镇化建设，已经成为新一届政府惠及民生、改善就业的重大战略。在城镇化建设过程中，道路
2、工程首当其冲，所以要保障城镇道路的安全性、舒适性、经济集约性，对城镇道路线形进行优化设计是每一个道路设计工作者的职责。 福建省依山傍海，九成陆地面积为丘陵地带，被称为“八山一水一分田” 。本文以福建省某县级城市的城镇道路设计作为背景，针对山区城镇道路线形设计优化的问题进行展开与论述。 基本定义 什么是道路线形设计优化。道路线形设计优化指的是对道路空间线形与周围环境以及车辆行驶之间的关系通过调整和拟合以期达到最和谐、最完美状态的过程。如调整圆曲线半径、调整竖曲线半径、调整竖曲线与平曲线之间的相对位置等。道路线形优化设计主要包含了三个方面：平面线形优化、纵断面线形优化以及平纵组合优化。 平面线形优
3、化指的是将空间道路线形通过水平面的投影取得最优，主要包含如何正确的取用直线、圆曲线以及缓和曲线，保证道路在水平面上的连贯性、均衡性、与周围景观的协调性、行车的舒适性以及经济上的节约性。 纵断面线形优化指的是对道路中心线在垂直剖切面上的投影进行优化，主要包含如何正确的取用竖曲线，如何正确的考虑填挖方以及与周围地形构筑物的和谐性。 平纵组合线形优化指的是考虑道路线形在空间上的均衡合理、组合协调，同时兼顾平面线形设计优化和纵断面线形设计优化。 山区城镇道路线形设计优化影响因素 直线。长直的道路给人以开阔，一马平川的感觉。但是对于驾驶员来讲，过 长的直线对驾驶并不有利，只会产生单调感，从而导致疲劳和注
4、意力不集中。尤其是前方突然出现弯道，对于驾驶安全性不利，容易造成事故发生。 曲线之间的直线段需要满足一定的长度要求。公路路线设计规范中针对同向曲线和反向曲线之间的长度有所说明。其中同向曲线间的直线段长度最小值为 2 倍的 V（设计车速，单位 KM/H） ，反向曲线间的直线段长度最小值为 6 倍的 V（设计车速，单位 KM/H） 。 圆曲线。曲线给人以柔和的线条美，道路线形离不开曲线，尤其是山区城市 道路，由于山路崎岖，难免需要插入需要曲线以改变行车走向。曲线段也是事故高发段，据统计弯道上的事故率占 10%的比例。道路线形优化设计中应尽量采用大半径曲线，曲线的取值应该结合周围的地形，以达到融于自
5、然、与环境相应的效果。曲线的偏角不宜太小，如出现小值应设置较长的曲线。圆曲线的长度以行驶 3s 为宜。 缓和曲线。缓和曲线是直线圆曲线之间的过渡段，是缓和车辆从直线转入圆 曲线或者从圆曲线转入直线，由大半径圆曲线转入小半径圆曲线或由小半径圆曲线转入大半径圆曲线的保证。缓和曲线的长度以行驶 3s 为宜。 3.4 超高与加宽。在山区城镇道路线形设计过程中，经常遇到半径不够的情况。此时需要设置超高加宽以满足车辆驾驶特性。对于城市道路的加宽，宜按照车道数选择在道路机动车内侧加宽，同时要处理好超高缓和段长度与加宽缓和段长度之间的关系。 3.5 竖曲线。竖曲线是在纵断面设计中的变坡点处设置的供车辆平稳过渡
