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山地旅游项目道路设计方面的探讨和共鸣

本站     2019/8/21 10:10:15    

旅游是为了休闲、娱乐、探亲访友或者商务目的进行的旅行活动。山地旅游以秀丽风景、生态资源、丛山密林、珍奇动植物为核心吸引物,辅助相应的旅游配套服务设施。因此,山地旅游项目道路需要满足山林防火要求,普通汽车通行等要求。
      山地旅游规划的道路设计涉及到道路基准点选取、平曲线设计、竖曲线设计( 纵断面设计)以及道路横断面设计等要素。这些决定了项目开发的核心诉求,包括使用便捷、节约投资、集约土地、生态保护、景观环境等。本文希望在山地旅游项目道路设计方面引起一些专业领域的探讨和共鸣。

道路中心线基准点的选择

1、与主要出入口的衔接; 
2、现状道路的有效利用; 
3、对上位规划中基础设施规划的充分遵循; 
4、与建设用地选择的相互推敲; 
5、对于节约道路工程投资的综合考虑; 
6、沿途的景观环境要求等。

平曲线设计原则

      对山地建设项目道路设计的平曲线,原则上应尽可能采用较大的半径,以提高道路的使用质量。城市规划标准中道路的圆曲线,应采用大于不设超高最小半径的半径值,当受地形或其他条件限制时,亦采用不设超高最小车径。然而在山地旅游项目中很难实现这一标准,且道路设计行车速度也会低于城市标准, 所以应参考限制条件标准下限,局部路段设置超高、加宽或会车带等特殊技术处理。
      在长直线( 特别是下坡的) 尽头,为了行车安全, 不得采用小半径的平曲线。因为在这种直线段上行车极易超速,如对平曲线的出现缺乏思想准备或判断错误,往往会发生事故。在某些特殊地段,如大、中桥、一般应为直线,用较大的半径。隧道内应避免设置平曲线。必须设置时,其半径应大于不设超高的平曲线最小半径值。
      通过计算得到的平曲线半径值一般应采取整数。 当半径值在 125 米以下时。应取5 米的整倍数;在225 米-250 米时,取10 米的整倍数;在150 米-l000 米时, 取50 米的整倍数;在1000 米以上,取100 米的整倍数。

竖曲线(纵断面)设计原则

      道路纵断面线形常采用直线( 又叫直坡段)、竖曲线两种线形,二者是纵断面线形的基本要素。竖曲线常采用圆曲线,可以分为“ 凸形竖曲线”和“ 凹形竖曲线” 两种。 
      在道路纵断面上两个相邻纵坡线的交点,被称为变坡点。为了保证行车安全、舒适以及视距的需要,在变坡处设置竖曲线。竖曲线的主要作用是:缓和纵向变坡处行车动量变化而产生的冲击作用;确保道路纵向行车视距;将竖曲线与平曲线恰当地组合,有利于路面排水和改善行车的视线引导和舒适感。 
      竖曲线技术指标主要有竖曲线半径和竖曲线长度。凸形竖曲线的视距条件较差,应选择适当的半径以保证安全行车的需要。凹形竖曲线的视距一般能得到保证,但由于在离心力作用下汽车要产生增重,因此应选择适当的半径来控制离心力不要过大,以保证行车的平顺和舒适。
      竖曲线设计,常以圆曲线为基本线形。另外也采用二次抛物线和三次抛物线。从纵断面几何图形看,凡是纵坡坡度代数差为正值时,在变坡点都应设置凸形竖曲线。反之,凡纵坡坡度代数差为负值时,在变坡点都应设置凹形竖曲线。从尽可能满足行车舒适和安全的要求看,竖曲线半径应该大一些,以利于驾驶员视觉上的连续性。
      为保证行车安全,道路纵断面线形应满足以下条件: 
      1)纵面线形应与地形相适应,设计成视觉连续、平顺而圆滑的线形,避免在短距离内出现频繁起伏,应避免出现能看见近处和远处而看不见中间凹处的纵面线形。
      2)较长的连续上坡路段,宜将最陡的纵坡放在底部,接近坡顶的纵坡宜适当放缓。
      3)交叉处前后的纵坡应平缓。在积雪或冰冻地区, 应避免采用陡坡。
      在道路纵坡设计时取纵坡限制较大值,但需符合道路设计规范。山区道路以游览为主要目的,道路设计速度要求不高,设计速度在30-40km/h,根据规范最大纵坡推荐值为6-7%,最大纵坡限制值为8-9%。同时有纵坡限制坡长条件。道路坡度在9% 以下,纵坡限制坡长和坡度最小值符合上表即可。山地旅游项目规划设计中直线段长度较小,变坡点相对密集,因此竖曲线应用的频率非常高,而且受到地形复杂的制约条件很多,对于道路设计的要求很高。一般只有在旅游区详细规划的竖向规划中提供相应成果。在总体规划和概念规划层面仅考虑道路选线中的平曲线设计。下面我们来探讨一下,平、竖曲线的组合设计形式。

