[科普中国]-回头曲线

公路回头曲线的设计1引言

山区公路尤其是低等级公路，路线越岭线设计中经常会遇到或者采用回头曲线。但是到底什么样的平曲线才是规范中提到的回头曲线? 这些问题在《公路工程技术标准》、《公路路线设计规范》、《公路路线设计细则》中都没有明确的说法; 而且在关于平面线形组合的章节也没有回头曲线如何组合，各单元间相互关系的论述。在一些教科书和资料中关于回头曲线的说法很多，但比较详细的说法是“在同一坡面上转角接近或者大于180°，由主曲线和辅曲线的组合形式”，属于一种平面要素组合的类型。这种说法虽然具体，但也不是全面、准确。

2回头曲线的设计公路设计中，设计人员往往把回头曲线简单理解为平曲线偏角接近或者大于180° 的情况视为回头曲线。同时往往忽略了回头曲线的组成要素，并且根据《公路路线设计规范》中表7．10．3 的要求，严格控制该平曲线范围内的纵坡坡度。这样做一方面把不是回头曲线的平曲线当作回头曲线进行纵断面设计，降低纵坡坡度，增加工程量; 另一方面忽略回头曲线的组成以及各曲线单元之间指标的关系，造成长直下坡接小半径圆曲线的安全隐患。

2．1 回头曲线的界定

笔者认为回头曲线的概念应从以下三个方面来界定。

(1)回头曲线的概念是依据路线平面线形来定义的。即公路的一段平面线形是否为回头曲线，无需考虑该路段的纵断面设计情况和横断面情况。限制纵坡坡度、路基加宽和改善视距等设计措施是在界定某一段路线为回头曲线之后而采取的相应措施。

(2)设计速度是核心。当前我国的公路路线设计指标体系是以设计速度为基础的。按照笔者对现行《公路路线设计规范》的理解、回头曲线的功能和作用及约定俗成的理解，回头曲线应是在主线设计速度不大于40km / h 的公路上，设计速度小于主线设计速度的某一段路线平曲线。即该段路线的平、纵、横断面等技术指标部分或者全部不能满足主线正常设计速度的极限最小要求，不得已采用局部降低设计速度进而降低平、纵、横等技术指标的方法进行路线的设计。因而，判断一段平曲线是不是回头曲线，主要应考虑的因素是该路段的设计速度是否小于主线设计速度。

(3)平曲线偏角是必要不充分条件。很多设计者普遍认为平曲线偏角接近或者大于180° 的就是回头曲线。实际上这是对回头曲线与利用回头的方式进行正常展线这二者的误解。笔者认为回头曲线的偏角应是接近或者大于180°的;但是平曲线偏角接近或者大于180° 的不都是回头曲线。例如螺旋展线的偏角达到甚至大于360°。比如云南水麻高速老堡山螺旋展线，湖南省院设计的四川雅西高速拖马山双螺旋展线等。综合以上论述，笔者认为回头曲线是在主线设计速度不大于40km / h 的公路上，设计速度小于主线设计速度、平曲线偏角接近或者大于180°的一段组合平曲线。

2．2 回头曲线的平面要素

(1)回头曲线的类型

回头曲线平面型式，基本上都是按偏角是否大于180° 的分为两种。各类型的名称多是以其外形形状的象形来命名。比如偏角大于180° 的称之为发针形曲线或者灯泡线，反之则称为马蹄形曲线或者套线。

按照回头曲线的布设位置，可以分为以下三种，即山谷回头、转山回头、山坡回头。顾名思义，山谷回头即是指路线主要走向沿主要山谷布线，但可以利用侧山谷布设回头曲线进行展线，或者利用平行的山谷布设回头曲线进行展线; 转山回头是指利用宽缓山头或者山嘴布设回头曲线; 山坡回头是指利用横坡较缓、地质条件良好、地形开阔的山坡往返盘绕展线。常说的“之字形”即是多个山坡回头的回头曲线所形成的。

