公路路线纵断面设计方法的探讨

【摘要】公路路线纵断面设计是公路路线设计的重点，同时也是公路安全设计的核心。其设计概念是比较抽象的，各种因素需要综合考虑，不同的侧重点决定了设计方案的多样化。本文从公路纵断面设计中所遇到的问题出发，阐述纵断面的设计的原则以及纵断面线形设计的方法，使公路线路纵断面设计更加有条理，规范。

【关键词】路线；纵断面；设计；方法

中图分类号：F540.3 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

公路线路是个复杂的空间带状构造物，公路的平纵面线形设计也是公路的骨架,纵坡的存在对汽车尤其是载重汽车的运行速度影响较大，严重影响交通安全。在进行路线线性设计之前，往往要对该工程项目进行合理规划，并对周围的地形，地质，水文，环境，地理地貌等自然条件因素进行周围的勘察，通过多方收集资料，综合考两次和分析各种利弊，才能最后确定公路的基本走向，途径范围和位置。同时也要参考公路的等级和使用任务和共和，对照公路工程技术标准和要求进行线路的平面设计，最后才能在这些基础上进行纵断面设计。

二、纵断面设计的原则

公路线路的纵断面设计是否合理，直接关系到汽车行驶的安全性，快捷性，汽车运输成本的高低和乘客的舒适程度等。具体从以下几个方面对公路线路的纵断面设计的原则进行分析，在原则的基础上来确定纵断面设计的方法。

1. 纵坡设计必须符合《公路工程技术标准》中有关纵坡的各项规定。 为保证汽车以一定的车速安全顺利地通过，纵坡应具有一定的平顺性。正确合理的确定路线的最大纵坡，最小纵坡及最大和最小坡长限制，特别是在高原地区还要考虑纵坡的折减。最大纵坡是纵断面设计的重要控制指标，一般说来，纵坡度越大，路线就越短，工程数量就越少，工程造价也越低。但纵坡度较大时，汽车爬坡就越困难，也容易也行车带来不安全因素和隐患。除此之外，还应满足标准中对缓和坡段，平均纵坡及合成坡度的相关规定，尽量让整个设计顾忌到各个方面的要求。

2. 对沿线的自然条件，应作通盘研究，依据不同的具体情况分别处理，使公路畅通和稳定。按路线起伏综合考虑农田水利方面的特殊要求。在水文条件不良或地下水位很高的路段，应考虑适当的路基高度。在保证路基的强度和稳定的前提下，争取填挖平衡，节省土石方及其他工程量，降低工程造价。考虑到今后公路改建时，尽量利用原有路面作为新路面的基层或面层的下层。纵坡设计应与平面设计密切配合协调。

三、纵断面线形设计方法

1．纵断面线形要素

首先，坡长的选择，路线坡长应结合当地地形、地物做综合考虑。路线纵坡以平缓均匀且坡段较长为好，以避免纵断面反复起伏，汽车经常换挡，以保证行车时速和舒适。但坡段太长往往又不能满足桥梁及构造物的高要求，或增加土石方量，无形中提高了工程造价。另外，必须注意两反向曲线转点处，缓和曲线与圆曲线的交点处，缓和曲线与直线的交点处，圆曲线与直线交点处均不能设置变坡点。

其次，竖曲线半径的选择，对于凸竖曲线来说，主要为了保证必要的行车视距；对于凹形竖曲线来说，主要是保证汽车前灯照射范满足要求以及使离心力所引起的超载限制在车弹簧所能承受的范围之内。竖曲线间的直坡段长度的选择，“同向竖曲线间，特别是同向凹曲线间如直坡段不长，应合并为单曲线或变曲线避免出现断背曲线”。从理论上求解是十分困难的，它主要是根据驾驶人员的心理所能承受的程度来确定。影响公路纵断线形的设计因素很多，以六倍行车时速控制，在设计工作中很难做到，建议当纵坡代数差较小时，以2-3倍行车时速控制为好。

