公路路线的平纵面设计要点分析

米永刚

摘要：国民经济的繁荣推动了公路建设的发展，公路路线的设计是比较复杂的，对于公路后期的运行也是非常重要的，对于公路的投资和造价有着直接影响。本文重点对公路路线的平面设计和纵横断面设计进行了分析，仅供参考。

关键词：公路；平面设计；纵面设计

中图分类号： U412 文献标识码： A

引言

公路线形是公路的骨架,基本支配着整个公路的规划、设计和施工。线形设计的好坏是公路的根本,它对汽车行驶的安全、舒适、经济以及公路的通行能力都起着决定性的影响。而公路线形设计中，平、纵、横三方面又相互关联影响，尤其平纵面线形组合是线形设计的关键。

一、公路路线设计与要求

公路路线是三维立体线形。线形设计除符合行驶力学要求外，还应考虑使用者的视觉、心理和生理方面的要求，以提高汽车行驶的安全性、舒适性和经济性。

线形设计的要求随公路的使用功能和设计速度的不同应有所侧重，设计速度越高，线形设计组合所考虑的应越周全；而设计速度相对较低的公路，不应盲目的采用过高的技术指标，而造成工程造价的加大；不同的设计速度路段衔接处前后的平纵横技术指标，应随着由高到低逐渐由大向小变化，使行驶速度自然过渡。

二、公路路线的平面设计

（一）路线布设原则

（1）在保证行车安全的前提下，强调因地制宜选用技术指标，坚持技术指标与地形条件相互协调的原则，不片面追求高的技术指标而忽略工程量的增加及工程对生态环境的影响；

（2）地质灾害会对公路施工和运营带来不可估量的影响，并且地质灾害的发生将直接影响到区域的自然环境，造成水土流失，甚至会诱发其他新的灾害，形成连锁式不良反应，因此在布线时重点研究了路线走廊内的地质条件，坚持地质条件选线的原则；

（3）线位布设力求与沿线村镇及农田规划相结合，尽量避免与电力、通信及管线相互干扰，尽量减少拆迁数量；

（4）项目沿线自然条件较差、经济落后，局部路段穿越引黄灌区，水浇地数量较少，在路线平面设计时应尽量少占水浇地及耕地。；

（5）紧紧围绕“安全、环保、舒适、和谐”的设计理念，平面布设时注重高速公路与周围自然环境协调，减少对生态环境、人文景观的破坏，防止水土流失；

（6）考虑现有路网布局与本项目的关系，充分利用现有道路资源，考虑长远发展规划；

（二）纸上定线

1、在地形图上比例为1∶10000的情况下，在控制区域内对整个路线的布局进行研究，获取中间控制点。以相邻控制点相互间的地质、地形、农田及其地貌等具体分布情况为依据，在地势比较缓和且山坡比较顺直的地方，制定路线设计方案。

2、山岭地段地形的选线步骤：①试坡；②定导向线；③平面组成；④修正导向线；⑤完成。

（三）比较以及选择路线方案

对路线局部相互间的对比方案要做好平面设计，通过论证及其推荐方案的比较，在这一项工作实施时需要特别注意下列问题：第一，路线的总长度；第二，平面线形及其纵面线形有关指标大小及其相互间之间的配合情况；第三，所占土地面积的大小；第四，工程具体数量。通常情况下，设计工作都是选用几套方案综合进行比较，从而选择出最好的方案的路线走向，再对路线进行平面设计。

（四）技术指标的确定

1、以公路地带种类为依据采取设计速度的那些路段要避免太短、通常来说最低也应该达到20km。情况要是比较特殊，可降为10m。设计变更之处最好以那些物理及其地形变化均较为明显的区域为首选。这样一来，驾驶员就能够清楚掌握设计速度不断变化的路段。以便在第一时间采取减速或者加速行驶的措施。

2、直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的措施。规范规定，高速公路同向圆曲线的最小直线长度不小于6V、反向圆曲线的最小直线长度不小于2V。本设计速度为80km/h。

