道路超高过渡图绘制的改进

2015-12-11张荣洁

福建建筑 2015年10期

张荣洁

(厦门大学嘉庚学院福建漳州 363105)

引言

在道路工程中，为利于横向排水，一般路段将路面做成中央高、两侧低的双向横坡(路拱)，而小半径圆曲线段则为外侧高、内侧低的单向横坡(超高)。如何将一般路段的路拱平滑过渡至圆曲线上的超高，一直是业界研究的热点问题。道路超高过渡图即道路横坡度沿路线纵向的变化图。在进行路线设计时，为直观反映沿线路面横坡度变化情况，在路线纵断面设计图上需绘出全线的超高设计图(超高栏)，尤其是高等级公路，还应绘制超高方式图。

工程图纸是工程界交流的直接语言，为更加精准、简洁、规范地交流专业信息，工程行业都制定了各自的制图标准。早在1993年，由交通部会同建设部出台了《道路工程制图标准》(GB 50162-92)，对道路工程的制图方法进行了统一规定，但是，对超高过渡图的绘制标准并无规定。《公路工程基本建设项目设计文件图表示例》(2007)给出了公路项目设计文件图表示例，然而对超高过渡图并无示例。国家建筑标准设计图集之《城市道路施工图设计深度图样》(05MR101)对超高过渡图也缺乏样图。

在长期的实践过程中，从业人员逐渐形成了几种代表性做法。随着计算机辅助设计的深入，各种道路设计软件在出图的时候，也形成各自不同的风格。制图标准的不统一，在一定程度上，对制图和识图造成了障碍，不利于交流。更有甚者，在施工(如预制梁段)时，由于绘图或识图出错，将超高方向做反，给企业和社会带来较大经济损失。因此，有必要将超高过渡图的绘制方法进行统一，完善《道路工程制图标准》及相关图表示例。

1 几种代表性做法分析

业内几种典型的超高过渡图绘制方法以及几种主流设计软件的出图风格可以归纳为四种代表性做法。以下结合工程实例进行分析。

工程实例:截取某三级公路一小半径平曲线段，该平曲线为左偏，直线路段路拱横坡为2%，圆曲线超高横坡度为4%，超高过渡方式为绕中线旋转，超高过渡段起点桩号 K0+200，止点桩号 K0+275。(图1)至(图4)分别为该平曲线段四种代表性的超高过渡图(绕中线旋转)，直线段内外侧超高值为-0.100m，圆曲线上外侧超高值为+0.200m，内侧超高值为-0.200m(设计高程基准点位于道路中线)，超高渐变率为1/250。

图1 超高过渡图做法一(左偏)

图2 超高过渡图做法二(左偏)

图3 超高过渡图做法三(左偏)

图4 超高过渡图做法四(左偏)

绘制一张典型的道路超高过渡图主要包括以下七个要点:横轴、纵轴、横坡度、超高值、线型、超高渐变率及桩号。

结合上述工程实例，将四种代表性做法按制图要点进行对比分析。

(1)横轴

在所有做法中，超高图的横轴与纵断面图的横轴一致，均表示线路的长度，从左往右，由小桩号向大桩号、按比例绘制。

(2)纵轴

纵向上，与基线的距离均表示高差(超高值)。相对基线的位置及有无标尺有所不同。

1)相对基线的位置

主要有两种表示方法:①基线上、下方表示高于基线和低于基线(图 1、3、4)，下方数值加负号(图1);②基线上、下方分别表示线路前进方向的左、右侧(图 2)。

做法1优点:维持了纵断面图的视角，上下表示高低，数值还可加入正负号(如图1中的 -0.100)。缺点:内外侧/左右侧边缘线较难区分。

做法2优点:内外侧/左右侧边缘线分别位于基线上、下方，容易识别。缺点:超高渐变过程不够形象，容易产生误解(如图2，基线下方外侧横坡从 -2%至4%实为线性渐变，容易误画为起终点相连的一根直线，或理解成渐变率变化了一次);必须借助数值的正负号区别高于/低于基线。

2)标尺

分为有无标尺两种。有标尺的情况下(图1)，不容易产生歧义，便于识图，但图面较为繁杂;无标尺时，图面简洁，但是可能产生歧义，不确定纵轴数值代表超高值还是横坡度还是其他，如又未标注超高值，识图时需要自行推断超高值，容易出错。

(3)横坡度

坡度值均按实际值，正负号的定义有所区别。主要有三种表示方法:①全部为正(图3);②高于基线为正，低于基线为负(图2、4);③沿线路前进方向，横坡向右倾斜为正，向左倾斜为负(图1)。

