公路线形设计的安全性研究

摘要：公路线形的合理设计对公路的安全运行有着至关重要的作用。由于公路线形设计

时要考虑因素的多样性复杂性，本文以延安市S205二级公路的一段公路线形作为工程

背景，主要介绍公路线形设计中的平、纵组合的设计，平曲线与竖曲线的组合设计，直

线与纵断面的组合设计，平纵线形组合设计与景观的协调配合问题，从而得到公路线形

设计考虑安全性因素的设计方法。

关键词：公路线形设计；平、纵线形组合设计；

中图分类号：X734文献标识码：A

Abstract：Thereasonabledesignofhighway alignmenthasavitalroleforthesafeoperation

ofthehighway.Inviewofthediversityandcomplexityofthehighway alignmentdesign,the

paperintroducesthecombinationoflongitudinalandflat alignmentdesign,thecombination

ofhorizontalcurveandlongitudinalcurvedesign,thecombinationdesignofstraightlineand

verticalsectionandthecoordinationofthecombinationoflongitudinalandflat alignment

designandlandscape,withthe alignmentdesignofasecond-classhighwayfromZaofantou

toBinxianinYan'anasengineeringbackground.

KeyKeyKeyKeyword:word:word:word:

highway alignmentdesign;thecombinationoflongitudinalandflat alignment

design.

