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美國公路設計理念值得我們學(xué)習和借鑒
美國的高速公路不論是里程還是質(zhì)量在全世界都是一流的。自1937年開(kāi)始修建高速公路,到1995年高速公路里程達到8.85萬(wàn)Km,占世界高速公路總里程的近一半,實(shí)現了州州通高速公路的目標,而且一般使用年限為15年左右,交通事故的發(fā)生率也相對較低,這與他們完善的路線(xiàn)幾何設計是分不開(kāi)的。
公路線(xiàn)形設計是公路總體設計、總體布局的關(guān)鍵。線(xiàn)形是公路的骨架,其設計合理與否,不僅直接關(guān)系到公路建設項目的質(zhì)量好壞、里程長(cháng)短、投資多少、效益高低,更直接影響到公路運營(yíng)安全。雖然每個(gè)國家對線(xiàn)形的設計都有明確的設計標準,但是僅僅滿(mǎn)足設計規范的線(xiàn)形設計并不代表是最合理的線(xiàn)形。
線(xiàn)形設計是否合理不僅是關(guān)系到高速公路安全性問(wèn)題的最主要因素,也是確定道路的經(jīng)濟性、景觀(guān)環(huán)境、通行能力等方面的重要因素。通常在設計中追求的高指標公路并不一定是安全的公路,而高速公路線(xiàn)形指標的均衡性、一致性、線(xiàn)形的連續性及線(xiàn)形與環(huán)境景觀(guān)的協(xié)調性才是滿(mǎn)足汽車(chē)高速及安全行駛的重要保證。
美國公路設計的五個(gè)階段
盡管美國各州對各階段的稱(chēng)呼不同,但公路建設各個(gè)階段的要求和內容是一致的。大體經(jīng)歷5個(gè)階段:
規劃――項目開(kāi)發(fā)――詳細設計――征地――施工
從上述階段劃分和工作內容看,“項目開(kāi)發(fā)”相當于我國項目的前期工作(可行性研究和初步設計),“詳細設計”為我們所說(shuō)的施工圖設計,而“征地”和“施工”在我國視為一個(gè)階段即施工階段。
規劃階段主要是確定建設項目的目標與需求、確定建設項目的功能、面臨的問(wèn)題與挑戰及其他重大決策。
確定建設項目的功能對于合理運用標準和設計指標非常重要。
在美國,依據道路所提供的交通服務(wù)特點(diǎn)(如短途或長(cháng)途、城市道路或是旅游道路等)確定其功能。所有的道路按照功能可以歸入表2中三類(lèi)公路中的一類(lèi)。
表2:公路功能分類(lèi)
不同功能類(lèi)別的公路在提供機動(dòng)性和居民出入服務(wù)方面是有著(zhù)本質(zhì)的聯(lián)系區別。干線(xiàn)公路提供高水平的機動(dòng)性和嚴格的出入控制,地方道路雖然提供進(jìn)入鄰近區域的便利性,但機動(dòng)性較差。集散道則在機動(dòng)性與居民出入方面處于平衡。
在美國,公路設計人員在進(jìn)行公路設計時(shí)常常使用被稱(chēng)為“綠皮書(shū)”的《公路與城市道路幾何設計政策》作為參考書(shū)。該書(shū)是由美國各州公路與運輸工作者協(xié)會(huì )(AASHTO)自20世紀30年代起出版發(fā)行的,最新發(fā)行的是2001年版。
AASHTO的“綠皮書(shū)”中明確闡述公路功能分類(lèi)與設計標準之間的關(guān)系。州、縣、市的公路設計手冊同樣也將設計標準與公路功能分類(lèi)聯(lián)系在一起。AASHTO“綠皮書(shū)”中指出:“設計過(guò)程的第一步便是確定該設施所要提供的服務(wù)功能。滿(mǎn)足該功能所需的預期交通量和交通組成的服務(wù)等級為公路設計者提供了一個(gè)設計基礎,據此他們可以在現有設計指標范圍內(針對具體功能類(lèi)型的公路)選擇合理、經(jīng)濟的設計車(chē)速及幾何線(xiàn)形設計標準。”