做法1优点:简单。缺点:仅通过横坡度无法区分路线左/右偏，必须借助线型甚至只能通过平曲线的曲率图区分。

做法2优点:直接区分出横坡方向，容易识别。

做法3优点:规定明确。缺点:不够形象，需先判定前进方向的左、右侧。

(4)超高值

渐变段的超高值较难精确标注，因此主要区别在于正常双向路拱段及全超高段是否标注超高值。标注的情况下，信息较为完整，但图面较为繁杂;无标注时，图面简洁，但缺乏超高值信息。

(5)线型

主要指路中心线及两侧路面边缘线(还可能包括两侧路基边缘线)的线型。路中心线基本上都是以实线表示，区别在于两侧路面边缘线。主要有五种表示方法:①沿线路前进方向，右侧路面边缘线采用实线，左侧路面边缘线采用虚线(图1);②以能否看见区分虚实。沿线路前进方向的右侧往左侧观察，能看到的用实线，被挡住的用虚线(图4);③不区分，全部用实线表示(图3);④高于基线，采用实线，低于基线，采用虚线(图2);⑤采用不同的颜色区分不同的边线。

做法1优点:规定明确，易识别。缺点:不够形象。

做法2优点:易理解。缺点:需要空间想象力，不容易识别。

做法3优点:简单。缺点:无法区分各条边线。

做法4优点:直观、易理解。缺点:各条边线出现交错，容易误判。

做法5优点:直观、区分度最好。缺点:需对各线条的颜色做统一规定;传统图纸采用黑白印刷，无法区分，如采用彩色印刷，成本较高。

(6)超高渐变率

区别在于是否标注超高渐变率。标注时，信息较为完整，但图面较为繁杂;无标注时，图面简洁，但需推算渐变率，对于渐变率有变化的情况，无法体现。

(7)桩号

区别在于是否标注超高过渡段特征点桩号。标注时，信息较为完整，但图面较为繁杂;无标注时，图面简洁，但需在图上按比例推算桩号，精度和速度受影响。

2 改进建议

通过以上分析，结合调研的实际使用效果，并咨询资深专家后，改进原则为:符合工程制图基本要求;便于制图及识图;图面简洁、准确、无歧义。

具体改进建议如下:

(1)横轴

横轴与纵断面图的横轴一致，表示线路的长度，从左往右，桩号依次增大。比例尺同纵断面图横轴比例尺。

(2)纵轴

纵轴表示高差/超高值的大小(以未设超高时的中线为基准线，基线超高值为0)，有正负之分，基线上方表示高于基线，为正值;下方表示低于基线，为负值。纵轴比例尺按出图需要自行选择。每页图均需标注标尺，标注位置紧贴表头，单位米。

(3)横坡度

坡度值均按实际值，无正负之分，统一为正。标注位置为特征点桩号线右侧，字体朝左。

(4)超高值

需标注未设超高段及全超高段的左、右侧边缘线超高值。高于基线为正，低于基线为负。平行各线标注，渐变段无需标注。

(5)线型

沿线路前进方向，右侧路面边缘线采用细实线，左侧路面边缘线采用细虚线，中线采用细点划线表示，水平基线采用细实线表示。如需要示意出路基边缘线，可再增加两种线型。在电子图上，对不同的边线，可统一规定不同的颜色，有条件时，可采用彩色出图。

(6)超高渐变率

按实际标注超高渐变率，且平行于渐变线标注。

(7)桩号

标注超高过渡段的特征点桩号，比如超高过渡段起点、拐点和止点。特征点处需标注桩号线，桩号标注在桩号线左侧，字体朝左。

理由如下:

纵轴表示超高值大小，有正负之分，标注在各线上，各线高低、高差一目了然，且为避免歧义及用图的方便，在贴近表头位置标注了标尺。左右侧边线不考虑其他任何因素，直接以不同的线型区分，清晰直观，且与其他方面配合得当，还可相互检验，大大降低出错概率。由于超高值已带正负号，各线也有高低之分，超高横坡度就无需区分正负。超高渐变率是比较重要的指标，必须标注。超高渐变的特征点桩号很多时候需要用到，对于超高过渡不在全缓和曲线上进行的情况，更需要知道，因此，为便于识图和施工，加注特征点桩号，且加注桩号线，便于与平曲线对照查看。

改进建议图(仍以前文工程实例示意)如(图5)所示。