平、竖曲线组合设计

      在平纵线形的组合上,应注意以下的问题:在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线,并保持视觉的连续性。平、纵线形的技术指标应均衡,使线形在视觉上、心理上保持协调。合成坡度应组合得当,以利于路面排水和行车安全。
      平纵线形应避免出现以下的组合:
      1) 计算行车速度_ 40km/h 的公路, 凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部,不得插入小半径平曲线。
      2)凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部,不得与反向平曲线的拐点重合。
      3)直线上的纵面线形应避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶者视觉中断的线形。
      4)直线段内不能插入短的竖曲线。小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠。
      5)避免在长直线上设置超陡坡及曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。
      6)在完全通视的条件下,长上( 下) 坡路段的平面线形多次转向形成蛇形的组合线形,应极力避免。
      7)平面转角小于7°的平曲线不宜与坡度角较大的凹形竖曲线组合在一起。
      平、竖曲线的组合惯式如下: 
      1)平曲线与竖曲线应相互重合,且平曲线应稍长于竖曲线。这种组合是使竖曲线和平曲线对应,最好使竖曲线的起、终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内,即所谓的“ 平包竖”。对于等级较高的道路应尽量做到这种组合,并使平、竖曲线半径都大一些才显得协调,特别是凹形竖曲线处车速较高,二者半径更应该大一些。
      2)平曲线与竖曲线大小应保持均衡。所谓均衡,是指平、竖曲线几何要素要大体平衡、匀称、协调, 不要把过缓与过急、过长与过短的平曲线和竖曲线组合在一起。根据德国计算统计,若平曲线半径小于1000m,竖曲线半径大约为平曲线半径的10-20 倍时,便可达到均衡的目的。
      3)暗弯、明弯与凸、凹竖曲线。暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理的组合。对暗与凹、明与凸的组合,当坡差较大时,会给人以错觉:舍弃平坦坡道及近路不走,而故意爬坡、绕弯的感觉。此种组合在山区难以避免,只要坡差不大,矛盾也不很突出。
      4)直线上一次变坡是较好的平、竖组合,从美学观点讲以包括一个凸形竖曲线为好,而包括一个凹形线次之;直线中短距离内二次以上变坡会形成反复凸凹的“ 驼峰” 和“ 凹陷”,看上去线形既不美观也不连贯, 宜使驾驶员的视线中断。

道路横断面设计

1、道路断面形式
      山地旅游规划项目道路横断面由于受到地形条件限制,道路不宜设置太宽,满足景区车辆通行即可,山区道路通行量小,多为“一块板”形式,另外由于山地旅游区多以生态环境、林地等自然资源为优势,绿化覆盖面积较大,所以除了主要出入口景观道和重要交通集散枢纽之外,在道路红线内很少刻意布置道路绿化,更多借用道路两侧的自然林地、绿地等景观加以改造,形成自然绿色通廊。我们在这里主要分析非节点道路横断面设计思路。
      由于地形的变化,山地道路横断面设计图不仅仅要强调道路红线范围内的部分,还应该延伸到两侧更大的距离,充分表达道路两侧延伸段的高差变化和为了满足形成视距的绿化改造方案。因此,一块板的道路断面形式并不是简单的设计表达,要更系统更全面。主要有以下几种基本设计形式。

2、道路宽度标准
      1)基地条件特殊,道路大多没有条件形成环线,道路设计应采取双向交通
      根据消防通道不应小于3.5 米的森林防火要求,普通汽车宽度为2 米左右,客车、消防车、工程车辆宽度为2.5 米左右,道路宽度为5.5 米可满足普通汽车与普通汽车在正常行驶中会车,普通汽车与客车、消防车、工程车辆减速进行会车。但客车、消防车、工程车辆之间会车需6-7 米道路,所以道路宽度设计在5.5-7 米为宜。
      景区主要游客通行道路, 交通流量较大,旅行客车会车较多的道路,建议道路宽度为7 米,可满足车辆基本行车要求。
      道路等级较低,以小型普通车辆为主, 无较多工程车辆、客车进入的,建议道路宽度取5.5 米下限。但需根据道路设计行车速度,在路段规范区间内设置会车加宽带,以满足有时大型车辆会车要求。
      2)基地条件适中,道路可形成环线
      道路设计为双向交通,道路宽度可参照5.5-7 米的道路宽度标准。
      从节约成本角度考虑,道路为单向交通时,仅从车行考虑,3.5 米可满足普通汽车、客车、消防车、工程车正常行驶,同时可满足少量行人通行,为避免大量行人与汽车混行,建议道路宽度为3.5-5 米。
      3)基地条件特殊,局部为环线
      此时道路设计需环线、尽端路结合。宽度根据道路的单双向、是否为环线等条件相结合考虑。

