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在公路線形組合設(shè)計中如何掌握“平包豎”等原則?
1、準確把握“平包豎”等原則提出的背景和所適用的條件
根據(jù)對《規(guī)范》中關(guān)于平縱線形組合設(shè)計方面條文來源的追溯,我們可以發(fā)現(xiàn):《規(guī)范》中關(guān)于“平包豎”等線形組合設(shè)計原則的條文內(nèi)容,是很多行業(yè)前輩們在長期工程選線、設(shè)計實踐中不斷積累、總結(jié)、提煉出來的寶貴經(jīng)驗,這也是我國公路規(guī)范與國外規(guī)范的差異之處。但本人認為,我們在掌握和領(lǐng)會這些寶貴經(jīng)驗的同時,還應(yīng)該了解這些一般性原則提出的背景。
首先,我國早期公路建設(shè)的主體是低等級公路,對應(yīng)地,當時《規(guī)范》條文編制指導(dǎo)的重點也在于低等級公路方面。其次,受到早期設(shè)計工具和技術(shù)手段等的限制,當時在公路項目設(shè)計中,很難快速、準確測算公路任意樁號位置和方向的視距條件。
于是,很多業(yè)界前輩們結(jié)合實際項目選線、定線與優(yōu)化設(shè)計等工程實踐,總結(jié)出了“平包豎”等一般性的設(shè)計原則和方法。但究其目的,核心是為了保證必要的視距條件,提高線形的視線連續(xù)性,進而避免出現(xiàn)“暗凹、斷背”等視距不良、視線連續(xù)性差等現(xiàn)象。
2、“平豎對應(yīng)”等一般性原則,不能完全適應(yīng)高等級路線設(shè)計特點
但是,當高等級公路成為我國公路建設(shè)的主體之后,大家逐漸發(fā)現(xiàn),早前《規(guī)范》中一些主要適用于低等級公路的設(shè)計原則、方法和條文規(guī)定,并不完全適用于高等級公路了。例如,以往主要針對低等級公路線形組合設(shè)計提出的“平包豎”、“平縱曲線宜對應(yīng)設(shè)置”等原則性要求,對于設(shè)計速度較高、平縱面指標也相對較高的一級或高速公路而言,設(shè)計中實際差異就很大了(尺度不同了)。有時,高速公路一個圓曲線長度可能幾公里,而對于三、四級公路可能就是十多個彎道的長度了。
一方面,低等級公路因為總體指標較低(圓曲線半徑更小、縱坡可以更大),在設(shè)計中可以更多通過展線、迂回等方法,更多側(cè)重考慮地形條件變化和降低規(guī)模等目標,而高等級公路則情況不同。高等級公路的平縱指標要求相對較高,上跨下穿等各類控制工點、節(jié)點因素更多,路線設(shè)計往往更多需要在諸多控制條件之間權(quán)衡,有時很難完全滿足“平包豎”和“平縱曲線宜對應(yīng)設(shè)置”等原則。
另一方面,由于高等級公路平縱指標均較高(圓曲線半徑一般采用較大、縱坡更小、更平緩),因此,即便線形設(shè)計不能完全滿足“平包豎”等原則,卻并不一定就會導(dǎo)致視距不良、視線連續(xù)性差等直接問題。畢竟,視距和視線連續(xù)性都是相對的。設(shè)計速度不同,保證行車安全所需要的視距指標自然是不同的,視線連續(xù)性所影響的前方視線范圍也是不同的。
再有,以往低等級公路的平面設(shè)計,無論是設(shè)計方法,還是線形單元推薦選用方面,主要是以“直捷”的直線(段)為主。但是,現(xiàn)在在部分高速公路的山嶺重丘區(qū)路段,在曲線定線方法和CAD軟件技術(shù)的支撐下,有的項目數(shù)十公里全部由前后連接的平曲線組成,甚至沒有采用1米的直線段。
3、《規(guī)范》修訂情況
我國《規(guī)范》在近期的修訂過程中,已經(jīng)注意到以上情況和變化,并已經(jīng)對相關(guān)條文做出了調(diào)整和修訂,主要是通過“程度用語”明確界定了相關(guān)條文內(nèi)容的強制性。
例如:第9章涉及到線形組合設(shè)計方面的內(nèi)容,條文規(guī)定多為推薦性內(nèi)容,程度用語多為“宜”或“不宜”,即有條件時,應(yīng)盡量這樣滿足這些一般性設(shè)計原則,但并非強制性要求。
再例如:《規(guī)范》第9.5.2條第1款,“平、縱線形宜相互對應(yīng),且平曲線宜比豎曲線長。當平、豎曲線半徑均較小時,其相互對應(yīng)程度應(yīng)較嚴格;隨著平、豎曲線半徑的同時增大,其對應(yīng)程度可適當放寬;當平、豎曲線半徑均大時,可不嚴格相互對應(yīng)”......即進一步分類明確了相關(guān)條文的適用范圍。
4、實際工程設(shè)計中如何掌握
在我們了解了“平包豎”等設(shè)計原則的初衷和適用條件之后,結(jié)合《規(guī)范》對程度用語等界定性說明,本人認為,對于您來信咨詢的關(guān)于平縱線形組合等同類問題,均可以從這些設(shè)計原則提出的初衷上去掌握和運用。
首先,要區(qū)別對待低等級公路項目(設(shè)計速度較低)和高等級公路項目(設(shè)計速度較高)。對低等級公路項目,有條件時應(yīng)盡量滿足線形組合設(shè)計要求,但不是強制性要求必須滿足;對高等級公路項目,則可放寬(或者不必特別關(guān)注)對平豎曲線相互對應(yīng)的要求。(這是《規(guī)范》第9.5.2條第1款后半部分明確表述的內(nèi)容)
其次,當同向且半徑相近的圓曲線,是可以考慮按照同一個平曲線對待的;當同向相鄰的圓曲線在半徑相差很小時,是可以考慮直接徑向連接的(即不設(shè)置緩和曲線);當圓曲線的半徑接近不設(shè)超高的圓曲線半徑時,該圓曲線在設(shè)計中可以按照直線段考慮和對待了......
但是,相鄰的兩個反向圓曲線(不論是否設(shè)置了緩和曲線,是否設(shè)置有直線段),是不能當作同一個平曲線對待的。畢竟,從行車角度,車輛通過反向曲線和同向曲線,駕駛行為和操作是顯著不同的。
但是,非常重要的一點是:上述可能涉及到平縱線形組合問題的路段,一定要進行視距檢測和視線連續(xù)性分析,確保這些路段滿足設(shè)計速度對應(yīng)下的視距指標和條件。
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