一旦一條具體的公路功能分類(lèi)得以確定,那么就有相對應的設計車(chē)速范圍。在允許的設計車(chē)速范圍,與平縱線(xiàn)形設計有關(guān)的一些主要限制性設計參數也就可以確定。同樣地,一旦功能分類(lèi)得以確定,那么基本的公路橫斷面指標就可以建立,包括車(chē)道寬、路肩寬、中央分隔帶的類(lèi)型與寬度及其它一些主要設計要素。
美國公路設計的靈活性理念
美國聯(lián)邦公路管理局(FHWA)充分認識到“在保護甚至是加強建設環(huán)境、自然風(fēng)景、人文歷史及社會(huì )資源的同時(shí)為公眾提供安全、高效的交通運輸服務(wù)是他們面臨的一個(gè)巨大的挑戰”,提出了公路設計靈活性的新理念。
美國聯(lián)邦公路管理局出版了一本“公路設計的靈活性”(Flexibility in Highway Design)的書(shū),專(zhuān)門(mén)介紹公路設計的靈活性。這里介紹的公路設計靈活性的新理念和主要觀(guān)點(diǎn)主要來(lái)自這本書(shū)。
“公路設計靈活性”的新理念并不是試圖去創(chuàng )建一個(gè)新的標準。實(shí)際上,這種設計新理念是建立在靈活應用現有的規范、標準、規章制度和法律規定基礎之上,在不降低安全性的前提下,通過(guò)靈活設計尋求達到更符合公路沿線(xiàn)可持續發(fā)展的需要和利益的目標。
由于美國通過(guò)立法為公路建設提供了穩定的建設資金,并有效利用這些資金的杠桿作用,在保證公路建設順利完成的同時(shí),確保有價(jià)值的自然風(fēng)景和人文歷史遺跡的留存。具體體現是要求設計人員能夠具有創(chuàng )新的設計思維,在考慮公路交通系統的安全性與滿(mǎn)足出行需要的同時(shí),還要全面地考慮公路交通系統沿線(xiàn)的景觀(guān)、歷史遺跡、美學(xué)與其它文化價(jià)值。
公路設計中一個(gè)重要的概念便是每一個(gè)公路建設項目都具有特殊性,包括項目所在區域的地理位置、地形地質(zhì)條件、沿線(xiàn)社會(huì )環(huán)境特點(diǎn)等因素、公路使用者的需求以及所面臨的挑戰與機遇。設計者所面臨的任務(wù)是尋求一種在安全和周?chē)匀灰约叭祟?lèi)環(huán)境之間的協(xié)調與結合。為了做到這一點(diǎn),設計師們需要靈活性。
靈活性包括以下:
允許各個(gè)州標準的取值范圍具有靈活性;
當受環(huán)境條件嚴格約束時(shí),可以有特殊設計;
對規劃階段的決策進(jìn)行再評估;
需要時(shí)允許降低設計車(chē)速;
維持現有道路的平、縱、橫斷面,僅僅重新罩面、修復和更換標志
認真考慮可選擇的指標,特別是對于景觀(guān)道路
檢查設計參數和指標在安全和運行中的效果
所有這些方法其目的是讓設計者在設計公路時(shí)創(chuàng )造性地靈活運用他們的專(zhuān)業(yè)知識與判斷能力。這種靈活性在有效發(fā)揮公路功能與運營(yíng)安全的同時(shí),還可使公路適合自然與人文環(huán)境。
路線(xiàn)的適宜性和均衡性
路線(xiàn)的適宜性是指公路路線(xiàn)與自然條件的協(xié)調、配合,使公路與周?chē)h(huán)境融為一體,最大限度地減少對自然環(huán)境的破壞。路線(xiàn)的均衡性是指公路路線(xiàn)自身各要素間的協(xié)調、配合,使公路線(xiàn)形能自然地誘導駕駛員的視線(xiàn),并保持視覺(jué)的連續性,最大限度地保證行車(chē)安全。
美國高速公路設計將環(huán)境提到了一個(gè)相當高的地位。其規范要求:公路的定線(xiàn)和設計可以而且應該能使環(huán)境更加完美,并作為改善環(huán)境的促進(jìn)因素。同時(shí)認為,環(huán)境不僅僅指自然環(huán)境,它包括人類(lèi)、植物和動(dòng)物三類(lèi)群體以及這三類(lèi)群體起作用的各自力量。