3、道路横坡
      以道路横断面为视角,道路中心或一端到另一端的坡度称之为“ 横坡”。双向横坡一般用于没有中心隔离带的道路,如一般的城市道路,是中间高两边低的一个形态,横坡一般以X% 表示一般道路坡度在2%-3% 代表的是高点于低点的高差h 与高点之间距离L 的百分比。另外路堤边坡,一般出现在高出原地面的道路上,由于道路高出原地面,需要填土以达到设计标高,也就是路堤。填筑路堤需从下向上逐层填筑、碾压,每层的宽度逐渐减小,达到设计高度时,宽度略宽与设计路面宽度,这是路堤两边会形成一个坡度,就是边坡。山地旅游区道路横坡主要满足排水要求,局部转弯半径较小地段为防止车辆侧向滑移宜设置加宽路段,或适量减小横坡坡度,能够达到排水要求即可。

GIS 分析在道路选线中的应用

      山体的坡度是影响道路选线的重要条件。山体情况各不相同,有些山体会出现较陡坡面,有些会出现较缓坡度,而这缓坡坡度大小将影响道路的选线。结合GIS 关于坡度分析的矢量信息,可对道路的选线,能够达到标准的纵坡范围等形成一个量化评判。

1、缓坡平面较缓,平均坡度在15°左右
      在道路设计中,道路的纵坡有最大纵坡值要求,因此山体最缓坡面坡度在最大纵坡值左右的,适宜作为道路选线。以山地道路平均速度为30km/h 来说,30km/h 的最大纵坡为9%,坡度最小长度为85m,当山体缓坡平均坡度在9% 左右,线路选择缓坡坡面,对山体进行稍加改造,即可符合道路设计规范,满足道路设计要求。如图,当缓坡坡面平均坡度为15°,85 米距离上升约9m,200 米距离上升约22m,所以当山体缓坡坡度平均坡度小于15°时,进行工程措施可解决爬坡问题;若不进行工程措施改造山体,平均坡度15°,在车辆低速时也可正常通过。对于一些马力强劲的电瓶车来说也是没问题。此种特殊情况在某些地形条件特殊情况可考虑。
      所以山体缓坡坡面坡度在15°左右时, 建议作为道路选线,即可节约道路因盘山造成的道路长度和工程量的投资费用,节约项目费用。

2、缓坡坡面平均坡度大于15° 
      沿着等高线布线最容易与景观协调,且对车辆和行人使用来说最省力。当道路需要穿越等高线时,应在道路与等高线之间选择一个合适的角度和坡度,避免形成明显的断崖,并应尽量避免道路垂直穿越等高线。
       山地地形复杂,可采用开挖山体、修建挡土墙、架空或悬挑的方式来满足交通要求。为避免造价过高同时减少对自然生态环境的破坏,道路的宽度建议取上述建议的较小值。
       道路作为一种线形构造物,应将其视为景观对象来研究。修建道路会对自然景观产生影响,有时甚至产生一定破坏作用。而道路两侧的自然景观会影响道路上汽车的行驶,特别是对驾驶员的视觉、心理以及驾驶操作等都有很大影响。
      道路的选线往往受地形、地貌、工程技术经济等条件的限制,有时不可避免的需要对地面进行较大改造,但应减少“ 大挖大填” 的做法,尽量减少土方工程量、减少对生态的破坏、节约道路基建费用。道路设计宽度、坡度、选线等数值需根据地形条件确定,因此道路设计前需对项目基地必须进行GIS 分析,从量化信息上寻求道路规划设计可实现的方法。

总结

      山地旅游项目道路系统设计是个较为复杂的工作,考虑条件较多,既要考虑道路通达性,又有考虑道路的建设成本和减少对生态环境的破坏。建议在对项目基地进行GIS 等技术分析后,确定山体坡度再进行道路设计。在对山地道路设计的要素道路宽度、坡度、选线进行确定时,建议参考道路规划设计规范及本文操作。


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