为确保汽车行驶的舒适性和安全性，平曲线的长度要足够，圆曲线的长度应该有3s的行程。如果无法满足要求，应想办法将圆曲线半径增大或者将缓和曲线的长度减少。如果条件受到限制，可以在曲率相等处把缓和曲线直接相连。

对于各个等级的公路，选择的最下平曲线半径应尽量比一般值大，只有地形受限制的时候，才可以选用极限值。在地形等条件的情况下，对于圆曲线半径应尽量选用大半径，然而也不能太大而造成驾驶员在视觉上出现判断错误的现象，所以，规范上面通常将圆曲线最大半径规定为不超过10000m。

三、.公路纵横断面设计

（一）纵断面设计原则

纵断面线形是公路路线三维空间线形的重要组成部分。由于本段路线处于牛首山南麓，纵断面设计受地形、地貌、地质、桥梁、通道控制。为了使纵面线形连续、均衡、平顺圆滑，经济合理，设计中应用CAD三维动态技术进行优化设计，综合考虑平、纵、横三方，合理确定变坡点位置、高度、纵坡度、坡长以及竖曲线半径。尽量减少工程量。纵断面设计的一般原则为：

（1）纵断面线形设计根据设计车速、在适应地形及环境前提下，力求纵坡大小、长短及前后坡段协调，竖曲线半径的大小及与平面线形的组合综合考虑、反复调整，使纵断面线形均衡、平顺；

（2）避免平面上直线地段在短距离内出现凹凸起伏频繁的纵面线形，使驾驶员产生茫然感，不利于行车安全；

（3）在连续升坡路段中接近坡顶的纵坡尽量采用缓坡，相邻纵坡变化小时，其竖曲线半径要大一些；较长的纵坡端部避免设计急剧的竖曲线或平曲线，以保证行车安全；

（4）避免在两同向竖曲线间设置短的直线坡段，特别是是在凹形竖曲线间；

（5）纵断面设计与平面线形和周围地形景观相协调，考虑驾驶员和乘客视觉及心理上的要求；

（6）在路线平纵面组合设计时，尽量使平纵配合得当且处于理想状态。

（二）路线纵断面设计

纵断面线形设计时，结合沿线地形、地貌，水文地质、工程地质，综合考虑分离式立交、桥梁、通道的控制标高，参考“典型示范工程要点”，认真贯彻低路堤的设计理念，合理确定路基设计标高，避免高填深挖，必要时对通道标高适当下挖以达到降低路基平均填土高度的目的。反复优化纵断面线形，坡度及坡长，合理确定竖曲线长度及半径，不以视觉要求的最小竖曲线半径为控制要求，有条件时尽量满足，避免设置长而陡的纵坡。注重平、纵面线型的组合设计，力求平面线形与纵断面线形指标的协调，在平曲线和竖曲线组合时，力求做到平包纵，以求获得良好的立体线形。路线局部路段地形起伏较大，但纵坡严格控制在5.0％以内，在实际应用过程中，当平、纵面指标较低时，通过透视图检验，不必过多强调平包纵，允许竖曲线适当伸出平曲线，从而低填浅挖，以降低工程量，减少工程投资。

全线纵断面设计较均衡、平顺。纵断面设计时分离式路基左、右线相互关联又相互独立，在有构造物路段考虑满足构造物的功能，并兼顾构造物高程的衔接；以汽车的动力性能为依据，充分考虑汽车在上行线、下行线、下坡、上坡的行使状态，合理确定纵坡值；K9+000～K11+200段路线进入全线地形最复杂路段，也是全线最高地段，沟岸、沟底底高差达26m，此段平面线形为一S型曲线，纵断面设计时参考初步设计文件对本段进行了优化，经三维设计进行透视检查，并对三维道路模型进行时速80km/h虚拟行车检验，此段视距连续，行车顺畅。

（三）平纵面线形的组合

1、平面直线与纵断面直线组合