公路工程路線設計要點及思路探究

黃玲霞

（中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710075）

公路工程中，路線設計是一項較為復雜、系統的工作，在設計過程中，需要考慮到眾多因素，包括地形地貌、周圍環境、沿線設施等，只要有一個環節出現問題，都會影響公路工程設計整體效果。為此，要把握好公路工程路線的設計相關要點，采取最科學的設計思路，以保證公路路線布設更合理、科學，提高公路建設整體水平。

1 公路工程路線設計要點

1．1 平面線形設計要點

（1）平曲線間最小直線長度。在公路工程路線設計中，在平面線形設計環節，兩個平曲線間直線長度需要控制好，設計過程中要保證該直線長度符合標準。現行標準指出，兩曲線間直線長度要大于路段設計速度的5倍，而兩個反曲線間直線長度則不能低于路段設計速度的3倍。如果平曲線相互通視，直線過短，容易使人產生錯覺，即將直線與平曲線錯看成反向彎道，影響正常的交通出行。同時,設計過程中也不能采取在同向曲線間插入短直線的做法，因為車輛從一個彎道進入另一個彎道，期間有一段直線行駛，而進入彎道要對方向盤反向扭轉，為此，控制好直線長度非常有必要。

（2）圓曲線。受離心作用影響，當車輛在圓曲線中行駛時，此時，有著較差的駕駛條件，如果曲線半徑設計的過小，容易誘發安全事故。為此，在設計線形時，如果在適宜的地形條件下，要適當將曲線半徑增加。山嶺重丘地帶，所采用的半徑要為極限半徑2～3倍；而在平原地帶，保持流暢的線形有利于將駕駛舒適度增強，也要適當將半徑增大。圓曲線的切線長度、半徑及轉角間要保持特定關系，即：

1．2 縱斷面線形設計要點

（1）坡長。為了避免車輛頻繁換擋，影響駕駛速度，縱坡設計要盡量均勻、平緩，長度要適當增加。采用最短坡長作為變坡點間距是最符合規范標準。最短坡長設計要符合相關標準，且要能對直坡段承載。同方向豎向曲線在設計時，也要保持適宜的直坡段長度，這樣才能避免產生斷背曲線。因凹形豎曲線容易被錯看成線形的一部分，直坡段整體看起來不夠平順。如果是過長的直坡段，則容易將其作為半徑較大的豎向曲線，三心復曲線通過與兩端連接而形成，可將不平順問題有效解決。反向的豎向曲線在設計過程中，其長度也要控制在標準內，一般不低于設計速度3s行程，直坡段適合增設在曲線中間段。

（2）變坡點與豎曲線。為了將行車動量變換減少，所有的變坡點都適宜設計成豎向曲線，從而滿足視距要求，也可保證汽車前燈的照射范圍足夠。通過合理組合豎曲線與平曲線，線形的平順度增加，從而將車輛駕駛舒適性增強。因車輛經過變坡點后重心會出現，此時，運動軌跡與拋物線類似，為此，豎曲線設計采取二次拋物線方式最為適宜。但因為拋物線曲率半徑變化不大，接近于圓曲線，所以在設計上可用曲率半徑表示豎曲線。對于豎曲線半徑，要保證離心力在標準內，一般要在車輛彈簧承受范圍內。

1．3 平、縱面組合設計要點

要從視覺上、需求上綜合考慮平面、縱面組合設計。要能相互對應上豎曲線與平曲線，平曲線要能夠包圍住豎曲線，這樣才是最適宜的平、縱曲線組合設計方法。如果平曲線過長且較為平緩，對應縱坡要更為流暢、平順，并適當增加曲線半徑，這是凹型豎曲線應當注意的設計要點。而對于凸型曲線來說，平、縱面組合設計的意義則不大，也不會帶來更好的駕駛體驗。對于凹型豎曲線，僅對線形要素考慮，能夠提升駕駛安全性，但是，線形美觀度不高。因為會影響路面排水，對于反向平曲線各個拐點來說不適宜在頂部、底部設置豎向曲線。并且將幾條豎曲線設置在較長的平曲線中，或者將幾條平曲線設置在長豎曲線中，這種組合方式是不合理的，因為視覺感會非常差，尤其是有較大坡差的地帶視覺扭曲感會更為強烈。為此，保持豎曲線與平曲線的均衡非常關鍵，即：