6、的圆曲线，它的外形像波浪一样起伏，反应的是地形的高差变化。竖曲线的半径不宜过小过凸，因为凸形竖曲线的视距较短，容易妨碍驾驶员的视觉，对安全不利。 3.6 纵坡度。在道路纵断面线形优化设计中，纵坡无异直接对工程造价和行驶条件产生影响。影响纵坡的主要因素有沿线的地形地貌、沿线的建筑物、防洪水位标高以及控制点高程（如桥梁） 、填完土方量等。 纵坡度太陡太长对行车不利，坡道事故发生屡见不鲜。纵坡长度应该受到控制，既不能太长，也不能太短。太长的爬坡对车辆的消耗太大，太短的纵坡又会造成行车的颠婆和反复，不利于行驶安全。 3.7 横断面形式。道路横断面形式主要指的是各种交通流在横向的位置布置方式。布置的合理
7、则能保证车辆迅速安全的通过，反之则造成交通滞留，阻碍社会工作效率。常见的横断面形式有单块板、两块板、三块板和四块板。横断面的布置主要包括路面、路肩、中分带、路缘带等，尤其是车道的宽度对于行车的影响较大。在纵断面线形优化设计中应该充分考虑到各种交通的行驶条件。 3.8 桥梁。道路沿线通常会遇到桥梁，当桥梁处于交叉口附近时，道路的线形优化设计显得尤为重要，桥梁段的线形最好采用直线段，其次采用大半径曲线为佳。特殊情况需要设置弯桥时，应该充分考虑桥梁结构本身的构造以及与道路线形整体的和谐统一。 3.9 平纵线形组合。当我们同时考虑平面线形和纵断面线形时，道路线形的空间立体形态对驾驶员的视觉和心理方面的
8、连续、舒适以及与周围景观的协调性提出了要求。平曲线与竖曲线组合时，如果两种曲线半径均较大，应将平曲线和竖曲线重合，最好的方式为平包竖。 此外要尽量避免以下不良组合：1）小半径曲线和长纵坡组合。2）在竖曲线顶部或者底部插入平曲线。3）在两个曲线间插入很短的直线段。4）在较长的平曲线中插入较多的竖曲线，一般不宜超过 3 个。 案例分析 在福建省永泰县葛岭镇市政道路配套工程路线方案设计研究中，结合葛岭镇区地形特点，分别设置了不同的小半径圆曲线，其中一处采用了极限半径值为 70m。从下表 4-1 中可以看到小半径值共有三处，均是由于道路线形的走向偏角较大造成，且小半径处均需要设置超高与加宽，并在超高加
9、宽两侧设置缓和过渡段。另外本工程路线中有 2 做桥梁，桥梁处的线形为直线，也导致了路线优化设计中出现了不得不设置小半径曲线的做法。 针对平面小半径曲线较多的情况，在纵断面优化设计中应尽量避免设置小半径的竖曲线，由于平面线形曲线半径过小，所以无法实现平包竖的平纵组合方式，考虑将竖曲线尽量设置在平曲线范围以外。 表 4-1 平曲线要素表（车速 30km/h） 序号 桩号 类型 取值 超高加宽 1 K0+229 圆曲线 120 超高加宽 2 K0+543 圆曲线 70 超高加宽 3 K0+738 圆曲线 100 超高加宽 4 K0+883 圆曲线 650 结论 山区城镇地形起伏，不如大城市面积大，地
10、势平坦。所以在山区城镇道路线形优化设计中要考虑的因素有很多，主要有平曲线、超高加宽、防洪排涝、山区的居民房屋、地面排水、视距以及与山水环境的协调搭配等。作为一名道路设计工作者，除了要严格遵守规范以外，还应该本着安全经济、因地制宜、以人为本、生态环保的基本原则，充分考虑各种外在因素，对道路线形进行设计优化。只有这样才能设计出一条在空间状态中达到完美无缺的道路线形来。道路线形优化设计是一个不断摸索不断深化的过程。 【参考文献】 1于平涛，张景林，雷云波.关于公路线形及线形组合的优化设计J.北方交通，2007,2:1-2 2JTGD20-2006.公路路线设计规范 3李节琴，张丽霞.城市道路平、纵、横断面设计的综合处理J.森林工程，2001(2):48-49.