因此,美國高速公路設計的參考者,不僅有設計工程師,還有生物、化學(xué)、歷史、考古學(xué)家和土地評估家,在某些情況下甚至還有社會(huì )學(xué)家。聽(tīng)取公眾意見(jiàn)是方案確定階段必不可少的程序。
而在高速公路設計階段,非常強調路線(xiàn)與地形及環(huán)境的協(xié)調,盡可能消除造成大填大挖的人為因素,注重對原有地貌的保護和盡可能恢復自然的外觀(guān)。公路線(xiàn)形相鄰路段技術(shù)指標不均衡、銜接不合理,會(huì )使車(chē)輛行駛速度出現較大突變,從而影響交通安全。因此路線(xiàn)設計除了應使線(xiàn)形同地形、地物、景觀(guān)相適宜外,還應使線(xiàn)形流暢、連續、視覺(jué)良好,保證行車(chē)安全與舒適。公路作為一個(gè)三維空間構造物,在路線(xiàn)設計中還應該對公路的平、縱、橫三個(gè)面進(jìn)行綜合設計,做到平面順適、縱坡均衡、橫面合理。
美國公路線(xiàn)形設計強調在符合汽車(chē)行駛力學(xué)方面的要求外,還應考慮用路者的視覺(jué)、心理與生理方面的要求,以提高汽車(chē)行駛的安全、舒適與經(jīng)濟性。為了使線(xiàn)形連續、均衡,從根本上解決公路安全設計問(wèn)題.通常采用運行速度理論檢驗公路線(xiàn)形設計。要滿(mǎn)足路線(xiàn)適宜性的要求,需要通過(guò)靈活設計、精心創(chuàng )作,合理選用技術(shù)標準,實(shí)現安全、環(huán)保、美觀(guān)、節約的目的。路線(xiàn)的適宜性和均衡性實(shí)質(zhì)上也是強調公路靈活性設計以及景觀(guān)環(huán)境設計的效果。這些對我國高速公路設計具有很好的借鑒作用。
線(xiàn)形設計的連續性
公路線(xiàn)形的連續性設計是指公路的幾何條件既不違背駕駛員的期望,也不違背駕駛員安全操作和駕駛汽車(chē)的能力。滿(mǎn)足連續性要求的路線(xiàn)設計,能夠連續地引導駕駛員的視覺(jué)和滿(mǎn)足駕駛員的心理和生理要求,減少駕駛員的無(wú)謂操作、疲勞和恐懼心理,增加駕駛員和乘客的安全感和舒適感??梢?jiàn),連續性對于公路設計是非常重要的
道路線(xiàn)形的連續性是路線(xiàn)設計的基本要求之一,連續的道路設計應確保駕駛員能夠沿著(zhù)路線(xiàn)以他們期望的速度行駛。我國目前所使用的上述技術(shù)標準和設計規范中雖已提出線(xiàn)形連續性,但對連續性的標準并沒(méi)有明確提出。目前國內外對于線(xiàn)形連續性的研究很多,主要分為:基于速度的研究,基于安全的研究,基于駕駛員操作難易的研究。其中基于速度的研究比較成熟,因為道路線(xiàn)形連續與否對車(chē)輛產(chǎn)生的影響首要表現在車(chē)速上。車(chē)速變化的大小也就代表著(zhù)線(xiàn)形連續程度。事故率大小是對道路線(xiàn)形連續性的直接檢驗結果,事故率比較大的事故多發(fā)地點(diǎn),也必然代表著(zhù)其線(xiàn)形在此存在問(wèn)題。因此,美國等國均采用運行速度評價(jià)線(xiàn)形設計的連續性。
美國在公路安全性方面的研究,主要集中在道路安全管理、幾何設計一致性與實(shí)際運行速度評估、駕駛員行為調查分析及數學(xué)模型與輔助工具等方面。對公路線(xiàn)形的安全性評價(jià)主要通過(guò)對擬建道路的運行車(chē)速預測來(lái)對道路的安全性進(jìn)行評價(jià)。
美國道路設計理論和體系更注重路線(xiàn)與地形、環(huán)境的配合和協(xié)調。在設計中充分強調路線(xiàn)的一致性和連續性,強調設計的靈活性。路線(xiàn)線(xiàn)形指標充分考慮了地形、地貌條件,為了使道路與地形條件、景觀(guān)環(huán)境相協(xié)調,在滿(mǎn)足規范安全性的基礎上,不惜放寬線(xiàn)形設計指標。另外,在設計中采用了汽車(chē)運行車(chē)速的理念,路線(xiàn)設計中追求各線(xiàn)形指標的相互配合協(xié)調、高低指標之間的過(guò)渡緩和、路線(xiàn)線(xiàn)形均衡,追求實(shí)際行駛車(chē)速相對平穩等,這對降低工程造價(jià)、克服超速現象、減少交通事故、保護生態(tài)環(huán)境和道路景觀(guān)及與環(huán)境的相互協(xié)調具有重要的意義。