如果難以使平、豎曲線保持均衡，為使駕駛員可以看到3個以內的縱坡變化，則要控制好豎曲線在平曲線當中的數量，一般不能超出2個。豎曲線的半徑還要與平曲線保持協調一致，達到一種均衡狀態，這樣才能使立體線形更為合理、美觀。如果平曲線有著較大的半徑，就要對應延長豎曲線的半徑；平面曲線長度較大，就要適當延長豎曲線長度[2]。如果無法準確判斷平、縱曲線是否達到均衡狀態，可以使用一些檢驗方法，如透視圖，而最主要的是要依據相關規范進行設計。

1．4 行車視距設計要點

公路工程線路設計中，保證每條道路都具備停車視距方面的要求是最基本的設計原則。不管是雙車道還是單車道以及道路中是否設置了分隔帶，都要滿足停車視距方面的要求，保證具備科學、合理的停車視距。

如果公路分快車道與慢車道，或者是道路中間有標線并分道行駛車輛，雖然沒有對超車視距做特殊要求，但是，要具備停車視距的相關要求。在相關規范標準中，明確規定了二、三、四級公路行車視距要比停車視距高出2倍左右，并且要有其他路段滿足超車視距要求。這些規定出臺的原因主要是很多公路中間沒有標線，加上非機動車對其產生一定干擾，造成車輛都集中到中央區域行駛，當有其他車輛超車時才返回原車道內行駛，會在一定程度上增加行駛安全隱患，將視距放寬非常有必要。為對設計合理性進行驗證，可借助三維模型影像，科學地判斷與分析路線空間組合設計效果。

2 公路工程路線設計思路

2．1 平面設計

在設計平面路線時，需要對路線規劃要求及施工要求準確把握，依據相關要求開展標準化設計；對公路工程周圍設施、人流量、出行需求等綜合分析，保證路線設計與附近設施相配套，與環境相統一，并且在高填方路段設計直線與緩彎過程中，線路要盡可能精簡，以保障車輛的通行安全；充分考慮橫縱斷面的設計需求，并將兩者結合起來分析，大半徑曲線可優先設計，然后，其他線形在各區段與之配合、協調。

2．2 橫斷面設計

公路工程路線設計中，路權分配的空間性能通過橫斷面設計體現出來，其與路線等級、功能間關系極為緊密，為此，對其總體設計思路優化非常有必要。比如，某市公路路線由主干路、次干路及快速路、各支路組成，按照等級對其進行劃分，則順序為快速路、主干次路，最后是各支路，劃分好公路等級后再制定合理的設計方案。設計高密度區域時，要對該區域的公交路線、自行車道、人行道等綜合考慮，要確保各個功能道路通行無阻。

2．3 縱斷面設計

公路路線的起伏狀況通過縱斷面設計可直觀反映出來。需要結合公路路線規劃相關要求進行設計，并事先開展詳細勘察，了解公路路線等級、使用性質等，并全面收集附近地質環境、水文環境、基礎設施等相關信息。依據這些勘察信息擬定出設計方案，保證設計具備科學性。在具體設計中，需要把握好以下原則：（1）縱坡的設計必須要平順，以保證正常通車，并要事先參考相關規范標準，保證設計符合相關規定要求；（2）對水文地質狀況詳細考慮，如果路線所處區域有較高水位，為避免積水，需要首先對路基加高，保證公路可以正常交付使用。此外，在路線設計中，要考慮到長遠效益，確保公路設計質量，做好整體規劃與協調，為提升公路建設整體質量奠定基礎。

公路工程受地形影響較大，如果設計過程中面臨復雜、特殊的地形條件，可以將縱坡適當增加，但不能超過1%，如果一些路段非機動車通行量較大，則要使坡度變緩。一般來說，山嶺重丘地區坡度在4%～5%范圍，平原地區坡度控制在2%～3%范圍內。此外，還要關注最小坡長的設計，要確保滿足車輛行駛的平順度需求，同時，還要兼具美觀度。控制好最大坡長，即汽車爬坡行駛過程中速度變慢，但是，仍能保持最低時速下可行駛的距離，公路如果等級高，要確保各種車輛行駛不相互干擾，而公路等級較低，則要避免速度下降造成爬坡無力。

總之，公路工程路線設計直接關系到公路建設的整體質量，會在一定程度上影響公路后期使用效果。為此，在公路工程路線設計上，要把控要設計要點，繼續優化設計思路、方式等，始終將相關標準作為依據，全面獲取并分析相關數據，確保順利完成優質、科學的路線設計。