摘要：公路線形設計是公路總體設計、總體布局的關鍵。線形是公路的骨架，其設計合理與否，不僅直接關系到公路建設項目的質量好壞、里程長短、投資多少、效益高低，更直接影響到公路運營安全。通常在設計中追求的高指標公路并不一定是安全的公路，而公路線形指標的均衡性、一致性、線形的連續性及線形與環境景觀的協調性才是滿足汽車高速及安全行駛的重要保證。

　　關鍵詞：公路,線形,設計

　　一、公路線形設計的特性

　　(一) 路線的適宜性和均衡性

　　路線的適宜性是指公路路線與自然條件的協調、配合，使公路與周圍環境融為一體，最大限度地減少對自然環境的破壞。路線的均衡性是指公路路線自身各要素間的協調、配合，使公路線形能自然地誘導駕駛員的視線，并保持視覺的連續性，最大限度地保證行車安全。

　　(二)線形設計的連續性

　　公路線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的能力。滿足連續性要求的路線設計，能夠連續地引導駕駛員的視覺和滿足駕駛員的心理和生理要求，減少駕駛員的無謂操作、疲勞和恐懼心理，增加駕駛員和乘客的安全感和舒適感。

　　(三)線形設計的靈活性

　　公路設計靈活性思想最先由美國提出，美國聯邦公路局(FHWA)聯合美國各州公路與運輸官員協會(AASHTO)等相關機構于1997年出版了《公路靈活性設計》，特別強調了線形的靈活性設計理念和方法。靈活性設計包含合理選用技術標準、靈活運用設計指標兩個層面的內容。靈活性設計是有條件的，必須以保證安全為前提，嚴格按照現行組合的設計原則進行設計就是保障安全的有力措施。即：設計靈活性就是“在充分掌握和理解現有標準、規范本質的基礎上，在不降低安全性的前提下，通過合理選擇技術標準，靈活運用設計指標，尋求達到更符合公路沿線可持續發展的需要和利益的目標”。

　　(四) 線形設計的安全性

　　公路的安全性設計是指從改善環境安全入手，通過在設計階段的公路安全性評價，優化公路設計，從而彌補行車安全、車輛安全的不足，消除存在安全性隱患的線形組合，提高道路運營的安全可靠性、提升高速公路的安全服務水平。公路安全性設計首先是對設計的道路線形進行安全性評價，指出存在安全性隱患的路段或線形組合，從而提出線形修改的依據，進行線形設計的優化。

　　二、線形設計在公路設計中的應用

　　1、直線。它是最常用的線形，有方向明確、距離短捷的優點。但研究表明，無論是一般公路還是高速公路，過長的直線段易使駕駛員因景觀單調而產生疲勞，導致注意力分散、反應遲緩，一旦遇見緊急情況，常因措不及而肇事;另外，駕駛員在長直線路段容易開快車，致使車輛在進入直線路段末段后的曲線部的速度仍然比較高，若遇到平面線形組合不好、彎道超高不足或其偶然干擾，往往導致車輛傾覆或其它類型的交事故。所以在運用直線線形并決定其長度時，必須持謹慎態度，不宜采用過長的直線。國外有資料指出：一次直線的最大長度小于3min 行程對交通安全比較有利。對于高速公路，若以最大允許時速120km/h 計，3min 的行程為6km。據調查，我國平原地區高速公路許多路段的一次直線長度都超過6km，有的長達10km 以上。《公路路線設計規范》(JTG D20-2006)對長直線沒有量化，從理論上講，合理的直線長度應根據駕駛員的心理和視覺效果等方面來確定，各國對長直線的限制都是從經驗出發，通過調查來確定的。針對我國的實際情況，定線時要避免追求長直線，又要因地制宜，靈活運用。

　　2、曲線。它也是道路路線最常用的一種線形，一定的曲率半徑可以使駕駛員產生適當的緊張感，從而有效減少交通事故。平曲線線型應適合地形的變化，曲線半徑不可過大或過小。據相關統計表明，10%～12%的交通事故發生在平曲線處，并且半徑愈小的路段上，發生交通事故也愈多。英國學者格蘭維爾通過實驗調查研究了道路平曲線的曲率和道路交通事故率的關系，并制作出一張矩形關系圖，我們可以從中看出，曲率半徑在10-100 米范圍時，事故率隨曲率的增大而急劇增高。

