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美國(guó)公路設(shè)計(jì)理念值得我們學(xué)習(xí)和借鑒
美國(guó)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(dá)到8.85萬(wàn)Km，占世界高速公路總里程的近一半，實(shí)現(xiàn)了州州通高速公路的目標(biāo)，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(duì)較低，這與他們完善的路線幾何設(shè)計(jì)是分不開(kāi)的。
公路線形設(shè)計(jì)是公路總體設(shè)計(jì)、總體布局的關(guān)鍵。線形是公路的骨架，其設(shè)計(jì)合理與否，不僅直接關(guān)系到公路建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量好壞、里程長(zhǎng)短、投資多少、效益高低，更直接影響到公路運(yùn)營(yíng)安全。雖然每個(gè)國(guó)家對(duì)線形的設(shè)計(jì)都有明確的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但是僅僅滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的線形設(shè)計(jì)并不代表是最合理的線形。
線形設(shè)計(jì)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(jì)性、景觀環(huán)境、通行能力等方面的重要因素。通常在設(shè)計(jì)中追求的高指標(biāo)公路并不一定是安全的公路，而高速公路線形指標(biāo)的均衡性、一致性、線形的連續(xù)性及線形與環(huán)境景觀的協(xié)調(diào)性才是滿足汽車(chē)高速及安全行駛的重要保證。
美國(guó)公路設(shè)計(jì)的五個(gè)階段
盡管美國(guó)各州對(duì)各階段的稱(chēng)呼不同，但公路建設(shè)各個(gè)階段的要求和內(nèi)容是一致的。大體經(jīng)歷5個(gè)階段：
規(guī)劃――項(xiàng)目開(kāi)發(fā)――詳細(xì)設(shè)計(jì)――征地――施工
從上述階段劃分和工作內(nèi)容看，“項(xiàng)目開(kāi)發(fā)”相當(dāng)于我國(guó)項(xiàng)目的前期工作（可行性研究和初步設(shè)計(jì)），“詳細(xì)設(shè)計(jì)”為我們所說(shuō)的施工圖設(shè)計(jì)，而“征地”和“施工”在我國(guó)視為一個(gè)階段即施工階段。
規(guī)劃階段主要是確定建設(shè)項(xiàng)目的目標(biāo)與需求、確定建設(shè)項(xiàng)目的功能、面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)及其他重大決策。
確定建設(shè)項(xiàng)目的功能對(duì)于合理運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)指標(biāo)非常重要。
在美國(guó)，依據(jù)道路所提供的交通服務(wù)特點(diǎn)（如短途或長(zhǎng)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(jī)動(dòng)性和居民出入服務(wù)方面是有著本質(zhì)的聯(lián)系區(qū)別。干線公路提供高水平的機(jī)動(dòng)性和嚴(yán)格的出入控制，地方道路雖然提供進(jìn)入鄰近區(qū)域的便利性，但機(jī)動(dòng)性較差。集散道則在機(jī)動(dòng)性與居民出入方面處于平衡。
在美國(guó)，公路設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行公路設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)政策》作為參考書(shū)。該書(shū)是由美國(guó)各州公路與運(yùn)輸工作者協(xié)會(huì)（AASHTO）自20世紀(jì)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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系。州、縣、市的公路設(shè)計(jì)手冊(cè)同樣也將設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與公路功能分類(lèi)聯(lián)系在一起。AASHTO“綠皮書(shū)”中指出：“設(shè)計(jì)過(guò)程的第一步便是確定該設(shè)施所要提供的服務(wù)功能。滿足該功能所需的預(yù)期交通量和交通組成的服務(wù)等級(jí)為公路設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，據(jù)此他們可以在現(xiàn)有設(shè)計(jì)指標(biāo)范圍內(nèi)（針對(duì)具體功能類(lèi)型的公路）選擇合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)車(chē)速及幾何線形設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。”
