探讨公路路线的平面和纵横断面的设计

摘要：合理的设计能够充分的利用资源、有效的节约资源,从某种角度上讲,设计是节约资源的源头。工程设计人员应高度重视公路线形设计，保证公路建设“又好又快”的发展目标。本文探讨了公路路线的平面设计和纵横断面设计，具有一定的参考价值。

关键词：公路路线，平面设计，纵横断面设计

中图分类号： S611 文献标识码： A

公路设计直接关系到公路建设的投资、施工难度，行车安全，运营成本等多方面的内容，路线的平面设计和纵横断面设计又是公路设计中的重要内容，只有多方面考虑，不断累积经验，严重遵守设计标准里面的强制性条文，才能设计出经济、合理的公路，才能促进社会主义现代化的健康发展，实现区域经济共同协调的发展。

1 公路线形设计的关键性

( 1) 公路线形设计应该在行驶力学的角度来使汽车安全舒适行驶，与此同时要从营运费用等角度来尽可能满足经济适用性。

( 2) 驾驶员不管是在视觉上还是在心理上都应该有一个良好的感觉，三维外观设计，这样的话，视觉感觉上会更加舒适以及连续，并可以确保可预知性，要注意避免急剧起伏以及扭曲严重的线形。

( 3) 要和公路附近的环境或者是景观保持协调。

( 4) 要与自然及社会条件协调融洽，比如土地利用规划，地形以及建筑物等。易于施工，管理费，维修费以及养护费等各类费用合理。

( 5) 线形要素应该尽可能和其他设施保持平衡以及协调，在这里主要指的是缓和曲线，直线以及圆曲线之间的组合协调; 纵面线形以及平面线形之间的组合协调; 竖曲线以及纵坡线之间的组合协调。

（6）要与城市、城镇规划相符合。随着城市发展及城乡建设步伐的加快，高等级过境公路（国省道）或低等级的县乡公路均应与城镇的规划相符合，给城镇的发展创造应有的条件，在选线时需充分考虑。

2 公路的平面线形设计

2.1 基本原则

( 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20 km。如果情况特殊的话，可以降到10 km。设计变更部位最好以那些物理以及地形变化都非常明显的区域为首选。这样驾驶员可以清楚掌握速度适应不断变化的路段。以便于在第一时间采取减速（加速）行驶措施。

( 2) 在进行公路平面线形设计时，要妥善解决“横”、“纵”以及“平”之间的关系，确保三者之间配合良好。在确保线形保持流畅以及舒顺的同时还要和自然景观保持融洽． 具有优美外观的线路不仅有利于道路安全。而且有利于提高驾驶员和乘客的旅途舒适度。使其赏心悦目。

( 3) 关于线形设计，不仅要从行驶力学方面确保汽车安全舒适行驶以及经济运营。而且还要确保驾驶员有一个良好的视觉以及心理感觉，良好的线形设计通常都满足这样的要求，即可以使驾驶员在行驶过程中的视线保持连续性。通过自然来对视线进行诱导。并对前方变化具有预知能力． 如果需要的话，可以通过护栏设置，植树以及照明等各类办法来对视线诱导进行补充，以提高安全感以及旅行舒适度。

（4）线形要素相互之间并和其他设施相互之间应该保持平衡以及协调。平、纵面线形之间应该合理组合; 缓和曲线以及圆曲线应该保持协调一致; 沿线设施，路线以及构筑物三者应该保持和谐统一。

( 5) 防止公路线形发生突变。尤其是长直线尽头要防止小半径平曲线的出现，避免平曲线长短半径的曲率过渡发生突变。当这些现象发生时，需要在其间实施过渡措施。

( 6) 关于平面线形设计问题。通常而言直线很难和自然景观进行协调。且不易与地形变化进行配合． 因此直线在公路中的使用就会受到一定程度的限制。相比于直线来说，曲线则较为灵活。它的几何形态能够和地形进行良好的配合进而组构顺适以及圆滑的线形。在公路设计中被频繁使用。所以。在平面线形设计过程中关于直线以及曲线的选择要结合具体地形以及实际地物情况进行。坚持一切从实际出发，合理组合以及运用。设计前准备工作。