　　3、曲線轉角。它也是道路交通安全的影響因素。根據統計研究表明，曲線的偏角不能太小，曲線偏角過小時，曲線長度將會看起來比實際的要短，使駕駛員對公路產生急轉彎的錯覺，這種錯覺偏角越小越顯著，因此，當偏角小時應設置較長的曲線，使之形成公路是在順適轉變的感覺，以避免駕駛員枉作減速的準備。同時曲線轉角也應該小于30°，大于30°的曲線轉角會造成嚴重的交通安全隱患，應該盡量避免較大曲線轉角的出現。

　　4、坡度與坡長。德國學者比茲魯調查了德國高速公路的坡度與道路交通事故率的關系，得出了一個結論，同樣也制作成矩形關系圖。從中可以看出，坡度越陡，事故率越大。當坡度大于4%時，事故率便急劇上升。

　　5、豎曲線。道路縱斷面曲線包括凸曲線和凹曲線兩種。凸曲線的交通事故率要比水平路段大。雖然根據目前的資料還不能建立二者之間確切的統計關系，但有一種趨勢是肯定的，即小半徑凸曲線的事故率要比經過改善設計后的豎曲線路段事故率高很多。豎曲線半徑過小或長度不足會產生離心力過大和行車時間過短等不利因素。因此，在豎曲線設計中就盡量避免連續的短豎曲線(特別是在直線路段)和長而淺的凹型豎曲線上應確保道路的橫向排水系統。此外，豎曲線的頻繁變換會影響行車視距，這將嚴重降低道路安全性能，尤其在凸曲線路段，視距受限會大大增加交通事故率，例如在凸曲線后面如果存在一個急彎，由于凸曲線遮擋視線，駕駛員來不及反應極易造成交通事故。相對來說，凹曲線對于行車比較安全，并不是影響行車安全的關鍵因素，具有較少的事故率。在白天或夜晚照明充足的情況下，凹曲線的視距較好，但是在夜晚沒有照明的道路上，凹曲線必須考慮視距問題。

　　6、視距。視距不足引起交通事故的形式主要有三種：(1)平面彎曲路段，由于在彎道的內側有邊坡、建筑物、樹木、道路設施等，阻礙駕駛員的視線，使得視距滿足不了要求，從而成為視距不足路段; (2)凸形變坡路段，縱斷面為凸形的路段，在上下坡連接處的豎曲線上，駕駛員的視線受到阻礙。當豎曲線半徑較小時，視線受阻嚴重，視距滿足不了規定的數值，成為視距不足的路段; (3)凹形變坡路段，縱斷面為凹形的路段，在上下坡連接處的豎曲線上，汽車的車燈照射范圍受到阻礙。當豎曲線半徑較小時，駕駛員的視線受阻嚴重，視距滿足不了規定的數值，成為視距不足的路段。

　　7、平縱組合。公路交通安全的可靠性不僅與道路的平縱線形指標大小有關，還與道路設計時選定的幾何線形之間的組合是否協調密切相關。對于公路而言，任何路段在設計時就所選用的每一種線形單獨來講，一般都符合設計規范，但將多種線形組合在一起，其整體效果是否滿足道路交通安全，則需針對具體路段進行分析評價。事實上，平、縱曲線組合不當是產生危險路段的重要原因之一，組合情況對安全的影響要遠遠大于單個平、縱曲線的影響。平、縱線形不應單獨考慮其配合，不應教條地套用規范。

　　三、切實做好勘查工作

　　多年來，各設計院已經形成了較為全面的外業勘查工作重點，但是以人為本和注重環境方面尚顯不足。發達國家在項目開發的初級階段(可行性研究階段)在外業勘查內容上特別重視項目沿線的社會、自然地理、人文、歷史、文化等環境調查，為合理確定建設標準和設計指標打下堅實的基礎。對于公路建設項目而言，要的是：充分考慮道路沿線景觀和視覺效果;保護原始景觀;尊重河流、小溪及自然排水系統;充分認識到邊界、護欄、樹木形成的線條;尊重歷史上形成的小路;認識遠山的景觀、山脈、河流、湖泊、海洋及地平線，保護原始地貌;提供良好和視野。這些問題充分體現了以人為本和環境保護的理念。

　　四、結 語

　　在公路設計中應充分強調路線的一致性和連續性，強調設計的靈活性。路線線形指標應充分考慮地形、地貌條件，為了使道路與地形條件、景觀環境相協調，在滿足規范安全性的基礎上，不惜放寬線形設計指標。另外，在設計中應采用汽車運行車速的理念，路線設計中追求各線形指標的相互配合協調、高低指標之間的過渡緩和、路線線形均衡，追求實際行駛車速相對平穩等，這對降低工程造價、克服超速現象、減少交通事故、保護生態環境和道路景觀及與環境的相互協調具有重要的意義。