公路建设项目设计中平纵横设计要点分析

李书成

(黔南州公路处)

1 工程概况

路线起于贵定县定南乡，与定南乡小城镇规划道路金南大道顺接，起点桩号为K0 +000，途径溪畔河桥、沙坝、营上、龙场、中王寨河、都六乡、谷栗堡河、下坝等地，终于新安，接省道S309，测量终点桩号为K23 +156，路线全长23.156 km。全线均属黔南州贵定县境内，中间控制点主要有路线起点贵定、定南桥、溪畔河桥、虎场桥、平寨桥、谷栗堡桥，项目终点新安。沿线主要城镇有定南乡、都六乡。路线跨域河流有溪畔河、虎场河、平寨河及谷栗堡河等河流。

现有公路概况:现有公路为县道X926，平纵指标除个别村寨路段外其余路段均达到四级公路标准。全线路基宽度6.5 m，目前大部分护肩已不能利用，部分下挡墙倒塌，需拆除重修。路面为沥青表处路面，路面已严重破损，坑槽随处可见，路基整体强度一般。全线边沟大部分为土边沟，个别地段不通畅，原有涵洞因孔径过小或损坏需重建。

2 平面设计要点

2.1 直线

一般在定线时，只要地势平坦、无大的地物障碍，都首先考虑使用直线通过。但在运用直线线形并决定其长度时，必须持谨慎态度，不宜采用过长的直线。本工程车速为30 km/h，属于低速道路，则最短直线长度以不小于V 或不小于15 m 为宜。

2.2 圆曲线

各级公路不论转角大小均应设置平曲线，而圆曲线是平曲线中的主要组成部分，使用十分普遍。在选用圆曲线半径时，在与地形等条件相适应的前提下应尽量采用大半径，但半径大到一定程度时，其几何性质和行车条件与直线无太大区别，容易给驾驶人员造成判断上的错误，所以《规范》规定圆曲线的最大半径不宜超过10 000 m。本工程设计速度30 km/h，圆曲线最小半径见表1。

表1 圆曲线最小半径

2.3 缓和曲线

缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。《标准》规定，除四级路可不设缓和曲线外，其余各级公路都应设置缓和曲线。我国《标准》规定缓和曲线采用回旋线。

由于车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶，所以要求缓和曲线有足够的长度，以使司机能从容的打方向盘，乘客感觉舒适，线形美观流畅，圆曲线上的超高和加宽的过渡也能在缓和曲线内完成。工程为三级公路，设计车速为30 km/h，所以该公路缓和曲线最小长度见表2。

表2 三级公路缓和曲线最小长度

2.4 平面设计成果

路线起于贵定县定南乡，与定南乡小城镇规划道路金南大道顺接，起点桩号为K0 +000，途径溪畔河桥、沙坝、营上、龙场、中王寨河、都六乡、谷栗堡河、下坝等地，终于新安，接省道S309，测量终点桩号为K23 +156，路线全长23.156 km。路线共设交点140 个，平均每公里交点6.046 个，平曲线最小半径45 m/1 处，平曲线占路线总长56.486%，路线增长系数为1.106。

3 路线纵断面设计要点

路线纵断面指的是沿着公路的中线进行竖直的剖切所得到的面，因为自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线，纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性，道路等级，当地的自然地理条件以及工程经济性等研究起伏空间线的大小和长度，以便达到行车安全、迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。

3.1 最大纵坡设计

该工程属于三级公路，它的最大纵坡的规定见表3 所示。

表3 三级公路最大纵坡

必须要注意，设计速度120 km/h、100 km/h、80 km/h 的高速公路受地形条件或其他特殊情况限制时，经技术经济论证，最大坡度值可增加1%。公路改建中，设计速度为40 km/h、30 km/h、20 km/h 的利用原有公路的路段，经技术经济论证，最大纵坡值可增加1%。工程为三级公路，设计速度为30 km/h，因而最大纵坡值可增加1%。

3.2 最小纵坡

各级公路的路堑以及其它排水不畅路段，为保证排水顺利，防止水浸路基，应采用不小于0.3%的纵坡，一般情况下以不小于0.5%为宜。在横向排水畅通路段其设计坡度为0.0%或小于0.3%的纵坡时，其边坡应做纵向排水设计。

3.3 坡长的确定

如果坡长过短，变坡点增多，容易造成行车起伏频繁，影响公路的服务水平，减少公路的使用寿命，为提高行车的平顺性，应限制最小坡长，该三级公路最小坡长100 m;该公路是三级公路，三级公路当纵坡坡度为5%时，纵坡最大长度为900 m;当纵坡坡度为6%时，纵坡最大长度为700 m，当纵坡坡度为7%时，纵坡最大长度为500 m;当纵坡坡度为8%时，纵坡最大长度为300 m。

3.4 路线纵面设计成果

路基高度采用设计洪水频率1/25 控制。纵坡设计充分考虑纵、横向排水的要求以及原路基上铺筑路面层厚度的要求。最大纵坡为7.96% /250 m/1 处;最小纵坡为0.0% /4处(桥上);最短坡长100 m/5 处;共设变坡点82 个，平均每公里变坡3.541 次;最小凸型竖曲线半径400 m/1 处，最小凹型坚曲线半径1 000 m/2 处，竖曲线占路线总长的23.116%。

4 道路横断面设计

公路中线上各个点的法向切面被称为横断面，它的主要组成部分是地面线以及设计线。横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟等设施。

4.1 行车宽度确定

本项目按三级公路进行设计，设计速度为30 km/h，全路段路基均为整体式。路基宽度7.5 m，路面宽度为6.5 m，在设置护栏路段路基根据规范加宽，路面划分为0.5 m(护肩)+6.5 m(行车道)+0.5 m(护肩)，路面铺筑范围为0.5 m(路肩)+6.5 m 沥青(混凝土)路面+0.5 m(路肩)。

4.2 路基超高、加宽设计

在公路的圆线路段，为了抵消车辆在此路段上行驶所产生的离心力，将路面做成向圆心倾斜的单向横坡，成为超高。超高坡度用ih示。由《公路线设计规范》7.4.1 查得不设超高的圆曲线最小半径为350 m，最大超高横坡不超过6.0%。该路段上所设计的最大圆曲线半径不满足不设超高的要求，故必须在曲线上设置超高。超高值为

ih=V2/127 ×R－μ

式中:R 为圆曲线半径;μ 为横向力系数，取0.035。

超高阀值见表4。

表4 超高横坡表

当平曲线半径小于或等于250 m 时，在圆曲线内侧加宽，加宽值见表5。

表5 加宽阀值表

5 结 语

综上所述，在公路设计中，一项重要的任务就是公路路线设计。在公路路线设计中，为了保证设计的合理性，必须严格按照设计原则和要求进行设计，做好路线的平面、纵断面以及横断面设计。主要根据某工程实例，根据公路平纵横设计的原则，结合设计规范要求以及公路路线实际情况，阐述了平面直线、圆曲线、缓和曲线设计，纵断面最大纵坡、最小纵坡、竖曲线设计以及横断面行车宽度、路基超高、加宽设计，希望能够为同类工程作参考。

［1］王山河.高速公路平纵面线形设计的内涵［J］.黑龙江科技信息，2010，(18):12－13.

［2］刘丹.何瑞玺.山区高速公路平纵面线形设计原则［J］.现代商贸工业，2010，(16):45－46.

［3］刘丹.何瑞玺.山区高速公路平纵面线形设计原则［J］.现代商贸工业，2010，(16):78－79.