探討高速公路路線縱斷面設計

童蓬超

(中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710075)

我國道路交通運輸行業迅猛發展，對高速公路路線設計提出了更加嚴格的要求，在高速公路路線縱斷面設計環節，設計人員不僅要綜合考慮相關設計規范，而且要結合高速公路所在區域的地質條件與生態環境，不斷優化高速公路路線縱斷面設計方案，從而確保道路車輛的安全行駛。基于此，本文重點分析高速公路路線縱斷面設計要點與注意事項。

1 加強高速公路縱斷面設計的重要價值

第一，通過做好高速公路路線縱斷面設計工作，可以為道路車輛的平穩運行提供良好環境，讓駕駛人員能夠更好的了解前方道路情況，降低道路安全事故的發生幾率。

第二，有效保護公路周圍的生態環境，提升環境保護效果。高速公路建設期間，會對周圍生態環境產生一定不利影響，為了減小公路建設帶來的影響，設計人員要進行實地勘察，并進行科學分析，不斷改進高速公路路線縱斷面設計方案，從而保證高速公路周圍生態環境得到更好保護。

第三，對高速公路路線縱斷面設計方案進行完善，可以顯著降低高速公路建設施工成本，提升高速公路工程的總體效益。由于高速公路建設規模比較大，需要較多資金，而完善的路線設計方案，能夠減少資金浪費，降低高速公路建設成本。

2 高速公路路線縱斷面設計的原則分析

在高速公路路線縱斷面設計環節，設計人員要認真遵守以下原則。

經濟性設計原則。在完全發揮高速公路基礎功能的條件下，盡量縮短公路里程，有效降低高速公路建設成本。為了保證道路車輛的平穩運行，高速公路綜合設計要滿足各項設計要求，保持一定平順度。如果高速公路沿線經過水穩條件不良區域，或者地下水位比較高的區域，設計人員可以增加路基高度，在確保高速公路路基施工強度的基礎上，保持挖填平衡，節省材料，有效減少工程造價。同時，高速公路縱坡設計和公路平面設計要保持緊密配合。

第二，環境保護設計原則。對于高速公路路線設計人員來說，在實際工作開展前，要深入了解工程所在區域的地質條件，經過詳細的勘察后，遵守環境保護設計原則，充分利用該地區的自然環境，優化公路路線縱斷面設計方案，不斷減小高速公路建設施工對周圍環境產生的不利影響。針對高速公路沿線自然環境，進行全面的分析，并結合不同區域的實際情況，有針對性的處理，確保高速公路的通暢性。設計人員還要考慮汽車動力特性，結合道路行駛車輛牽引性能，確定最終的縱坡值。

第三，因地制宜設計原則。如果高速公路途徑山區，設計人員要根據山區地形地貌，有針對性地開展縱斷面設計，調整高速公路路線縱斷面設計方案，進一步提升高速公路路線縱斷面設計方案的實施效果。為了確保道路車輛能夠安全、舒適的行駛，高速公路縱坡要具備一定平順性，起伏不宜頻繁，盡可能減少極限縱坡值，設計人員要結合當地的地形地貌，在緩和坡段，要自然配合該地區的地形，有針對性地設計。同時，設計人員還要對高速公路沿線地形與水文條件，全面考慮，結合實際情況，有效處理，保證高速公路的安全運營。

3 提高高速公路路線縱斷面設計質量的重要措施

3.1 高速公路縱斷面設計中經常遇到的問題

在高速公路路線縱斷面設計環節，因為公路沿線區域的地質條件復雜，會增加公路縱斷面設計難度，影響高速公路路線設計方案的有效實施。為了保證高速公路縱斷面設計的合理性，設計人員要結合公路沿線環境特點，制定出科學的環境保護方案，確保高速公路能夠更好的融入周圍自然景觀中。

高速公路路線縱斷面設計過程中，若設計人員對公路沿線區域的水文地質條件缺乏足夠了解，直接進行設計，容易引發較多安全隱患。比如，在一些高海拔的地區，應該設置隧道，但是，由于設計人員對該地區的地形地貌缺乏了解，采取明線布設方法，使得公路邊坡開挖難度增加，高速公路路線中的安全隱患不斷增多，嚴重影響道路車輛的安全行駛，增加高速公路安全事故發生幾率。

