1.平面线形应直捷、连续、顺适,并与地形、地物相适应,与周围环境相协调
在地势平坦开阔的平原微丘区,路线直捷舒顺,在平面线形三要素中直线所占比例较大;而在地势有很大起伏的山岭和重丘区,路线则多弯曲,曲线所占比例则较大。可以设想,如果在没有任何障碍物的戈壁、草原等开阔地区故意设置一些不必要的曲线,或者在高低起伏的山地硬拉长直线都将给人以不协调的感觉。路线要与地形相适应,这不仅是美学问题,更是经济问题和保护生态环境的问题。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件,片面强调路线要以直线为主或以曲线为主,或人为规定三者的比例都是错误的。
2.行驶力学上的要求是基本的,视觉和心理上的要求对高速路应尽量满足
高速公路、一级公路以及设计车速≥60km/h的公路,应注重立体线形设计,尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。设计车速越高,线形设计需考虑的因素应越全面。
设计车速≤40km/h的公路,首先应在保证行车安全的前提下,正确地运用平面线形要素最小值,在条件允许的不过多增加工程量的情况下力求做到各种线形要素和合理组合,尽量避免和减轻不利组合,以期充分发挥投资效益。
3.保持平面线形的均衡与连贯
为能使汽车能尽量以均匀的速度在道路上行驶,应注意各线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。在设计时应充分注意以下几点:
1)长直线尽头不能接以小半径曲线。长的直线和长的大半径曲线会导致较高的车速,若突然出现小半径曲线,会因减速不及而造成事故。特别是在下坡方向的尽头更要注意。若由于地形所限小半径曲线难免时,中间应插入中等曲率的过渡性曲线,并使纵坡不要过大。
2)高、低标准之间要有过渡。同一等级的道路由于地形的变化在指标的采用上也会有变化,或同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标准的变化。遇有这种高、低标准变化的路段,除满足有关设计路段在长度和梯度上的要求外,还应结合地形的变化,使路线的平面线形指标逐渐过渡,避免出现突变。不同标准路段相互衔接的地点,应选在交通量发生变化处,或者驾驶员能够明显判断前方需要改变行车速度的地方。
4.应避免连续急弯的线形
连续急弯会给驾驶员造成不便,会给乘客造成不舒适的感觉,设计时可在曲线间插入足够长的直线或回旋线。
一般只有三、四级公路在自然展线无法争取到需要的距离以克服高差,或因地形、地质条件所限而不能采取自然展线时,方可采用回头曲线。高差较大的山城道路也需要采用回头曲线。回头曲线是由一个主曲线、两个辅助曲线和主、辅曲线所夹的直线段组合而成的复杂曲线,如图3-10所示,是一种通过延长展线方式克服高差而采用的特殊曲线类型。由于地形困难,为减少工程数量,《标准》对回头曲线的各项指标作了专门的规定,见表3-8。
图3-10 回头曲线
表3-8 回头曲线极限指标
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5.平曲线应有足够的长度
公路平曲线包括圆曲线和缓和曲线。平曲线太短,汽车在曲线路段上行驶时间过短会使驾驶操作来不及调整,这在高速行驶的情况下是不安全的;同时,为保证乘客良好的心理状况,需设置足够长的平曲线以使离心加速变化率小于一定数值;当道路转角很小时,曲线长度就显得比实际短,容易引起曲线半径很小的错觉。因此,平曲线必须要具有一定的长度。
为了解决上述问题,最小平曲线长度一般应考虑按下述条件确定。
(1)汽车驾驶员在操作方向盘时不感到困难在平面设计中,公路平曲线一般由前后缓和曲线和中间圆曲线三段曲线组成。为便于驾驶操作和行车安全与舒适,汽车在任何一段线形上行驶的时间都不应短于3s,在曲线上行驶时间需要9s;如果中间的圆曲线长度为0,形成凸型曲线,但凸型曲线与两回旋曲线衔接,对行车不利,只有在受地形条件限制的山嘴或特殊困难情况下方可使用。因此,在平曲线设计时,圆曲线的最小长度一般要有3s行程。《规范》给定的各级公路平曲线最小长度见表3-9。
表3-9 各级公路平曲线最小长度
注:“一般值”为正常情况下的采用值;“最小值”为条件受限制时可采用的值。
(2)缓和曲线上离心加速度的变化率不超出定值 《标准》在规定最小缓和曲线时,已经考虑了离心加速度的变化率要求。因此,当平曲线是由两段缓和曲线组成的凸型曲线时,平曲线的最小长度应取该最小缓和曲线长度的两倍。
(3)偏角α<7°时的平曲线长度当路线转角<7°时,不仅容易使曲线设得过短,而且会将曲线长度和半径看得比实际的要小,使驾驶员产生急剧转弯的错觉。这种倾向在转角越小时越显著,为改善这种错觉,规范针对小偏角曲线的曲线最小长度提出了特别要求。设计计算时,当偏角<7°时,平曲线仍按由两段回旋线组成的凸型曲线来考虑,使α<7°的曲线外矢距E与α=7°时的曲线的E相等时的曲线长作为最小平曲线长,此时其长度应大于表3-10中的“一般值”的规定。当受地形条件及其他特殊情况限制时,可采用表中的“最小值”。
表3-10 公路转角α≤7°时的平曲线长度
注:1.α为路线转角值(°),当α<2°时,按α=2°计算。
2.“一般值”为正常情况下的采用值;“最小值”为条件受限制时可采用的值。
规范中并未明确限制最大平曲线长度,但曲线长度较大时,不利于平纵组合设计,也不利于空间线形的连续、美观,实际运用中应根据具体情况,对平曲线长度有所限制。对于高速公路,一般情况下,采用1000~2000m曲线长度比较合适,当曲线半径较小,纵断面起伏较大时,再短一些的曲线长度也是可以接受的。
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