231 2021年第1期发展与创新
公路典型“小偏角、大半径”平面线形优化措施
陈  林
中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北 武汉 430050
摘　要：公路设计与施工的各项工作均需要围绕安全目标展开，并且在此基础上还需要追求行车的舒适性、经济效益等。对此，通过对线形的优化设计，可以更好地营造安全的道路通车环境。文章以某工程实例为研究背景，围绕“小偏角、大半径”的平面线形优化措施展开了探讨，以期为类似工程提供有价值的参考。
关键词：公路设计；小偏角；大半径；平面线形
中图分类号：U412.36      文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2021）01-0231-02
1  平面线形对驾驶行为的具体表现
一般驾驶人会根据实际通行路况适时调整驾驶行为，因此在直线段和曲线段驾驶人的驾驶行为会存在差
异。其中，对于直线段和半径超过临界半径的曲线段而言，通常以该路段的长度、车辆提速性能等为关键因素，这会给驾驶行为带来直接影响，具体表现如下：
（1）若路段较短，车辆则维持初速度行驶状态，即不发生变速等行为；若路段较长，则会保持持续加速的行驶状态。
（2）车辆行驶至曲线段后，若该处的曲线半径超过临界半径，则可以将其视为直线处理；若具有小于临界半径的关系，此时在回旋线内发生减速运动，持续该状态直至到达驾驶人认为安全的速度后，再保持不变[1]。
（3）若平曲线半径较大，则易出现平曲线长度偏长的情况，驾驶者在行驶过程中易产生宛如在长直线段行驶的错觉，从而引发驾驶疲劳。
根据调查结果可知，驾驶者对于过缓、过长的曲线并不给予认可，因此大半径的曲线并非绝佳方案。
2  公路路线设计规范视域下的小转角、大半径圆曲线
大半径平曲线设计方案存在局限性，例如为了有效控制长度而产生小偏角，或为了适当增加偏角而特意采取长大曲线的方式。若车辆行驶在长大曲线上，尽管此时的曲线偏向柔和，但驾驶者所做出的驾驶行为几乎无异于直线段。以半径超9000m的路段为例，驾驶者在300～600m的视野内所产生的视觉
效果与直线段几乎保持一致，且此时驾驶者容易产生驾驶疲劳感，稍有不当将酿成车祸。因此，设计人员在设计曲线转角和半径时，需充分考虑到现场地形情况，即小转角设置大半径圆曲线时易导致路容发生折扭，且视觉层面所感受到的曲率易超过实际值[2]。
3  工程实例
友谊大道沿线各路段中，该项目范围内限速60km/h，该段现状为沥青路面形式，虽然存在局部破损现象，但是程度较为轻微，路面通行状况尚佳。友谊大道路段沿线开发情况如图1所示。
现阶段，友谊大道的通行路况较为良好，但局部路段的交通流量相对较大，高峰时期存在通行延误的情况。沿线各段中，以团结路至秦园路段的车流量最大，服务水平为C级，且伴有较明显的延误现象。
线形诱导标志
在城市快速路网持续完善的背景下，友谊大道的交通枢纽地位也随之显现，成为武昌地区较为核心的快速交通走廊。当前，该段路所提供的交通通行服务能力依然相对较好，但可以预测的是后续车流量将逐步增大，高峰时段可达到7288辆/h，现状服务水平下降至E级。纵观时间发展轴线，友谊大道的通行服务能力下降与实际需求提高所产生的矛盾愈发明显，急需对其采取快速化改造措施，以提高其道路通行服务能力，有效满足日益增长的车辆通行需求。
3.1 起终点论证
（1）工程起点。该项目始于武车路交叉口，与现状友谊大道衔接。起点需要要拟合现状道路中线，应在最大限度地削减武车路以西友谊大道的改造工程量，通过采取相适应的改造措施后，取消现状信号灯交叉口，对中分带采取封闭措施，遵循在武车路上跨友谊大道的设置原则，以构成便捷化的2条道路交通转换渠道。（2）工程终点。该项目止于宏茂巷交叉口，从现状交通设施布设情况来看，交叉口北侧40m即为下穿徐东大街通道，该段改造拟合现状道路中线，尽可能避免下穿通道的改造工作。
3.2 修规的调整
根据规划，友谊大道沿线优化过程中，宏茂巷—武车图
1 友谊大道路段沿线开发情况