其实回头曲线按合适的回头地点细分之，也有分为以下五类的，即山包回头、台地回头、山坡回头、山谷回头、山脊回头。

(2)回头曲线的组成

回头曲线是公路在自然展线无法争取到需要的距离以克服高差，或因地形、地质条件所限不能采用自然展线时，才使用的一种平面组合。因此，回头曲线应该有其自身的曲线单元组合规则。只有满足一定的规则才能使回头曲线更好地为公路建设服务，不至于出现安全隐患。

回头曲线的坡上( 高程高点) 一般应设辅曲线，以免出现长直下坡接小半径平曲线的不安全组合;坡下( 高程低点) 辅曲线可以不设。主曲线与辅曲线间可设直线单元，也可以不设。主、辅曲线可以是同向曲线也可以是反向曲线，根据地形条件而确定。

(3)回头曲线的平面指标

回头曲线的设计因其相对低于主线设计速度而平面指标相对灵活。有的农村公路回头曲线的设计已经突破规范，使用了10m 的平曲线半径。但是一般情况下设计速度小于或者等于40km / h 的二、三、四级公路的回头曲线都是按照《公路路线设计规范》表7．10．3 进行设计。

2．3 回头曲线的纵断面设计

回头曲线的纵断面设计应注意以下几点:

2．3．1 平、纵组合

《公路路线设计规范》第9．5．3 条规定“设计速度等于或者小于40km / h 的公路，可参照执行”设计速度大于或等于60km / h 的公路对路线平、纵线形组合设计的要求，很多技术人员在设计中理解为“可”也可“不可”对设计速度等于或者小于40km / h 的公路对平、纵线形组合设计进行要求。但笔者认为，在回头曲线的纵断面设计中，必须对平、纵线形组合进行要求。理由如下:

(1)《公路路线设计规范》第9．5．2 条第1 款即说明平、竖曲线半径越小，其相互对应的要求越严格。回头曲线显而易见应严格要求。

(2)公路设计中对平、纵线形组合设计提出要求的出发点是基于公路的行车安全。一般公路设计中使用回头曲线的地方，多为地形复杂的越岭线。在这些地方一旦出现交通事故则后果往往比在简单地形要严重得多。所以回头曲线更应该注重路线平纵组合设计。

2．3．2 回头点高程控制

回头点的纵断面设计高程是回头曲线的平面布线设计时就应该考虑的问题。回头点高程控制主要是控制回头曲线的填挖高度，因为过高的填、挖高度不仅影响项目的工程量，也给公路使用者带来一定的安全隐患。

2．3．3 纵断面坡度

回头曲线的纵断面坡度一般应满足《公路路线设计规范》表7．10．3 的要求。但笔者认为本文所述的回头曲线的辅曲线1、主曲线、辅曲线2 这三部分中只要主曲线满足规定即可，而不是三部分整体满足回头曲线纵坡的要求。这方面应与新版《公路工程技术标准》中取消纵断面缓坡段的要求相结合。2．4 回头曲线的横断面与安全设计公路回头曲线的横断面设计应考虑与安全相关的因素。

回头曲线的主曲线一般半径较小，设计中都会考虑平曲线加宽。但在回头曲线主曲线位于挖方段落或者路侧林木茂盛的填方段落时，还应该进行会车视距的验算。必要时可以加大平曲线的加宽值或加大土路肩、路堑碎落台的宽度，以加大路侧横净距，充分保证会车视距。

回头曲线的交通标识设计应在主曲线的坡上 ( 高程高点) 方向根据回头曲线的设计速度设置减速( 限速) 和禁止超车的标识牌。

3结论回头曲线是公路越岭线两侧展线的一种常见方法。因其能够在短距离内克服较大的高差，并且回头灵活，容易利用有利地形避让艰巨工程和不良地质地段而经常被采用。但也因为使用回头曲线路段的地形都比较复杂，一旦出现交通事故则后果更加严重，所以使用回头曲线更应该从其平面组成、平面要素单元间的指标相对值、纵断面坡度、公路横净距、交通标识等多方面做好安全设计。1