速公路線(xiàn)形指標的均衡性、一致性、線(xiàn)形的連續性、線(xiàn)形和環(huán)境景觀(guān)的協(xié)調性,以及線(xiàn)形設計的靈活性、安全性,作為現代公路設計的新理念已經(jīng)廣泛為國內外公路研究和設計領(lǐng)域所認同。而利用運行速度評價(jià)方法是通過(guò)運行車(chē)速檢查評價(jià),使公路線(xiàn)形各要素的設計達到連續、均衡和協(xié)調。采用預測運行速度評價(jià)道路線(xiàn)形設計質(zhì)量,使得公路設計的上述要求由定性研究過(guò)渡到定量研究。運行速度預測已成為近年來(lái)國內外設計領(lǐng)域研究和應用的主要方法,也是研究的熱點(diǎn)。因此在充分學(xué)習和理解的基礎上,借鑒國外先進(jìn)的設計理念和方法,對提高我國的公路設計水平具有重要意義。
公路線(xiàn)形設計是公路總體設計、總體布局的關(guān)鍵。線(xiàn)形是公路的骨架,其設計合理與否,不僅直接關(guān)系到公路建設項目的質(zhì)量好壞、里程長(cháng)短、投資多少、效益高低,更直接影響到公路運營(yíng)安全。雖然每個(gè)國家對線(xiàn)形的設計都有明確的設計標準,但是僅僅滿(mǎn)足設計規范的線(xiàn)形設計并不代表是最合理的線(xiàn)形。
線(xiàn)形設計是否合理不僅是關(guān)系到高速公路安全性問(wèn)題的最主要因素,也是確定道路的經(jīng)濟性、景觀(guān)環(huán)境、通行能力等方面的重要因素。通常在設計中追求的高指標公路并不一定是安全的公路,而高速公路線(xiàn)形指標的均衡性、一致性、線(xiàn)形的連續性及線(xiàn)形與環(huán)境景觀(guān)的協(xié)調性才是滿(mǎn)足汽車(chē)高速及安全行駛的重要保證。
美國公路設計的五個(gè)階段
盡管美國各州對各階段的稱(chēng)呼不同,但公路建設各個(gè)階段的要求和內容是一致的。大體經(jīng)歷5個(gè)階段:
規劃――項目開(kāi)發(fā)――詳細設計――征地――施工
階段 | 主要工作內容 |
規劃 | 州運輸廳、城市規劃部門(mén)及當地政府視投資可能確定工程項目 |
項目開(kāi)發(fā) | 工程項目得到更加明確的定義。制定可供選擇的路線(xiàn)走廊帶及設計標準(指標),并提出推薦方案。 |
詳細設計 | 進(jìn)行詳細設計,繪制詳細設計圖、計算工程量及進(jìn)行工程預算 |
征地 | 購買(mǎi)征用該項目需要的用地 |
施工 | 選擇承包商并開(kāi)始施工建設 |
從上述階段劃分和工作內容看,“項目開(kāi)發(fā)”相當于我國項目的前期工作(可行性研究和初步設計),“詳細設計”為我們所說(shuō)的施工圖設計,而“征地”和“施工”在我國視為一個(gè)階段即施工階段。
規劃階段主要是確定建設項目的目標與需求、確定建設項目的功能、面臨的問(wèn)題與挑戰及其他重大決策。
確定建設項目的功能對于合理運用標準和設計指標非常重要。
在美國,依據道路所提供的交通服務(wù)特點(diǎn)(如短途或長(cháng)途、城市道路或是旅游道路等)確定其功能。所有的道路按照功能可以歸入表2中三類(lèi)公路中的一類(lèi)。
表2:公路功能分類(lèi)
功能分類(lèi) | 服務(wù)內容 |
干線(xiàn)公路 | 有一定程度的出入控制,提供最高服務(wù)水平,保證能以最高速度不受干擾行駛最長(cháng)的距離 |
