延宁公路吉春站至大妈连站段路线的初步设计

王银波

(黑龙江省公路勘察设计院)

1 纸上定线和路线方案的确定

1.1 定线

根据给定的起终点，分析其航空(直线)距离和所需的展线长度，选择合适的中间控制点。在路线各种可能的走向中，初步拟定可行的路线方案，(如果有可行的局部路线方案，应进行比较确定)，然后进行纸上定线。

(1)在1∶2 000的小比例尺地形图上在起，终控制点间研究路线的总体布局，找出中间控制点。根据相邻控制点间的地形.地貌.地质.农田等分布情况，选择地势平缓山坡顺直的地带，拟定路线各种可行方案。

对于山岭重丘地形，定线时应以纵坡度为主导;对于平原微丘区域(即地形平坦)地面自然坡度较小，纵坡度不受控制的地带，选线以路线平面线形为主导。最终合理确定出公路中线的位置(定出交点)。

(2)山岭区地形的选线步骤。

①试坡:定均坡线。

在山岭重丘地带，根据等高线间距和所选定的平均纵坡(视路线高差大小，一般5‰～5.5%之间)按计算得等高线间平均长度a(a=等高距/平均纵坡)进行试坡(用分规卡等高线)，将各点连成折线，即均坡线。

②定导向线。

分析这条均坡线对地形、地物等艰苦工程和不良地质的避让情况。如有不合理之处，应选择出须避让的中间控制点，调整平均纵坡。重新试坡。经过调整后得出的折线，称为导向线。

③平向试线。

穿直线:按照“照顾多数，保证重点”的原则综合考虑平面线形设计的要求，穿线交点，初定路线导线(初定出交点)。

敷设曲线:按照路中线计划通过部位选取且注明各弯道的圆曲线的长度。平面试线中要考虑平、纵配合，满足线形设计和《标准》的规定和要求，综合分析地形，地物等情况，穿出直线并选定曲线半径。

④修正导向线。

纵断面控制:在平面试线的基础上点绘纵断面地形线，(可用分规直接在图纸上量距，确定地面标高)，进行初步纵坡设计，并根据纵坡设计情况修正平面线形。

横断面较核:根据初步纵坡设计，计算出路基填挖高度，绘出工程困难地段的路基横断面图(如地面横坡陡或工程地质不良地段等)，根据路基横断面的情况修平面线形。

⑤定线。

经过几次修正后，最终确定出满足《标准》要求，平纵线型都比较合理的路线导线，最终定出交点位置(一般由交点坐标控制)。

1.2 路线方案的比选

对于路线局部方案，应分别进行定线设计，经论证比较定出推荐方案，路线方案、比较选择主要考虑下列因素:(1)路线长度;(2)平、纵面线形指针的高低及配合情况;(3)占地面积;(4)工程数量(路基土石工程数量，桥梁涵洞，工程数量)等。

2 路线平面设计

根据路线几何线形设计要求，确定路线平面线形各要素及其他们之间的配合;线形应与地形.地物相适应，与道路所经地带的地形、地物、环境、景观相协调，而且减少工程数量，节省投资。

2.1 直线

本路属新建路段，为节约材料，降低造价，提高路基的使用质量，山岭重丘区应采用包线设计。

根据《公路路线设计规范》JTJ 011-97规定，直线的最大长度应有所限制，考虑司机的驾驶疲劳问题。直线线形不宜过短，其最小长度为:当计算行车速度≥60 km/h时，同向曲线间最小直线长度不小于行车速度的6倍为宜;反向曲线问的最小直线长度以不小于行车速度的2倍为宜。对于本路段，计算行车速度为40 km/h，则对上述要求不进行严格体现。

2.2 曲线

《公路工程技术标准》规定:当平曲线半径小于250m，应设置加宽;当平曲线半径小于不设超高的最小半径600m，应设置缓和曲线和超高，超高的横坡度计算行车速度、半径大小，结合路面类型，自然条件和车辆组成等情况确定。二级最大超高不应大于8%，在积雪地区不宜大于6%。当超高横坡度的计算值小于路拱坡度时，应当设等于路拱坡度的超高值。

