山區(qū)低等級改建公路線形設計初探

劉羅明

(桂林市交通勘察設計院，廣西 桂林 541001)

1 平面線形設計

1.1 平面線形設計一般原則

計算行車速度不大于40km/h的公路，首先應在保證行車安全的前提下，正確運用平面線形要素最小值，在條件允許，不過多增加工程量的情況下力求做到各種線形要素的合理組合，并盡量避免和減輕不利組合，充分發(fā)揮投資效益。

1.2 設計方法

為充分利用舊有路基，特別是舊有的使用良好的、與新建公路荷載等級符合的橋梁和涵洞，應先利用全站儀對舊路中線進行坐標測量，將平面坐標輸入計算機中，由Autocad生成圖形，并對必須經(jīng)過的控制點（如橋涵中線、村鎮(zhèn)街道）進行標注。然后利用穿線交點法初步定出各交點位置，再在各交點上設置曲線。初步設計完成后再將各曲線在現(xiàn)場測設出來，與現(xiàn)場實際地形和舊路進行對照，對于不合理的路段，必須重新進行平面設計，直至調(diào)整至最佳結果。

1.3 存在問題

線形設計時，最關鍵的問題是在充分利用舊路的基礎上，盡可能提高線形指標，舊路在平面上主要有以下幾方面問題:小半徑曲線比較多，連續(xù)急彎比較普遍，曲線間直線長度不足或無直線，部分平曲線長度不足，小偏角曲線比較多，基本上未設置緩和曲線。

設計時，當舊路曲線半徑小于極限最小半徑時，必須增大曲線半徑，但應考慮現(xiàn)場地形情況，但不能片面追求高指標而使路線偏離舊路過多，一般最小半徑的指標在困難路段可以適當突破。對于連續(xù)的同向曲線，有條件時可做成一個帶緩和曲線的圓曲線或大半徑單圓曲線，或是在地形情況允許時則設計成帶緩和曲線的復曲線的形式，并力求復曲線上不同的圓曲線半徑相差不過大，以使線形指標平穩(wěn)過渡。相鄰的反向曲線，當曲線間直線長度較短時，宜設計成S型曲線，當設計成S型曲線困難時，則兩曲線之間至少應保證留有長度不小于超高漸變段的直線段。當平曲線長度不足計算行車速度3s行程時，則必須增大曲線半徑，使曲線長度滿足要求。對于小偏角曲線，條件允許時應調(diào)整交點位置，使偏角大于7度。地形限制比較嚴格以致交點位置無法調(diào)整時，應盡量增大曲線半徑，使曲線長度增大。

新建公路等級在三級以上，圓曲線半徑小于不設超高的圓曲線半徑時，必須設置緩和曲線。四級公路可不設緩和曲線，但圓曲線半徑應合理選擇。條件允許的情況下，應將基本型曲線兩邊緩和曲線長度與中間圓曲線長度之比設置在1:1:1～1:2:1（Ls:Ly:Ls）之間。

2 縱斷面設計

2.1 縱斷面設計一般要求

a.為保證車輛能以一定速度安全順適地行駛，縱坡應具有一定的平順性，起伏不宜過大和頻繁。盡量避免使用極限縱坡值，合理安排緩和坡段，不宜連續(xù)采用極限長度的陡坡夾最短長度的緩坡。連續(xù)上坡或下坡路段，應避免設置反坡段。越嶺線埡口附近的縱坡應盡量緩一些。b.縱坡設計應對沿線地形、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮，視具體情況加以處理，以保證道路的穩(wěn)定與通暢。c.一般情況下縱坡設計應考慮填挖平衡，盡量使挖方運作就近填方，以減少借方和廢方，降低造價和節(jié)省用地。

2.2 設計方法

將1.2中測得的各點的縱坐標輸入計算機得到縱斷面地面線，然后按照規(guī)定坡度在計算機上進行拉坡，注意平、縱結合，填、挖平衡，橋涵標高控制，合理設置豎曲線。

2.3 存在問題

在山嶺區(qū)改建公路進行縱斷面設計時，首先應明確“寧填不挖”的原則。一般山嶺區(qū)公路改建時，原有舊路的路基往往是沒有經(jīng)過嚴格處理的，隨著原有舊路的使用年限增長，路計在自身重力和行車荷載作用下表層部分逐漸被壓實，但在密實的表層以下，經(jīng)常會存在濕軟的地基，如果縱斷面設計時只注意了線形指標而不考慮這個問題，則在施工時，可能會出現(xiàn)局部路段開挖后越挖越深，濕軟地基很難處理的情況。因為改建公路結構上主要是為在舊有路基上加鋪基層和面層，因而在原有路基上適當?shù)奶罘绞潜容^合適的，但應盡量將填方高度控制在離路面厚度不遠的范圍以內(nèi)，不要出現(xiàn)局部填方量過大的情況。對于挖方則應慎重，有條件時盡量避免出現(xiàn)挖方的情況，實在避免不了，則應盡量使挖方量少一些。其次，對于舊有的橋涵，如果確定要利用時，則在縱斷設計時應注意，如果橋面原來沒有鋪裝或是只進行了簡易鋪裝，則新建時必須加上橋面鋪裝，這樣拉坡時該橋就應留出相當于鋪裝層厚度的“填方”高度；如果橋面已經(jīng)有比較完善的鋪裝層，拉坡時應使設計線與橋面重合。另外，在設計時應適當注意平縱結合，避免出現(xiàn)豎曲線包住平曲線的不利組合，豎曲線的長度應大于最小豎曲線長度。

3 橫斷面設計

由于一般在公路修建前公路的路基寬度都已經(jīng)給定，所以橫斷面設計的主要問題是超高設計和加寬設計。山嶺區(qū)公路平面上線形指標都不高，大部分曲線半徑都小于不設超高的最小圓曲線半徑，這樣一來這些曲線上必須設置超高。超高橫坡度的大小由平曲線半徑根據(jù)相應規(guī)范確定，超高過渡方法應采用繞路中線旋轉(zhuǎn)的方式。在兩相鄰曲線之間，特別是相鄰的反向曲線之間，必須設置長度大于超高漸變段長度的直線。在設計中，應避免出現(xiàn)反向的單圓曲線徑相連接的情況，這樣將會使超高橫坡無法過渡。

加寬設計時采用第一類加寬值，四級公路采用單車道的路基形式時，應取曲線加寬表內(nèi)第一類加寬值的一半。曲線加寬過渡可采用線性加寬的方式，加寬漸變段的長度宜與超高漸變段的長度相等。

[1]張雨化.“道路勘測設計”[M].北京:人民交通出版社.