道路平面线形设计方法对比浅思

摘要：本文从它们两者的设计方法、线形要素运用、方法的适应性以及方法的缺陷等进行了对比分析，从而为道路平面线形设计者在实际的工作中提供借鉴和参考。

关键词：道路；平面线形设计；直线型；曲线型；对比

在我国道路平面线形设计的历史中，前几十年由于科技的落后与认识水平的限制，通常采用直线型设计方法。然而在实际的工程中，采用直线型设计的公路平面显示出诸多的不适应性。这就要求设计人员要探索出一套能够设计出更科学合理的道路平面。而随着科技的发展与进步，现在越来越多的使用曲线型设计方法来设计公路和立交的平面线形。曲线型定线是在直线型定线的基础上发展而来的，但是它们本质相似，但是在定线设计方法、视觉效果、适应条件等方面有着不同的地方，在具体工程设计中，应当重视它们的差异，合理选择设计方法。下面就直线型与曲线型设计方法的相似与不同之处进行对比分析。

1设计方法

1.1 直线型设计方法

我国一直使用直线型设计方法设计公路平面线形。在对公路平面进行布线设计时，需要考虑公路的路线走向、经过的区域、技术要求等因素。

如果公路所在地区为山岭重丘的地形，则在设计路线时，应当以地形为控制因素，以纵断面线形为主导，然后在对综合平面和横断面进行综合考虑，确定出设计路线。如果公路所在地区是平原微丘区，在设计路线时，平面地物障碍作为控制因素，路线平面为主导，再通过综合考虑横断面和纵断面来安排路线。如果公路穿过某些具有特殊地貌或者是地质条件不良的地区，则应当在设计路线时，其主导思想是路线应避开不良地质灾害的发生对公路的影响，再结合纵平面和横断面来布设路线。

在确定了公路所在区域的地形、地貌等特征后，就可以在地形图上采用连续的导线来确定公路路线的基本位置和基本走向。在通过导线来确定公路的基本走向和基本位置时，应当坚持注意重点、照顾多数的原则，可以使导线在满足公路等级的几何标准的情况下，可以灵活变动导线的各点。导线确定后，为了保证路线的转弯处能够满足地形要求和适应行车，可以采用曲线或者是曲线组合来完成其合理的过度，最终完成路线平面线形的总体设计。

1.2 曲线形设计方法

曲线形有多种具体的设计方法，每一种设计方法都有自己的设计理论和思想。但是它们的总体设计方法大体相同，都可以分为五步进行实施： 第一步是确定控制点，第二步是使用曲线形成线形骨架，第三步为确定线形参数，第四步为计算曲线，最后一步为绘制平面线位图。

确定控制点的具体内容是根据公路的具体走向、其区域的地形地物以及具体环境的约束和布设线形的具体标准，在图纸上或者现场确定出一系列的线位控制点，从而确定公路的大概的位置。确定大概位置后，可以在图纸上采用曲线或者拟合曲线来确定路线的线位，从而形成公路路线的基本骨架。第三步是根据各曲线线形要素之间的位置关系和拟定拟合函数的参数值，再根据公路等级的要求和标准，确定出最优的拟合曲线。然后是根据具体的曲线线形设计方法进行曲线计算，审定曲线是否满足总体技术指标，如果不满足，则需通过对曲线进行调整来满足要求。

2 直线型与曲线型对线形要素的运用对比

在直线型道路平面线形设计中，设计人员一般考虑的是圆曲线和缓和曲线之间的几何关系是否细条以及其技术指标是否合适，并不考虑直线对整个设计的作用，所以设计出的平面线形会在一定程度上影响到建成后公路的线形质量。而在曲线型道路平面线形设计中， 设计人员在设计时把直线、圆曲线、缓和曲线这三种要素的重要性提高到一致，缓和曲线的作用不仅是在直线型设计方法中的缓和行车的作用，而是作为主要的线形要素，对其进行灵活运用，可以提高布置路线的自由度、线形的平顺度和视觉的协调性。