2.3 平曲线超高

当圆曲线半径小于《规范》规定的不设超高的圆曲线最小半径时，应在曲线上设置超高。其目的就是为让汽车在曲线上行驶时能够获得一个指向曲线内侧的横向分力，以克服离心力对行车的影响。超高的横坡坡度按公路等级，计算行车速度、同曲线半径、路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定。《规范》规定二级路最大超高不应大于8%，在积雪地区不宜大于6%。当超高横坡度的计算值小于路拱坡度时，应当设等于路拱坡度的超高值。超高缓和段的起终点在设缓和曲线的情况下应与缓和曲线重合;在地形困难地段，允许将超高，加宽缓和段的一部分插入圆曲线，但插入圆曲线内的长度不得超过超高，加宽缓和段的一半。

2.4 坐标计算

完成路线平面设计以后，按照要求及时绘出各种图纸及表格，填写《直线、曲线及转角表》，《逐桩坐标表》。导线坐标按导线测量的方法，首先计算各交点坐标，依次推算各直线点坐标，曲线坐标按曲线坐标公式计算。

对于曲线内侧受建筑物、树木、路堑边坡等限制较严的弯道应进行视距检查，对于需要进行工程处理来保持视距的弯道绘出视距包络图。

2.5 绘图

根据路基横断面设计图确定出公路用地范围，相邻两点进行内差，勾绘等高线。并在平面图上标明路线起终点里程，交点位置及编号，公里桩、百米桩、曲线主点位置、曲线要素表、坐标网格等。并据此绘出公路用地图，比例尺:纵向1∶2 000，横向1∶1 000，图上标出百米桩左右两侧的用地范围，连细实线，并注上占地宽度。

3 路线纵断面设计

3.1 纵坡设计

确定设计高程时，应根据技术标准规定公路的最大纵坡，限制坡长，纵坡折减，合成坡度等，并结合路线起终点。桥隧、交叉口、越岭线垭口、沿溪线水位等控制点和簟济点的高程，确定出公路路线纵断面设计线。该设计线必须满足技术标准，又尽可能照顾平、纵面线形的协调。同时还是最经济的设计。

3.2 确定纵坡度，变坡点的位置

高程纵断面设计线不宜太碎，应保证最小坡长要求，变坡点位置应选择在整50 m桩号上，变坡点高程精确到小数点后三位，中桩精度小数点后三位。坡度值为0.00%。

3.3 纵断面图的详细设计

选取各变坡点处竖曲线半径:计算各竖曲线要素。根据设计资料绘制出路线中桩点的地面线，并写出纵断面设计图的地质土壤情况，地面标高里程桩号，桥涵位置，孔径，结构类型;水准点的高程和位置坡度，填挖高度，与公路交叉的位置。纵坡设计应考虑汽车的性能。有利于安全、提高车速、减少大气污染。应当避免出现小于0.3%的不利于排水的纵坡度。

3.4 平、竖曲线的组合

(1)平、竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。

(2)平、竖曲线大小应保持均衡。

(3)暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合合理。

(4)有些平、竖曲线应避免组合。

3.5 竖曲线设计

在纵坡变更处设竖曲线，4.5 km共设8个竖曲线，竖曲线采用抛物线形式。

由《规范》查得主要技术经济指标。《规范》规定，二级公路行车速度40 km/h凸、凹形竖曲线一般最小半径为700 m，极限最小半径为450 m;竖曲线最小长度为35 m。另外，在进行竖曲线线形设计时，应考虑相邻竖曲线的衔接问题，对同向竖曲线，尤其同向凹形竖曲线，如果它们之间的直线地段不长，应合并为单曲线或复曲线形式的竖曲线，以免形成断臂曲线;对反向竖曲线，最好中间设置一段直坡线。

3.6 标高计算

在路线纵断面图上，需体现路线的标高，这就需要进行标高计算，其计算公式如下:

竖曲线上点的设计标高=切线高程+竖曲线改正值坡线标高=变坡点标高±x·i

式中:x为计算点到变坡点的距离;i为坡线的纵坡，%，其中升坡段为正;降坡段为负。

旋工标高=设计高程×地面高程