一旦一條具體的公路功能分類(lèi)得以確定，那么就有相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)車(chē)速范圍。在允許的設(shè)計(jì)車(chē)速范圍，與平縱線形設(shè)計(jì)有關(guān)的一些主要限制性設(shè)計(jì)參數(shù)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(biāo)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(shè)計(jì)要素。
美國(guó)公路設(shè)計(jì)的靈活性理念
美國(guó)聯(lián)邦公路管理局（FHWA）充分認(rèn)識(shí)到“在保護(hù)甚至是加強(qiáng)建設(shè)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(yùn)輸服務(wù)是他們面臨的一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)”，提出了公路設(shè)計(jì)靈活性的新理念。
美國(guó)聯(lián)邦公路管理局出版了一本“公路設(shè)計(jì)的靈活性”（Flexibility in Highway Design）的書(shū)，專(zhuān)門(mén)介紹公路設(shè)計(jì)的靈活性。這里介紹的公路設(shè)計(jì)靈活性的新理念和主要觀點(diǎn)主要來(lái)自這本書(shū)。
“公路設(shè)計(jì)靈活性”的新理念并不是試圖去創(chuàng)建一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上，這種設(shè)計(jì)新理念是建立在靈活應(yīng)用現(xiàn)有的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)章制度和法律規(guī)定基礎(chǔ)之上，在不降低安全性的前提下，通過(guò)靈活設(shè)計(jì)尋求達(dá)到更符合公路沿線可持續(xù)發(fā)展的需要和利益的目標(biāo)。
由于美國(guó)通過(guò)立法為公路建設(shè)提供了穩(wěn)定的建設(shè)資金，并有效利用這些資金的杠桿作用，在保證公路建設(shè)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(xiàn)是要求設(shè)計(jì)人員能夠具有創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思維，在考慮公路交通系統(tǒng)的安全性與滿足出行需要的同時(shí)，還要全面地考慮公路交通系統(tǒng)沿線的景觀、歷史遺跡、美學(xué)與其它文化價(jià)值。
公路設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的概念便是每一個(gè)公路建設(shè)項(xiàng)目都具有特殊性，包括項(xiàng)目所在區(qū)域的地理位置、地形地質(zhì)條件、沿線社會(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(zhàn)與機(jī)遇。設(shè)計(jì)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(diào)與結(jié)合。為了做到這一點(diǎn)，設(shè)計(jì)師們需要靈活性。
靈活性包括以下：
允許各個(gè)州標(biāo)準(zhǔn)的取值范圍具有靈活性；
當(dāng)受環(huán)境條件嚴(yán)格約束時(shí)，可以有特殊設(shè)計(jì)；
對(duì)規(guī)劃階段的決策進(jìn)行再評(píng)估；
需要時(shí)允許降低設(shè)計(jì)車(chē)速；
維持現(xiàn)有道路的平、縱、橫斷面，僅僅重新罩面、修復(fù)和更換標(biāo)志
認(rèn)真考慮可選擇的指標(biāo)，特別是對(duì)于景觀道路
檢查設(shè)計(jì)參數(shù)和指標(biāo)在安全和運(yùn)行中的效果
所有這些方法其目的是讓設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)公路時(shí)創(chuàng)造性地靈活運(yùn)用他們的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與判斷能力。這種靈活性在有效發(fā)揮公路功能與運(yùn)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(xié)調(diào)、配合，使公路與周?chē)h(huán)境融為一體，最大限度地減少對(duì)自然環(huán)境的破壞。路線的均衡性是指公路路線自身各要素間的協(xié)調(diào)、配合，使公路線形能自然地誘導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺(jué)的連續(xù)性，最大限度地保證行車(chē)安全。