集散道 | 聚集地方公路上的交通并連接到干線(xiàn)公路,提供一般服務(wù)水平,保證能以較低速度短距離行駛 |
地方道路 | 包括干線(xiàn)公路和集散道以外的所有公路;主要為居民區或經(jīng)濟活動(dòng)地提供出入 |
不同功能類(lèi)別的公路在提供機動(dòng)性和居民出入服務(wù)方面是有著(zhù)本質(zhì)的聯(lián)系區別。干線(xiàn)公路提供高水平的機動(dòng)性和嚴格的出入控制,地方道路雖然提供進(jìn)入鄰近區域的便利性,但機動(dòng)性較差。集散道則在機動(dòng)性與居民出入方面處于平衡。
在美國,公路設計人員在進(jìn)行公路設計時(shí)常常使用被稱(chēng)為“綠皮書(shū)”的《公路與城市道路幾何設計政策》作為參考書(shū)。該書(shū)是由美國各州公路與運輸工作者協(xié)會(huì )(AASHTO)自20世紀30年代起出版發(fā)行的,最新發(fā)行的是2001年版。
AASHTO的“綠皮書(shū)”中明確闡述公路功能分類(lèi)與設計標準之間的關(guān)系。州、縣、市的公路設計手冊同樣也將設計標準與公路功能分類(lèi)聯(lián)系在一起。AASHTO“綠皮書(shū)”中指出:“設計過(guò)程的第一步便是確定該設施所要提供的服務(wù)功能。滿(mǎn)足該功能所需的預期交通量和交通組成的服務(wù)等級為公路設計者提供了一個(gè)設計基礎,據此他們可以在現有設計指標范圍內(針對具體功能類(lèi)型的公路)選擇合理、經(jīng)濟的設計車(chē)速及幾何線(xiàn)形設計標準。”
一旦一條具體的公路功能分類(lèi)得以確定,那么就有相對應的設計車(chē)速范圍。在允許的設計車(chē)速范圍,與平縱線(xiàn)形設計有關(guān)的一些主要限制性設計參數也就可以確定。同樣地,一旦功能分類(lèi)得以確定,那么基本的公路橫斷面指標就可以建立,包括車(chē)道寬、路肩寬、中央分隔帶的類(lèi)型與寬度及其它一些主要設計要素。
美國公路設計的靈活性理念
美國聯(lián)邦公路管理局(FHWA)充分認識到“在保護甚至是加強建設環(huán)境、自然風(fēng)景、人文歷史及社會(huì )資源的同時(shí)為公眾提供安全、高效的交通運輸服務(wù)是他們面臨的一個(gè)巨大的挑戰”,提出了公路設計靈活性的新理念。
美國聯(lián)邦公路管理局出版了一本“公路設計的靈活性”(Flexibility in Highway Design)的書(shū),專(zhuān)門(mén)介紹公路設計的靈活性。這里介紹的公路設計靈活性的新理念和主要觀(guān)點(diǎn)主要來(lái)自這本書(shū)。
“公路設計靈活性”的新理念并不是試圖去創(chuàng )建一個(gè)新的標準。實(shí)際上,這種設計新理念是建立在靈活應用現有的規范、標準、規章制度和法律規定基礎之上,在不降低安全性的前提下,通過(guò)靈活設計尋求達到更符合公路沿線(xiàn)可持續發(fā)展的需要和利益的目標。
由于美國通過(guò)立法為公路建設提供了穩定的建設資金,并有效利用這些資金的杠桿作用,在保證公路建設順利完成的同時(shí),確保有價(jià)值的自然風(fēng)景和人文歷史遺跡的留存。具體體現是要求設計人員能夠具有創(chuàng )新的設計思維,在考慮公路交通系統的安全性與滿(mǎn)足出行需要的同時(shí),還要全面地考慮公路交通系統沿線(xiàn)的景觀(guān)、歷史遺跡、美學(xué)與其它文化價(jià)值。
公路設計中一個(gè)重要的概念便是每一個(gè)公路建設項目都具有特殊性,包括項目所在區域的地理位置、地形地質(zhì)條件、沿線(xiàn)社會(huì )環(huán)境特點(diǎn)等因素、公路使用者的需求以及所面臨的挑戰與機遇。設計者所面臨的任務(wù)是尋求一種在安全和周?chē)匀灰约叭祟?lèi)環(huán)境之間的協(xié)調與結合。為了做到這一點(diǎn),設計師們需要靈活性。
