山区低等级改建公路线形设计初探

刘罗明

(桂林市交通勘察设计院，广西 桂林 541001)

1 平面线形设计

1.1 平面线形设计一般原则

计算行车速度不大于40km/h的公路，首先应在保证行车安全的前提下，正确运用平面线形要素最小值，在条件允许，不过多增加工程量的情况下力求做到各种线形要素的合理组合，并尽量避免和减轻不利组合，充分发挥投资效益。

1.2 设计方法

为充分利用旧有路基，特别是旧有的使用良好的、与新建公路荷载等级符合的桥梁和涵洞，应先利用全站仪对旧路中线进行坐标测量，将平面坐标输入计算机中，由Autocad生成图形，并对必须经过的控制点（如桥涵中线、村镇街道）进行标注。然后利用穿线交点法初步定出各交点位置，再在各交点上设置曲线。初步设计完成后再将各曲线在现场测设出来，与现场实际地形和旧路进行对照，对于不合理的路段，必须重新进行平面设计，直至调整至最佳结果。

1.3 存在问题

线形设计时，最关键的问题是在充分利用旧路的基础上，尽可能提高线形指标，旧路在平面上主要有以下几方面问题:小半径曲线比较多，连续急弯比较普遍，曲线间直线长度不足或无直线，部分平曲线长度不足，小偏角曲线比较多，基本上未设置缓和曲线。

设计时，当旧路曲线半径小于极限最小半径时，必须增大曲线半径，但应考虑现场地形情况，但不能片面追求高指标而使路线偏离旧路过多，一般最小半径的指标在困难路段可以适当突破。对于连续的同向曲线，有条件时可做成一个带缓和曲线的圆曲线或大半径单圆曲线，或是在地形情况允许时则设计成带缓和曲线的复曲线的形式，并力求复曲线上不同的圆曲线半径相差不过大，以使线形指标平稳过渡。相邻的反向曲线，当曲线间直线长度较短时，宜设计成S型曲线，当设计成S型曲线困难时，则两曲线之间至少应保证留有长度不小于超高渐变段的直线段。当平曲线长度不足计算行车速度3s行程时，则必须增大曲线半径，使曲线长度满足要求。对于小偏角曲线，条件允许时应调整交点位置，使偏角大于7度。地形限制比较严格以致交点位置无法调整时，应尽量增大曲线半径，使曲线长度增大。

新建公路等级在三级以上，圆曲线半径小于不设超高的圆曲线半径时，必须设置缓和曲线。四级公路可不设缓和曲线，但圆曲线半径应合理选择。条件允许的情况下，应将基本型曲线两边缓和曲线长度与中间圆曲线长度之比设置在1:1:1～1:2:1（Ls:Ly:Ls）之间。

2 纵断面设计

2.1 纵断面设计一般要求

a.为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和频繁。尽量避免使用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。越岭线垭口附近的纵坡应尽量缓一些。b.纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。c.一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。

2.2 设计方法

将1.2中测得的各点的纵坐标输入计算机得到纵断面地面线，然后按照规定坡度在计算机上进行拉坡，注意平、纵结合，填、挖平衡，桥涵标高控制，合理设置竖曲线。

2.3 存在问题

在山岭区改建公路进行纵断面设计时，首先应明确“宁填不挖”的原则。一般山岭区公路改建时，原有旧路的路基往往是没有经过严格处理的，随着原有旧路的使用年限增长，路计在自身重力和行车荷载作用下表层部分逐渐被压实，但在密实的表层以下，经常会存在湿软的地基，如果纵断面设计时只注意了线形指标而不考虑这个问题，则在施工时，可能会出现局部路段开挖后越挖越深，湿软地基很难处理的情况。因为改建公路结构上主要是为在旧有路基上加铺基层和面层，因而在原有路基上适当的填方是比较合适的，但应尽量将填方高度控制在离路面厚度不远的范围以内，不要出现局部填方量过大的情况。对于挖方则应慎重，有条件时尽量避免出现挖方的情况，实在避免不了，则应尽量使挖方量少一些。其次，对于旧有的桥涵，如果确定要利用时，则在纵断设计时应注意，如果桥面原来没有铺装或是只进行了简易铺装，则新建时必须加上桥面铺装，这样拉坡时该桥就应留出相当于铺装层厚度的“填方”高度；如果桥面已经有比较完善的铺装层，拉坡时应使设计线与桥面重合。另外，在设计时应适当注意平纵结合，避免出现竖曲线包住平曲线的不利组合，竖曲线的长度应大于最小竖曲线长度。

3 横断面设计

由于一般在公路修建前公路的路基宽度都已经给定，所以横断面设计的主要问题是超高设计和加宽设计。山岭区公路平面上线形指标都不高，大部分曲线半径都小于不设超高的最小圆曲线半径，这样一来这些曲线上必须设置超高。超高横坡度的大小由平曲线半径根据相应规范确定，超高过渡方法应采用绕路中线旋转的方式。在两相邻曲线之间，特别是相邻的反向曲线之间，必须设置长度大于超高渐变段长度的直线。在设计中，应避免出现反向的单圆曲线径相连接的情况，这样将会使超高横坡无法过渡。

加宽设计时采用第一类加宽值，四级公路采用单车道的路基形式时，应取曲线加宽表内第一类加宽值的一半。曲线加宽过渡可采用线性加宽的方式，加宽渐变段的长度宜与超高渐变段的长度相等。

[1]张雨化.“道路勘测设计”[M].北京:人民交通出版社.