美國(guó)高速公路設(shè)計(jì)將環(huán)境提到了一個(gè)相當(dāng)高的地位。其規(guī)范要求：公路的定線和設(shè)計(jì)可以而且應(yīng)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(rèn)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(guó)高速公路設(shè)計(jì)的參考者，不僅有設(shè)計(jì)工程師，還有生物、化學(xué)、歷史、考古學(xué)家和土地評(píng)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(shè)計(jì)階段，非常強(qiáng)調(diào)路線與地形及環(huán)境的協(xié)調(diào)，盡可能消除造成大填大挖的人為因素，注重對(duì)原有地貌的保護(hù)和盡可能恢復(fù)自然的外觀。公路線形相鄰路段技術(shù)指標(biāo)不均衡、銜接不合理，會(huì)使車(chē)輛行駛速度出現(xiàn)較大突變，從而影響交通安全。因此路線設(shè)計(jì)除了應(yīng)使線形同地形、地物、景觀相適宜外，還應(yīng)使線形流暢、連續(xù)、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(gòu)造物，在路線設(shè)計(jì)中還應(yīng)該對(duì)公路的平、縱、橫三個(gè)面進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，做到平面順適、縱坡均衡、橫面合理。
美國(guó)公路線形設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)在符合汽車(chē)行駛力學(xué)方面的要求外，還應(yīng)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(jì)性。為了使線形連續(xù)、均衡，從根本上解決公路安全設(shè)計(jì)問(wèn)題．通常采用運(yùn)行速度理論檢驗(yàn)公路線形設(shè)計(jì)。要滿足路線適宜性的要求，需要通過(guò)靈活設(shè)計(jì)、精心創(chuàng)作，合理選用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保、美觀、節(jié)約的目的。路線的適宜性和均衡性實(shí)質(zhì)上也是強(qiáng)調(diào)公路靈活性設(shè)計(jì)以及景觀環(huán)境設(shè)計(jì)的效果。這些對(duì)我國(guó)高速公路設(shè)計(jì)具有很好的借鑒作用。
線形設(shè)計(jì)的連續(xù)性
公路線形的連續(xù)性設(shè)計(jì)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。滿足連續(xù)性要求的路線設(shè)計(jì)，能夠連續(xù)地引導(dǎo)駕駛員的視覺(jué)和滿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。可見(jiàn)，連續(xù)性對(duì)于公路設(shè)計(jì)是非常重要的
道路線形的連續(xù)性是路線設(shè)計(jì)的基本要求之一，連續(xù)的道路設(shè)計(jì)應(yīng)確保駕駛員能夠沿著路線以他們期望的速度行駛。我國(guó)目前所使用的上述技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范中雖已提出線形連續(xù)性，但對(duì)連續(xù)性的標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有明確提出。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于線形連續(xù)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?yàn)榈缆肪€形連續(xù)與否對(duì)車(chē)輛產(chǎn)生的影響首要表現(xiàn)在車(chē)速上。車(chē)速變化的大小也就代表著線形連續(xù)程度。事故率大小是對(duì)道路線形連續(xù)性的直接檢驗(yàn)結(jié)果，事故率比較大的事故多發(fā)地點(diǎn)，也必然代表著其線形在此存在問(wèn)題。因此，美國(guó)等國(guó)均采用運(yùn)行速度評(píng)價(jià)線形設(shè)計(jì)的連續(xù)性。
美國(guó)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(shè)計(jì)一致性與實(shí)際運(yùn)行速度評(píng)估、駕駛員行為調(diào)查分析及數(shù)學(xué)模型與輔助工具等方面。對(duì)公路線形的安全性評(píng)價(jià)主要通過(guò)對(duì)擬建道路的運(yùn)行車(chē)速預(yù)測(cè)來(lái)對(duì)道路的安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
美國(guó)道路設(shè)計(jì)理論和體系更注重路線與地形、環(huán)境的配合和協(xié)調(diào)。在設(shè)計(jì)中充分強(qiáng)調(diào)路線的一致性和連續(xù)性，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的靈活性。路線線形指標(biāo)充分考慮了地形、地貌條件，為了使道路與地形條件、景觀環(huán)境相協(xié)調(diào)，在滿足規(guī)范安全性的基礎(chǔ)上，不惜放寬線形設(shè)計(jì)指標(biāo)。另外，在設(shè)計(jì)中采用了汽車(chē)運(yùn)行車(chē)速的理念，路線設(shè)計(jì)中追求各線形指標(biāo)的相互配合協(xié)調(diào)、高低指標(biāo)之間的過(guò)渡緩和、路線線形均衡，追求實(shí)際行駛車(chē)速相對(duì)平穩(wěn)等，這對(duì)降低工程造價(jià)、克服超速現(xiàn)象、減少交通事故、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和道路景觀及與環(huán)境的相互協(xié)調(diào)具有重要的意義。