靈活性包括以下:
允許各個(gè)州標準的取值范圍具有靈活性;
當受環(huán)境條件嚴格約束時(shí),可以有特殊設計;
對規劃階段的決策進(jìn)行再評估;
需要時(shí)允許降低設計車(chē)速;
維持現有道路的平、縱、橫斷面,僅僅重新罩面、修復和更換標志
認真考慮可選擇的指標,特別是對于景觀(guān)道路
檢查設計參數和指標在安全和運行中的效果
所有這些方法其目的是讓設計者在設計公路時(shí)創(chuàng )造性地靈活運用他們的專(zhuān)業(yè)知識與判斷能力。這種靈活性在有效發(fā)揮公路功能與運營(yíng)安全的同時(shí),還可使公路適合自然與人文環(huán)境。
路線(xiàn)的適宜性和均衡性
路線(xiàn)的適宜性是指公路路線(xiàn)與自然條件的協(xié)調、配合,使公路與周?chē)h(huán)境融為一體,最大限度地減少對自然環(huán)境的破壞。路線(xiàn)的均衡性是指公路路線(xiàn)自身各要素間的協(xié)調、配合,使公路線(xiàn)形能自然地誘導駕駛員的視線(xiàn),并保持視覺(jué)的連續性,最大限度地保證行車(chē)安全。
美國高速公路設計將環(huán)境提到了一個(gè)相當高的地位。其規范要求:公路的定線(xiàn)和設計可以而且應該能使環(huán)境更加完美,并作為改善環(huán)境的促進(jìn)因素。同時(shí)認為,環(huán)境不僅僅指自然環(huán)境,它包括人類(lèi)、植物和動(dòng)物三類(lèi)群體以及這三類(lèi)群體起作用的各自力量。
因此,美國高速公路設計的參考者,不僅有設計工程師,還有生物、化學(xué)、歷史、考古學(xué)家和土地評估家,在某些情況下甚至還有社會(huì )學(xué)家。聽(tīng)取公眾意見(jiàn)是方案確定階段必不可少的程序。
而在高速公路設計階段,非常強調路線(xiàn)與地形及環(huán)境的協(xié)調,盡可能消除造成大填大挖的人為因素,注重對原有地貌的保護和盡可能恢復自然的外觀(guān)。公路線(xiàn)形相鄰路段技術(shù)指標不均衡、銜接不合理,會(huì )使車(chē)輛行駛速度出現較大突變,從而影響交通安全。因此路線(xiàn)設計除了應使線(xiàn)形同地形、地物、景觀(guān)相適宜外,還應使線(xiàn)形流暢、連續、視覺(jué)良好,保證行車(chē)安全與舒適。公路作為一個(gè)三維空間構造物,在路線(xiàn)設計中還應該對公路的平、縱、橫三個(gè)面進(jìn)行綜合設計,做到平面順適、縱坡均衡、橫面合理。
美國公路線(xiàn)形設計強調在符合汽車(chē)行駛力學(xué)方面的要求外,還應考慮用路者的視覺(jué)、心理與生理方面的要求,以提高汽車(chē)行駛的安全、舒適與經(jīng)濟性。為了使線(xiàn)形連續、均衡,從根本上解決公路安全設計問(wèn)題.通常采用運行速度理論檢驗公路線(xiàn)形設計。要滿(mǎn)足路線(xiàn)適宜性的要求,需要通過(guò)靈活設計、精心創(chuàng )作,合理選用技術(shù)標準,實(shí)現安全、環(huán)保、美觀(guān)、節約的目的。路線(xiàn)的適宜性和均衡性實(shí)質(zhì)上也是強調公路靈活性設計以及景觀(guān)環(huán)境設計的效果。這些對我國高速公路設計具有很好的借鑒作用。
線(xiàn)形設計的連續性
公路線(xiàn)形的連續性設計是指公路的幾何條件既不違背駕駛員的期望,也不違背駕駛員安全操作和駕駛汽車(chē)的能力。滿(mǎn)足連續性要求的路線(xiàn)設計,能夠連續地引導駕駛員的視覺(jué)和滿(mǎn)足駕駛員的心理和生理要求,減少駕駛員的無(wú)謂操作、疲勞和恐懼心理,增加駕駛員和乘客的安全感和舒適感??梢?jiàn),連續性對于公路設計是非常重要的