3.2 合理設計公路縱坡的坡度

為了進一步提升高速公路路線縱斷面設計水平，設計人員盡可能減少陡峭路段的利用率，選擇地勢平坦、地形起伏比較小的區域，若高速公路沿線經過河流段，要保證縱坡穩定、平緩，并妥善控制縱坡長度。若高速公路位于山區路段，在設計縱坡的過程中，要對公路沿線地形進行全方位分析，盡量減少大坡度、縱坡的利用。

此外，設計者還要科學確定高速公路轉坡點的具體位置，高速公路路線的轉坡點，主要指的是兩個相鄰坡線交點位置，兩轉坡點間水平距離，被稱作坡長，如果高速公路路線的轉坡點比較陡峭，會增加土方開挖量，影響高速公路縱坡長度。所以，在設置高速公路的轉坡點時，設計人員要精確的計算出該部位的土方開挖量，以及土方回填量，并根據高速公路的縱坡的坡度，以及公路的坡長，調整高速公路路線縱斷面，在滿足有關設計標準要求的前提下，確保公路路線縱斷面設計方案的實施效果。同時，高速公路的轉坡點通常位于整數樁號位置。

3.3 公路縱斷面豎曲線設計要點

要想進一步提升高速公路路線縱斷面設計的合理性，在兩條縱坡線交匯處，或者公路縱坡變化部位，提高行車的安全性與平穩性，設計人員還要提前設置好豎曲線，并合理選擇豎曲線的形式。高速公路的豎曲線主要分為兩種形式，分別是二次拋物線、平曲線形式，與平曲線形式相比較來講，拋物線形式計算更加簡便，因此，大部分的高速公路路線縱斷面設計采取二次拋物線的形式。

此外，高速公路縱斷面設計階段，設計人員要妥善確定縱坡長度，以及坡度，這兩個因素對高速公路路線縱斷面影響特別大。道路車輛在日常行駛的過程當中，一旦遇到上坡，要提升自身的牽引力，進而克服外界阻力，此時，若高速公路的坡度比較大，同時長度較大，車輛在上坡過程當中，因為低檔行駛的時間過長，水箱溫度過高，特別容易出現熄火，使得高速公路運行中的交通安全隱患不斷增多。與上坡類似，若高速公路下坡路段的長度過大，或者坡度較大，道路車輛正常行駛過程中，也特別容易發生熄火。

若高速公路設計時速為80 km/h，則路面縱坡坡度不宜超出5%，若高速公路設計時速是100 km/h，路面縱坡坡度不宜超出4%。為了更好的提高駕駛人員的舒適感，高速公路的縱坡坡長不宜小于200 m與250 m。通過妥善設計高速公路縱斷面，有效確定縱坡的坡長與坡度，能夠顯著降低高速公路交通安全事故發生概率，提高道路車輛的安全行駛水平，為駕駛人員帶來更好的駕駛體驗。

3.4 注意事項

高速公路路線縱斷面設計人員，要根據公路沿線的生態環境，以及地形地貌的特點，精確的計算出工程量，經過妥善的分析之后，確定控制點的具體位置，開展試坡，然后對公路縱坡的坡度進行調整，經過認真的核對后，確定最終的坡度。在高速公路路線轉折位置，需要設計豎曲線，同時計算各個樁號部位的開挖量。與普通公路縱斷面設計不同，高速公路路線縱斷面設計，其豎曲線通常會采取二次拋物線模式，豎曲線的半徑、長度，要結合高速公路的設計時速確定。

另外，在公路路線的縱斷面設計期間，設計人員主要以控制點的高程為基準點，有效滿足坡度規定要求，減少超高現象的出現，可以適當增加橫向排水設施，進而設置較多平段，并結合高速公路沿線環境，調整縱斷面的坡長，經過多次的調整后，獲得最優線形組合。例如，在某高速公路路線縱斷面設計期間，該高速公路全長為32.6 km，公路全線總共設計13個平曲線，沒有設置超高，縱斷面部位的最大縱坡坡度是2%，路基寬度為26 m，有效減小了土方開挖量。

4 結束語

綜上所述，通過對提高高速公路路線縱斷面設計質量的重要措施進行綜合性的分析，例如了解高速公路縱斷面設計中經常遇到的問題、合理設計公路縱坡的坡度、明確公路縱斷面豎曲線設計要點、注意事項等等，可以確保高速公路路線縱斷面設計方案得到更好的落實，對我國高速公路事業的穩步、可持續性發展起到良好的促進作用。