速公路線形指標(biāo)的均衡性、一致性、線形的連續(xù)性、線形和環(huán)境景觀的協(xié)調(diào)性，以及線形設(shè)計(jì)的靈活性、安全性，作為現(xiàn)代公路設(shè)計(jì)的新理念已經(jīng)廣泛為國(guó)內(nèi)外公路研究和設(shè)計(jì)領(lǐng)域所認(rèn)同。而利用運(yùn)行速度評(píng)價(jià)方法是通過(guò)運(yùn)行車(chē)速檢查評(píng)價(jià)，使公路線形各要素的設(shè)計(jì)達(dá)到連續(xù)、均衡和協(xié)調(diào)。采用預(yù)測(cè)運(yùn)行速度評(píng)價(jià)道路線形設(shè)計(jì)質(zhì)量，使得公路設(shè)計(jì)的上述要求由定性研究過(guò)渡到定量研究。運(yùn)行速度預(yù)測(cè)已成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)領(lǐng)域研究和應(yīng)用的主要方法，也是研究的熱點(diǎn)。因此在充分學(xué)習(xí)和理解的基礎(chǔ)上，借鑒國(guó)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和方法，對(duì)提高我國(guó)的公路設(shè)計(jì)水平具有重要意義。
公路線形設(shè)計(jì)是公路總體設(shè)計(jì)、總體布局的關(guān)鍵。線形是公路的骨架，其設(shè)計(jì)合理與否，不僅直接關(guān)系到公路建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量好壞、里程長(zhǎng)短、投資多少、效益高低，更直接影響到公路運(yùn)營(yíng)安全。雖然每個(gè)國(guó)家對(duì)線形的設(shè)計(jì)都有明確的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但是僅僅滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的線形設(shè)計(jì)并不代表是最合理的線形。
線形設(shè)計(jì)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(jì)性、景觀環(huán)境、通行能力等方面的重要因素。通常在設(shè)計(jì)中追求的高指標(biāo)公路并不一定是安全的公路，而高速公路線形指標(biāo)的均衡性、一致性、線形的連續(xù)性及線形與環(huán)境景觀的協(xié)調(diào)性才是滿足汽車(chē)高速及安全行駛的重要保證。
美國(guó)公路設(shè)計(jì)的五個(gè)階段
盡管美國(guó)各州對(duì)各階段的稱(chēng)呼不同，但公路建設(shè)各個(gè)階段的要求和內(nèi)容是一致的。大體經(jīng)歷5個(gè)階段：
規(guī)劃――項(xiàng)目開(kāi)發(fā)――詳細(xì)設(shè)計(jì)――征地――施工
| 階段 | 主要工作內(nèi)容 |
| 規(guī)劃 | 州運(yùn)輸廳、城市規(guī)劃部門(mén)及當(dāng)?shù)卣曂顿Y可能確定工程項(xiàng)目 |
| 項(xiàng)目開(kāi)發(fā) | 工程項(xiàng)目得到更加明確的定義。制定可供選擇的路線走廊帶及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（指標(biāo)），并提出推薦方案。 |
| 詳細(xì)設(shè)計(jì) | 進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，繪制詳細(xì)設(shè)計(jì)圖、計(jì)算工程量及進(jìn)行工程預(yù)算 |
| 征地 | 購(gòu)買(mǎi)征用該項(xiàng)目需要的用地 |
| 施工 | 選擇承包商并開(kāi)始施工建設(shè) |
從上述階段劃分和工作內(nèi)容看，“項(xiàng)目開(kāi)發(fā)”相當(dāng)于我國(guó)項(xiàng)目的前期工作（可行性研究和初步設(shè)計(jì)），“詳細(xì)設(shè)計(jì)”為我們所說(shuō)的施工圖設(shè)計(jì)，而“征地”和“施工”在我國(guó)視為一個(gè)階段即施工階段。
規(guī)劃階段主要是確定建設(shè)項(xiàng)目的目標(biāo)與需求、確定建設(shè)項(xiàng)目的功能、面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)及其他重大決策。
確定建設(shè)項(xiàng)目的功能對(duì)于合理運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)指標(biāo)非常重要。
在美國(guó)，依據(jù)道路所提供的交通服務(wù)特點(diǎn)（如短途或長(zhǎng)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(nèi)容 |
| 干線公路 | 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(zhǎng)的距離 |