（2）武车路至宏茂巷线形的调整。以确保规划红线不受干扰为基本前提，根据设计中线现状加以微调。引入“S”形曲线顺接的方式，具体应用场景包含以下三处：武车路—赵家墩路与赵家墩路—秦园路两处，统一采取R=11500m的布设形式；秦园中路—宏茂巷，该段圆曲线半径设置标准为R=4500m、R=3700m，并采取小偏角设计形式。为了充分满足道路红线控制要求，在许可范围内最大限度地增加小偏角段落平曲线的长度，而为了增强行车舒适性，宜采取降速的方式，或借助视线诱导标志而达到增加行车舒适性的效果。其中，主线为起点（K0+151.567）接现状友谊大道，该处起直至秦臻路段（K1+240）均采取双向8车道建设形式，此后至团结路段（K2+160）转为双向4车道桥梁，与现状宏茂巷交叉口相接，全线总长2191.87m。为满足现阶段城市快速路建设要求，在单向2车道的高架桥快速路建设时需配套停车带，宽度控制标准为2.5m。该段施工中，共涉及5处平曲线，各自对应圆曲线半径具有差异性，依次为720m、11500m、11500m、4500m、3700m，R≥600m不设超高。
武车路为起点连接长喻路交叉口，主线设双向2车道高架桥，终点与现状武车路顺接。该段沿线施工中，共设置一处平曲线，圆曲线半径为1650m。规划友谊大道（宏茂巷—武车路）路段全程均为直线段，折点依次布设于友谊大道—武车路路口、秦园路路口，根据相关工程规范，需基于平面线形的特点采取优化措施，以提高线形的合理性。具体措施如下：①起点接现状新增平曲线，考虑到平面线形应具备连续性的基本要求，圆曲线R=720m，设缓和曲线。
②基于武车路—宏茂巷路段的线形特征加以优化。根据该段既有规划，线位为折线，以维持规划红线
不变为基本前提，适时调整设计中线。根据各段特点，在武车路—赵家墩路与赵家墩路—秦园路建设时统一采取“S”形顺接方式，具体施工控制标准为圆曲线半径R=11500m；并将相同方法应用于园中路—宏茂巷，但需调整其圆曲线半径，具体有R=4500m、R=3700m。兼顾道路红线控制标准以及车道建设需求，在设计优化期间遵循适当增加小偏角段平曲线长度的方法，即125.366m，同时考虑到行车安全性问题，可采取降速措施，或提前布设视线诱导标志。
3.3 团结路至宏茂巷平面方案
根据现场状况和工程规范，提出两种优化方案。
（1）方案一。主辅双向10车道形式，该段不再配置分隔带，断面西至东包括4.2m人行道+3.5m非机动车道+ 2.0m侧分带+17.75m主道机动车道+3.5m中分带+17.75m
（2）方案二。主线、辅道均为4车道，断面西至东包括4.25m人行道+3.5m非机动车道+1.75m侧分带+7.25m辅道+1.5m侧分带+12m主道机动车道（设进出口车道）+1m 中分带+12m主道机动车道（设进出口车道）+1.5m侧分带+ 7.25m辅道+1.5m侧分带+2.5m非机动车道+4m人行道，共计60m。团结路前设主线出口、后设辅道入口。①优点：主线辅道采取的是相互独立的布置方案，形成较明朗的交通组织形式，可充分发挥出主线快速路的应用优势。②缺点：进出口处均配置有加减速车道，若在该区域配套一座港湾式公交车站，则存在突破红线的可能，同时施工量也相对较大。
综合对比分析可知，方案一具有较良好的环保效益，但局限之处在于交通组织效果欠佳，极容易对主线行车造成干扰；方案二则形成较为清晰的交通组织方案，同时可有效提高主线行车的舒适性。同时，综合考虑园林部门等方面的建议，在该段道路的优化设计中，以不突破红线为基本前提，多途径提高交通安全设施的设计水平，可以采取双向10车道的布设形式，具体分布方案为内侧3车道和外侧2车道，在两者间设虚实线，以达到有效分隔的效果；此外，需加强监控设施的布置，以免因自由交织而对主线行车道的正常通行状况造成不良影响。
4  结束语
由于公路工程建设往往规模都较大，因此施工单位过度追求速度的情况屡见不鲜，导致出现忽视优化各项细节的情况，例如因平面线形缺乏合理性而造成的车辆通行期间安全隐患异常增多等，给车辆安全通车环境的营造增加了难度。从各项工程实践中不难看出，基于公路的平面线形优化是一项循序渐进的工作，需经过多次调整，方可确保最终方案的可行性。
参考文献：
[1]蓝博华.道路互通立交设计方式分析与研究[J].工程技术
研究,2019,4(7):148-149.
[2]郑文斌.公路交通安全设施工程施工质量管理与控制研究
[J].工程技术研究,2019,4(9):154+170.
[3]于玲，秦翔，包龙生.基于遗传算法的山区高速公路平面线
形优化设计方法[J].公路交通科技(应用技术版),2018, 14(9):175-180.
作者简介：陈林，男，本科，工程师，研究方向为城市道路、公路设计。