2．纵断面线性组合中的问题

纵断面线性组合中应保持线形在视觉上的连续性，设计中必须充分考虑纵断面线形与平曲线形的对应关系。实践证明，在纵坡很缓时，纵断面多次起伏并不影响驾驶员视觉上的连续性。有条件时尽力做到竖曲线与平曲线对应，确实有困难时，一般以一个长平曲线包2一3个竖曲线为宜，最多不能超过4个。同时，设计中要尽量做到一个长曲线包住几个竖曲线，避免竖曲线插入直线、曲线的变坡点。 同时在保持线形视觉上，心理上的均衡性平纵面线形技术指标应大小均衡，若一个平曲线上包了几个竖曲线，则几个竖曲线半径及竖曲线长度也应均衡。

在保持线形与周围景观的协调性在路线纵断设计中，应注意纵断线形要素和平面线形与纵面线形的组合，还应充分研究与周围环境协调性，并强调公路路线纵断面设计应充分与周围环境的协调性。

3. 纵断面设计中各项准备工作

（一）首先做纵坡设计之前在厘米绘图纸上，按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线，填写有关内容，同时应收集和熟悉有关资料，并领会设计意图和要求。

（二）标注控制点，如路线起、终点，越岭哑口，重要桥涵，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪线的洪水位，隧道进出口，平面交叉和立体交叉点，铁路道口，城镇规划控制标高以及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。

（三）山区道路还有根据路基填挖平衡关系控制路中心填挖值的标高点，称为“经济点”。它是用“路基断面透明模板”在横断面图上得到的。平原区道路一般无经济点问题。将所定坡度与选线时坡度的安排比较，二者应基本相符，若有较大差异时应全面分析，权衡利弊，决定取舍，然后对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否适当，以及路线交叉、桥隧和接线等处的纵坡是否合理，若有问题应进行调整。调整方法是对初定坡度线平抬、平降、延伸、缩短或改变坡度值。

四、合理确定有关控制标高，研究降低填土高度的措施

1．通道的数量

高速公路作为地区交通大动脉，首先应该服务于区中心城市，促进大范围的经济发展。另应充分考虑沿线乡镇群众的生产和生活，保持群众间的生活交往，更好地促进当地经济进一步发展。若高速公路与地方道路相交就设置通道，那么有的通道会利用率很低而失去了它应有的意义，因而应根据地方道路的性质适当取舍或归并。对于因设某一通道而影响整个纵断面，造成填土高度大幅度提高时.要研究改移道路使其从较高路堤下通过的可能性，综合利用桥涵设施，减少单建通道、降低填土高度的有效措施。

2．关于支线上跨或下穿的选择

通道设置时，必须充分利用地形有利条件结合高速公路的填土高度，合理确定上跨或下穿方案。平原区，上跨主线的分离式立交桥，往往存在纵坡较大、接线处理难等缺点。大庆至广州高速公路湖北省段有2处分离式立交桥在初步设计时，为降低主线的填土高度采用支线上跨主线方案，不但严重破坏了原有地方道路体系，而且造成支线工程造价大幅度增加，在施工图设计中改为支线下穿，效果较好，地方、群众满意，且工程总造价比初步设计有所降低。

3．通道的净空标准

对于通道净空的确定，设计时一定要实事求是，坚持设计的科学性和公证性，不迁就地方政府过高的要求，以免增加填土高度、增加工程造价。通道路面标高应结合排水考虑，一般应高于原地面，原则上不下挖，便于雨水自排;少数通道根据地势，若能有效地解决自排水问题，也可适当下挖，不能只为了追求降低填土高度，而盲目下挖，尤其在南方多雨和地基潮湿地区更应提起注意，否则通道内易积水，影响使用功能。

五、结束语

公路路线纵断面设计是公路设计中非常重要的一个环节，我们应该认真执行较高的技术指标，防止因平面线形某些极限值的采用而使得与纵面线形无法良好的配合。在纵断面的设计中应正确地参考各方面的指标指数，权衡各方面因素，妥善处理政治与经济、整体与局部、远期与近期、公路建设与工业、农田基本建设的关系，同时要做多方案操作，从而选择比较出最适宜的方案方法，做到精心优化纵断面的设计工作。

参考文献：

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