| 集散道 | 聚集地方公路上的交通并連接到干線公路，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 | 包括干線公路和集散道以外的所有公路；主要為居民區(qū)或經(jīng)濟(jì)活動(dòng)地提供出入 |
不同功能類(lèi)別的公路在提供機(jī)動(dòng)性和居民出入服務(wù)方面是有著本質(zhì)的聯(lián)系區(qū)別。干線公路提供高水平的機(jī)動(dòng)性和嚴(yán)格的出入控制，地方道路雖然提供進(jìn)入鄰近區(qū)域的便利性，但機(jī)動(dòng)性較差。集散道則在機(jī)動(dòng)性與居民出入方面處于平衡。
在美國(guó)，公路設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行公路設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)政策》作為參考書(shū)。該書(shū)是由美國(guó)各州公路與運(yùn)輸工作者協(xié)會(huì)（AASHTO）自20世紀(jì)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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系。州、縣、市的公路設(shè)計(jì)手冊(cè)同樣也將設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與公路功能分類(lèi)聯(lián)系在一起。AASHTO“綠皮書(shū)”中指出：“設(shè)計(jì)過(guò)程的第一步便是確定該設(shè)施所要提供的服務(wù)功能。滿足該功能所需的預(yù)期交通量和交通組成的服務(wù)等級(jí)為公路設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，據(jù)此他們可以在現(xiàn)有設(shè)計(jì)指標(biāo)范圍內(nèi)（針對(duì)具體功能類(lèi)型的公路）選擇合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)車(chē)速及幾何線形設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。”
一旦一條具體的公路功能分類(lèi)得以確定，那么就有相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)車(chē)速范圍。在允許的設(shè)計(jì)車(chē)速范圍，與平縱線形設(shè)計(jì)有關(guān)的一些主要限制性設(shè)計(jì)參數(shù)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(biāo)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(shè)計(jì)要素。
美國(guó)公路設(shè)計(jì)的靈活性理念
美國(guó)聯(lián)邦公路管理局（FHWA）充分認(rèn)識(shí)到“在保護(hù)甚至是加強(qiáng)建設(shè)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(yùn)輸服務(wù)是他們面臨的一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)”，提出了公路設(shè)計(jì)靈活性的新理念。
美國(guó)聯(lián)邦公路管理局出版了一本“公路設(shè)計(jì)的靈活性”（Flexibility in Highway Design）的書(shū)，專(zhuān)門(mén)介紹公路設(shè)計(jì)的靈活性。這里介紹的公路設(shè)計(jì)靈活性的新理念和主要觀點(diǎn)主要來(lái)自這本書(shū)。
“公路設(shè)計(jì)靈活性”的新理念并不是試圖去創(chuàng)建一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上，這種設(shè)計(jì)新理念是建立在靈活應(yīng)用現(xiàn)有的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)章制度和法律規(guī)定基礎(chǔ)之上，在不降低安全性的前提下，通過(guò)靈活設(shè)計(jì)尋求達(dá)到更符合公路沿線可持續(xù)發(fā)展的需要和利益的目標(biāo)。
由于美國(guó)通過(guò)立法為公路建設(shè)提供了穩(wěn)定的建設(shè)資金，并有效利用這些資金的杠桿作用，在保證公路建設(shè)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(xiàn)是要求設(shè)計(jì)人員能夠具有創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思維，在考慮公路交通系統(tǒng)的安全性與滿足出行需要的同時(shí)，還要全面地考慮公路交通系統(tǒng)沿線的景觀、歷史遺跡、美學(xué)與其它文化價(jià)值。