0前言

道路线形设计是否合理是直接影响到公路运行安全的根本性问题。尽管平、纵线形

均按规范标准进行了设计,但平、纵线性组合以及其他线形组合不良,会形成视觉不连续

的立体线形,导致行车危险。并且道路建成后，要改变道路路线线形就是不可能的，它

将长期限制汽车的运行。因此公路线形必须符合汽车行驶特性的要求，线形设计中应注

重线形指标的选取和平、纵线形合理组合，保证公路线形指标的均衡性、一致性和线形

的连续性，以满足汽车高速及安全行驶的需要。本文主要讨论在道路线形设计时考虑安

全性后的平、纵组合设计原则；平曲线与竖曲线的组合设计，直线与纵断面的组合设计；

平、纵线形组合与景观的协调配合。现在以延安市S205公路彬县早饭头村到彬县九里

坡段公路线形作为工程背景，从线形组合方面进行线形设计的安全性分析。

1常见道路选线的方法

定线按工作对象的不同分为纸上定线、现场定线和航测定线。本例用的是纸上定线，

所以着重介绍纸上定线。

纸上定线是在大比例尺（一般用1:1000~1:2000）地形图上确定道路中线的具

置，再将纸上路线通过实地放线敷设到地面上，供详细测量和施工之用。纸上定线俯视

范围大，控制点容易确定，平、纵线形及其组合可反复试线修改，适用于各等级、各类

地形条件的路线，定线质量高，是使用最广泛的方法。

纸上定线按操作方法可分为直线形定线法和曲线形定线法。

席荔，等：公路线形设计的安全性研究

直线形定线法是根据选线布局阶段所定的路线方案和该路登记相应的几何标准，试

穿出一系列与地形相适应的直线作为控制路线走向和位置的基本单元，然后在相邻转折

处用适当平曲线连接的定线方法。一般适用于地形简易的平原、微丘地区定线。本例选

用直线定线。

曲线形定线方法是先根据地形、地物等条件设置合适的圆曲线，然后在相邻曲线间

用设当的缓和曲线或直线段连接的定线方法。一般适用于地形复杂的山岭、重丘地区定

线。

2工程概况

延安市S205公路是一条二级公路，全长42.67公里，本文以其中5公里的一段为

例。该路段途经地形平坦，根据公路工程技术标准采用平原二级公路设计速度V=60/h。

平面线形以曲线为主以适应地形变化。

主要技术指标一览表

序

号

技术指标名称单位指标值

采用值1公路等级二级公路

2计算行车速度Km/h60

3车道数个2

4平曲线极限最小半径m125

5平曲线一般最小半径m200

4606不设超高的平曲线最小半径m1500

25007缓和曲线极限最小长度60

8缓和曲线一般最小长度m80

102.29停车视距m75

11010最大纵坡％6.0

4.511最小坡长m150

40012

纵坡

最大坡长

3%m1200

134%m100

145%m800

156%m600

16竖曲线一般

最小半径

凸形m2000

12000

17凹形m1500

16000

18竖曲线最小长度m50

27019路基宽度

整体式

m10.0

20设计洪水频率1/50

21设计荷载公路Ⅱ级

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3路线线形设计的安全性分析

3.1平、纵组合的设计

⑴平、纵线形的技术指标大小应能保持平衡

①平面指标的采用

该路段途经地形平坦，根据公路工程技术标准采用平原二级公路设计速度V=60/h。

平面线形以曲线为主以适应地形变化。全线共设平曲线8个，平均每公里交点0.53个，

平曲线总长3.1公里。占路线总长度的71.76％，平曲线最小半径202米，最大半径911

米。最大直线长度371.34米，同向曲线间最小直线长度180.52米，反向曲线间最小直

线长度0.00米。

②路线纵断面指标的采用

路线所经地区除开始路段地形起伏较大外，余均较为平坦，为了保证道路应有的通

行能力和服务水平，纵断面设计中，以纵断面线形与与地形相适应，保持纵坡均衡为设

计原则，纵坡最大值采用了6%，其坡长为173m,,竖曲线最小半径凹型：6000m，凸型：

5000m，均大于规范所规定的一般最小值，竖曲线总长为1962.96米，占路线总长的

46.00%，共设变坡点8个，每公里变坡次数1.87次。

⑵选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全

合成坡度公式：

22

iiIh

+=

hi

―超高横坡度或路拱横坡度

i

―路线设计纵坡度

I―合成坡道

此二级公路这一路段采用横坡2％，最大纵坡6％，最大合成坡度6.32％（＜9％规

范规定值）

⑶在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性

该路段位于平原微丘区，路线设计时顺一侧山脚设置，遵循尽量少破坏周围的地形、

地貌、树木和建筑物、做到于自然景观协调的原则。

3.2平曲线与竖曲线的组合设计

⑴平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线

这种组合是使平曲线和竖曲线对应，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”。此设计也满足平包竖，由透视图可见。

⑵平曲线与竖曲线大小应保持均衡

平曲线和竖曲线其中一方大而平缓，那么另一方就不要形成多而小。

⑶暗、明弯与凸、凹竖曲线

暗弯和凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理的，悦目的。

⑷平、竖曲线应避免的组合

①要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合。两者都存

在不同程度的扭曲外观，前者会使驾驶员操作失误，引起交通事故；后者虽无视线诱导

问题，但路面排水困难，易产生积水。

席荔，等：公路线形设计的安全性研究

②小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。对凸形竖曲线诱导性差，事故率较高；对凹形

竖曲线路面排水不良。

③计算行车速度≥40km／h的道路，应避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小

半径的平曲线，后者会出现汽车高速行驶时急转弯，行车不安全。

3.3直线与纵断面的组合设计

平面的长直线与纵断面的直坡线配合，对双车道道路超车方便，在平坦地区易于地

形相适应，但行车单调乏味，驾驶人员易疲劳。直线上一次变坡是很好的平、纵组合，

是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；直线中端距离内二

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，使

驾驶员的视线中断，因此，只要路线有起有伏，就不要采用长直线，最好使平面路线随

纵坡的变化略加转折，并把平、竖曲线合理地组合，单元避免驾驶人员一眼能看到路线

方向转折2次以上或纵坡起伏3次以上。

4结论

本文对与公路线形设计安全性问题进行了实例分析与总结，得出如下结论：

⑴此二级公路线形设计时尽可能顺应地形、减少高填深挖，避免不良地质地段，已

达到在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性，并且能兼顾经济性。

⑵平纵线形指标要达到标准的基础上，还要注意平纵线形的组合设计以及合成坡

度的计算，一般等级较高公路都要考虑此因素。

⑶设计对于平曲线与竖曲线的组合设计，直线与纵断面的组合设计，平、纵线形

组合与景观的协调配合设计，也都对道路的安全有一定影响。但是当道路等级较低时，

为了考虑安全性和经济性的协调，有的线形指标可以在不对安全性有重大影响时做少量

让步。此二级公路在平面线形设计和纵断面坡度设计时，都考虑到二级公路修建的经济

性而在线形指标上有让步。

参考文献：

[1]吴瑞麟，沈建武等.《道路规划与勘测设计》[M].广州：华南理工大学出版社，2001.

[2]杨少伟，吴明先等.《道路勘测设计（第三版）》[M].北京：人民交通出版社，2009.