2.2 纸上定线

（1） 利用小比例地形图（1:5000或1∶10000或更小）在控制区域内研究整个路线的布局，获取中间控制点。以相邻控制点相互间的地质，地形，农田以及地貌等实际分布状况为依据，在那些地势较为缓和且山坡较为顺直的区域，设计路线可行路线方案。

（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曲线修正；⑥完成。

2.3 比较以及选择路线方案

关于路线局部相互间的对比方案，需要做好平面设计工作，通过论证以及比较明确推荐方案，在做该项工作时需要注意以下方面: （1）路线的总长度;（2）平面线形以及纵面线形相关指标大小以及相互间的配合状况;（3）所占土地面积的大小;（4）工程具体数量（比如桥梁涵洞数量）等。而设计工作一般均选用几套方案进行综合比选，从中选出最佳方案的路线走向，然后进行路线平面设计。

3.公路的纵横断面设计

3.1 纵断面设计

公路的纵断面是指沿着道路的中线竖着剖开以后再展开，它是对设计路线的纵向坡度和中线地面高低起伏的反映。纵坡设计要综合考虑各方面的因素和要求。首先必须符合交通部《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）的相关规定; 其次要综合考虑沿线自然地形、地质、水文、气候等因素; 最后还要从经济角度出发，尽量考虑填挖均衡，以降低工程造价，适当考虑农业机械、民间运输工具的需要。路线的各坡段纵坡设计时，各级公路的最大纵坡值、陡坡限制坡长和最小坡长限制值，一般不要轻易采用，以便为以后提高公路等级和公路的改建、补修留下设计余地。通过纵断面可以计算道路的土石方开挖量，计算工程的造价，将道路的纵断面和平面图结合在一起，就能完整的表达出道路的空间位置。位置（如图1）。

图1 路线纵断面示意图

2. 横断面设计

公路的横断面由横断面设计线和地面线组成，设计的时候应该根据车流量的大小和公路的等级来确定公路的路幅。对于路基的横断面应该根据相应的设计规范，如《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）等来确定。并且应该根据当地的规划做相应的调整，做到在满通通行能力和规划要求的前提下，尽可能的减少投资，节约用地，使其设计的公路能够发挥最大的社会效益和经济效益（如图2）。

图2 公路的横断面组成示意图

3.平纵面线形的组合

平面线形与纵断面线形的组合设计, 使线形设计的最后阶段。由于公路标准高低不同, 线形组合设计的必要性也不一样。在高等级公路进行线形组合设计, 突出的问题是要满足驾驶人员的视觉与心理方面的要求, 这是因为驾驶人员以高速行车时, 是通过视觉、运动感觉和时间变化的感觉来判断线形的。视觉是连接公路与汽车的媒介, 公路线形、周围景观、标志的表示以及其他有关公路的信息, 都是通过驾驶人员的眼睛为媒介从视觉感受到的。总的要求是: 线形组合设计在满足汽车运动学和力学要求的前提下, 研究如何满足视觉和心理方面的连续、舒适、与周围环境的协调。为此, 平、纵面线形组合的基本原则是: 应能在视觉上自然地诱导驾驶员的视线,并保持视觉的连续性。

4 结语

公路设计直接关系到公路建设的投资、施工难度、行车安全、运营成本等多方面的内容，路线的平面设计和纵横断面设计又是公路设计中的重要内容。只有多方面考虑、不断积极经验、严重遵守设计标准里面的强制性条文，才能设计出经济、合理的公路，才能促进社会主义现代化的健康发展，实现区域经济的共同协调发展。

参考文献：

[1]杨少伟.道路勘测设计(第二版)[M].北京:人民交通出版社,2004.

[2]温江,谢尚科,韩旭,李钊.公路纵断面线形安全设计[J].交通标准化, 2009(13).

[3]孙家驷.公路小桥涵勘测设计[M].重庆:重庆大学出版社,1990.

[4]中华人民共和国国家标准.道路交通标志和标线GB5768 1 ～3-2009[S]. 北京: 中国建筑工业出版社,2009.