公路設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的概念便是每一個(gè)公路建設(shè)項(xiàng)目都具有特殊性，包括項(xiàng)目所在區(qū)域的地理位置、地形地質(zhì)條件、沿線社會(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(zhàn)與機(jī)遇。設(shè)計(jì)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(diào)與結(jié)合。為了做到這一點(diǎn)，設(shè)計(jì)師們需要靈活性。
靈活性包括以下：
允許各個(gè)州標(biāo)準(zhǔn)的取值范圍具有靈活性；
當(dāng)受環(huán)境條件嚴(yán)格約束時(shí)，可以有特殊設(shè)計(jì)；
對(duì)規(guī)劃階段的決策進(jìn)行再評(píng)估；
需要時(shí)允許降低設(shè)計(jì)車(chē)速；
維持現(xiàn)有道路的平、縱、橫斷面，僅僅重新罩面、修復(fù)和更換標(biāo)志
認(rèn)真考慮可選擇的指標(biāo)，特別是對(duì)于景觀道路
檢查設(shè)計(jì)參數(shù)和指標(biāo)在安全和運(yùn)行中的效果
所有這些方法其目的是讓設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)公路時(shí)創(chuàng)造性地靈活運(yùn)用他們的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與判斷能力。這種靈活性在有效發(fā)揮公路功能與運(yùn)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(xié)調(diào)、配合，使公路與周?chē)h(huán)境融為一體，最大限度地減少對(duì)自然環(huán)境的破壞。路線的均衡性是指公路路線自身各要素間的協(xié)調(diào)、配合，使公路線形能自然地誘導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺(jué)的連續(xù)性，最大限度地保證行車(chē)安全。
美國(guó)高速公路設(shè)計(jì)將環(huán)境提到了一個(gè)相當(dāng)高的地位。其規(guī)范要求：公路的定線和設(shè)計(jì)可以而且應(yīng)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(rèn)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(guó)高速公路設(shè)計(jì)的參考者，不僅有設(shè)計(jì)工程師，還有生物、化學(xué)、歷史、考古學(xué)家和土地評(píng)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(shè)計(jì)階段，非常強(qiáng)調(diào)路線與地形及環(huán)境的協(xié)調(diào)，盡可能消除造成大填大挖的人為因素，注重對(duì)原有地貌的保護(hù)和盡可能恢復(fù)自然的外觀。公路線形相鄰路段技術(shù)指標(biāo)不均衡、銜接不合理，會(huì)使車(chē)輛行駛速度出現(xiàn)較大突變，從而影響交通安全。因此路線設(shè)計(jì)除了應(yīng)使線形同地形、地物、景觀相適宜外，還應(yīng)使線形流暢、連續(xù)、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(gòu)造物，在路線設(shè)計(jì)中還應(yīng)該對(duì)公路的平、縱、橫三個(gè)面進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，做到平面順適、縱坡均衡、橫面合理。
美國(guó)公路線形設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)在符合汽車(chē)行駛力學(xué)方面的要求外，還應(yīng)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(jì)性。為了使線形連續(xù)、均衡，從根本上解決公路安全設(shè)計(jì)問(wèn)題．通常采用運(yùn)行速度理論檢驗(yàn)公路線形設(shè)計(jì)。要滿足路線適宜性的要求，需要通過(guò)靈活設(shè)計(jì)、精心創(chuàng)作，合理選用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保、美觀、節(jié)約的目的。路線的適宜性和均衡性實(shí)質(zhì)上也是強(qiáng)調(diào)公路靈活性設(shè)計(jì)以及景觀環(huán)境設(shè)計(jì)的效果。這些對(duì)我國(guó)高速公路設(shè)計(jì)具有很好的借鑒作用。
線形設(shè)計(jì)的連續(xù)性
公路線形的連續(xù)性設(shè)計(jì)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。滿足連續(xù)性要求的路線設(shè)計(jì)，能夠連續(xù)地引導(dǎo)駕駛員的視覺(jué)和滿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。可見(jiàn)，連續(xù)性對(duì)于公路設(shè)計(jì)是非常重要的