道路線(xiàn)形的連續性是路線(xiàn)設計的基本要求之一,連續的道路設計應確保駕駛員能夠沿著(zhù)路線(xiàn)以他們期望的速度行駛。我國目前所使用的上述技術(shù)標準和設計規范中雖已提出線(xiàn)形連續性,但對連續性的標準并沒(méi)有明確提出。目前國內外對于線(xiàn)形連續性的研究很多,主要分為:基于速度的研究,基于安全的研究,基于駕駛員操作難易的研究。其中基于速度的研究比較成熟,因為道路線(xiàn)形連續與否對車(chē)輛產(chǎn)生的影響首要表現在車(chē)速上。車(chē)速變化的大小也就代表著(zhù)線(xiàn)形連續程度。事故率大小是對道路線(xiàn)形連續性的直接檢驗結果,事故率比較大的事故多發(fā)地點(diǎn),也必然代表著(zhù)其線(xiàn)形在此存在問(wèn)題。因此,美國等國均采用運行速度評價(jià)線(xiàn)形設計的連續性。
線(xiàn)形設計的安全性
公路的安全性設計是指從改善環(huán)境安全人手,通過(guò)在設計階段的公路安全性評價(jià),優(yōu)化公路設計,從而彌補行車(chē)安全、車(chē)輛安全的不足,消除存在安全性隱患的線(xiàn)形組合,提高道路運營(yíng)的安全可靠性、提升高速公路的安全服務(wù)水平。公路安全性設計首先是對設計的道路線(xiàn)形進(jìn)行安全性評價(jià),指出存在安全性隱患的路段或線(xiàn)形組合,從而提出線(xiàn)形修改的依據,進(jìn)行線(xiàn)形設計的優(yōu)化。從公路設計角度,安全評價(jià)的內容總體上可歸并為包括平、縱、橫的線(xiàn)形設計和包括凈空寬度、路側邊坡、排水設施、交通工程的路側設計等影響到行車(chē)安全的各種因素。美國在公路安全性方面的研究,主要集中在道路安全管理、幾何設計一致性與實(shí)際運行速度評估、駕駛員行為調查分析及數學(xué)模型與輔助工具等方面。對公路線(xiàn)形的安全性評價(jià)主要通過(guò)對擬建道路的運行車(chē)速預測來(lái)對道路的安全性進(jìn)行評價(jià)。
美國道路設計理論和體系更注重路線(xiàn)與地形、環(huán)境的配合和協(xié)調。在設計中充分強調路線(xiàn)的一致性和連續性,強調設計的靈活性。路線(xiàn)線(xiàn)形指標充分考慮了地形、地貌條件,為了使道路與地形條件、景觀(guān)環(huán)境相協(xié)調,在滿(mǎn)足規范安全性的基礎上,不惜放寬線(xiàn)形設計指標。另外,在設計中采用了汽車(chē)運行車(chē)速的理念,路線(xiàn)設計中追求各線(xiàn)形指標的相互配合協(xié)調、高低指標之間的過(guò)渡緩和、路線(xiàn)線(xiàn)形均衡,追求實(shí)際行駛車(chē)速相對平穩等,這對降低工程造價(jià)、克服超速現象、減少交通事故、保護生態(tài)環(huán)境和道路景觀(guān)及與環(huán)境的相互協(xié)調具有重要的意義。
速公路線(xiàn)形指標的均衡性、一致性、線(xiàn)形的連續性、線(xiàn)形和環(huán)境景觀(guān)的協(xié)調性,以及線(xiàn)形設計的靈活性、安全性,作為現代公路設計的新理念已經(jīng)廣泛為國內外公路研究和設計領(lǐng)域所認同。而利用運行速度評價(jià)方法是通過(guò)運行車(chē)速檢查評價(jià),使公路線(xiàn)形各要素的設計達到連續、均衡和協(xié)調。采用預測運行速度評價(jià)道路線(xiàn)形設計質(zhì)量,使得公路設計的上述要求由定性研究過(guò)渡到定量研究。運行速度預測已成為近年來(lái)國內外設計領(lǐng)域研究和應用的主要方法,也是研究的熱點(diǎn)。因此在充分學(xué)習和理解的基礎上,借鑒國外先進(jìn)的設計理念和方法,對提高我國的公路設計水平具有重要意義。
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