两种平面线形设计方法在线型的构成上，也存在着差别。直线型设计中直线是其主要的线型构成，主导者路线的走向；而曲线型设计方法的主要线型构成则是缓和曲线。两点之间直线最短，但是在设计公路平面线形时，必须考虑到地物和地形的限制，所以两点之间可以有多种路线进行选择。转折点处的线形弯折的角度不能太小，否则不利于行车。为了对转折点处的线形进行平顺，必须插入缓和曲线。两点之间插入曲线时，一般使使用一条大曲线，，而不去使用几条小曲线。因为大曲线连接比小曲线的距离更短。

3两种设计方法的视觉效果对比

曲线型设计方法设计出的平面线形以曲线为主，在视觉上更连续、优美、自然流畅，整条曲线更显得均衡，可以很协调的与纵断面进行协调，形成的立体曲线更优美，能更好的诱导实现。而直线型设计中的长直线与纵断面上的长均坡线进行的组合则显得僵硬而不自然，与环境协调性差。

4 两种设计方法的适应性对比

直线型设计方法由于将直线和曲线分为两部分，同时在敷设曲线时，又将其组成多个组合类型，从而针对每种组合，研究其每种算法。但是在一些以曲线为主的路线线形设计时，难以确定导线，所以使用直线型设计方法设计和计算具有很高的难度。而且导线是直线型设计的一个限制因素，如果公路穿过的是一些地形复杂的区域，在使用直线型设计方法时，设计者首先考虑的是曲线要素值满足规范，而难以考虑其设计是否与地形环境协调；若对于无约束路段，如果线形要素值过大，则可能大大增加工程造价、破坏自然环境。

与直线型设计方法相比，曲线型设计方法更能较好的满足约束条件。而利用曲线型设计方法设计立交桥环形通道时，具有更好的效果。首先结合地形等构造出基本的线形骨架，然后在选取合适的曲线进行连接，这样设计出的线形能够更好的满足一些限制条件。

通过上述，可以发现，曲线型设计方法具有更广泛的适应性，对多种地形或者约束条件严格的路段都具有较好的使用效果。特别是以下几种情况：

第一，适用于山区地形的线形设计。由于山区地形的限制，在道路平面线形设计时，很少用到直线或者直线很难被应用时，可以使用曲线型设计方法，根据地形条件，确定出合适的曲线要素值，可以取得很好的设计效果。

第二，更适用于地物约束严格的路段。地物约束严格时，线形布设的范围较小，在选择线形要素和线位时，就有比较严格的限制。所以直线在这种条件下就难以灵活的应用，需要反复的测算其几何要素。而使用曲线型设计方法时，可以首先勾画出满足地物约束的线形基本骨架，然后再计算缓和曲线。

第三，更适合使用于曲线使用较多的公路平面线形设计。比如互通式立交匝道线形的设计，大部分使用曲线，很少用到直线，且它们的组合模式复杂多变。如果应用直线型设计方法，在几何计算和线形布置放面都有很大的难度，并且设计出的线形的效果并不理想。在这种情况下，选择曲线型设计方法则可以取得较好的设计效果。

结语：上文分析了道路平面线形设计中的两种基本方法：直线型设计方法和曲线型设计方法的基本设计方法以及它们分别在线形要素的运用方面、视觉效果的对比以及两种方法的适应性的对比，通过对比分析可知，直线型设计方法适用面窄，且其效果不太理想。而曲线型设计方法则相对有较大的优点，特别是运用在山区公路的线形设计中，更是突出的表现了其适应性强的特点。随着社会的进步，公路线形设计思想也在大幅进步，现在对公路的设计要求不仅仅止步于其行车的安全性及满足相关的规范，更是需要考虑到公路路线的平顺性、联系行、与周围环境的协调性、行车的舒适性等。

参考文献：

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