道路線形的連續(xù)性是路線設(shè)計(jì)的基本要求之一，連續(xù)的道路設(shè)計(jì)應(yīng)確保駕駛員能夠沿著路線以他們期望的速度行駛。我國(guó)目前所使用的上述技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范中雖已提出線形連續(xù)性，但對(duì)連續(xù)性的標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有明確提出。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于線形連續(xù)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?yàn)榈缆肪€形連續(xù)與否對(duì)車(chē)輛產(chǎn)生的影響首要表現(xiàn)在車(chē)速上。車(chē)速變化的大小也就代表著線形連續(xù)程度。事故率大小是對(duì)道路線形連續(xù)性的直接檢驗(yàn)結(jié)果，事故率比較大的事故多發(fā)地點(diǎn)，也必然代表著其線形在此存在問(wèn)題。因此，美國(guó)等國(guó)均采用運(yùn)行速度評(píng)價(jià)線形設(shè)計(jì)的連續(xù)性。
線形設(shè)計(jì)的安全性
公路的安全性設(shè)計(jì)是指從改善環(huán)境安全人手，通過(guò)在設(shè)計(jì)階段的公路安全性評(píng)價(jià)，優(yōu)化公路設(shè)計(jì)，從而彌補(bǔ)行車(chē)安全、車(chē)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(yùn)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(shè)計(jì)首先是對(duì)設(shè)計(jì)的道路線形進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，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(jù)，進(jìn)行線形設(shè)計(jì)的優(yōu)化。從公路設(shè)計(jì)角度，安全評(píng)價(jià)的內(nèi)容總體上可歸并為包括平、縱、橫的線形設(shè)計(jì)和包括凈空寬度、路側(cè)邊坡、排水設(shè)施、交通工程的路側(cè)設(shè)計(jì)等影響到行車(chē)安全的各種因素。美國(guó)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(shè)計(jì)一致性與實(shí)際運(yùn)行速度評(píng)估、駕駛員行為調(diào)查分析及數(shù)學(xué)模型與輔助工具等方面。對(duì)公路線形的安全性評(píng)價(jià)主要通過(guò)對(duì)擬建道路的運(yùn)行車(chē)速預(yù)測(cè)來(lái)對(duì)道路的安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
美國(guó)道路設(shè)計(jì)理論和體系更注重路線與地形、環(huán)境的配合和協(xié)調(diào)。在設(shè)計(jì)中充分強(qiáng)調(diào)路線的一致性和連續(xù)性，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的靈活性。路線線形指標(biāo)充分考慮了地形、地貌條件，為了使道路與地形條件、景觀環(huán)境相協(xié)調(diào)，在滿足規(guī)范安全性的基礎(chǔ)上，不惜放寬線形設(shè)計(jì)指標(biāo)。另外，在設(shè)計(jì)中采用了汽車(chē)運(yùn)行車(chē)速的理念，路線設(shè)計(jì)中追求各線形指標(biāo)的相互配合協(xié)調(diào)、高低指標(biāo)之間的過(guò)渡緩和、路線線形均衡，追求實(shí)際行駛車(chē)速相對(duì)平穩(wěn)等，這對(duì)降低工程造價(jià)、克服超速現(xiàn)象、減少交通事故、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和道路景觀及與環(huán)境的相互協(xié)調(diào)具有重要的意義。
速公路線形指標(biāo)的均衡性、一致性、線形的連續(xù)性、線形和環(huán)境景觀的協(xié)調(diào)性，以及線形設(shè)計(jì)的靈活性、安全性，作為現(xiàn)代公路設(shè)計(jì)的新理念已經(jīng)廣泛為國(guó)內(nèi)外公路研究和設(shè)計(jì)領(lǐng)域所認(rèn)同。而利用運(yùn)行速度評(píng)價(jià)方法是通過(guò)運(yùn)行車(chē)速檢查評(píng)價(jià)，使公路線形各要素的設(shè)計(jì)達(dá)到連續(xù)、均衡和協(xié)調(diào)。采用預(yù)測(cè)運(yùn)行速度評(píng)價(jià)道路線形設(shè)計(jì)質(zhì)量，使得公路設(shè)計(jì)的上述要求由定性研究過(guò)渡到定量研究。運(yùn)行速度預(yù)測(cè)已成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)領(lǐng)域研究和應(yīng)用的主要方法，也是研究的熱點(diǎn)。因此在充分學(xué)習(xí)和理解的基礎(chǔ)上，借鑒國(guó)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和方法，對(duì)提高我國(guó)的公路設(shè)計(jì)水平具有重要意義。
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