浅析高等级公路路线设计

张哲

摘要：本文通过查阅大量文献资料和工作经验总结，分析了高等级公路路线设计现状，总结了高等级公路路线设计中设计原则和设计要点，特别是要做好认真调研和整体规划、选择对环境影响小的线形设计、 做好平、纵、横综合设计、做好路线超高缓和段设计等工作，才能确保高等级公路路线设计的质量，确保建成后的路线科学合理。

关键词：高等级公路；路线；设计

1高等级公路路线设计现状

作为一种特殊的人工带状建筑物，高等级公路途经地域广、影响范围大、并與人们生活的生活息息相关，已经成为现代交通建设中不可或缺的重要组成部分。随着经济的不断发展，我国高等级公路的建设水平得到了很大的提高，然而在公路不断扩展的过程中，其规划、设计、施工、运行等环节中也存在着一些问题，不利于创造自然和谐的公路环境。因此，相关人员必须转变观念，从公路的路线设计环节开始，研究公路建设对环境造成的影响，尽可能在满足交通运输和安全舒适等设计目标的同时，减少对自然资源的占用和破坏。

2 高等级公路路线设计要点

2.1 认真调研，整体规划

高等级公路路线设计涉及的问题多、范围广，因此要综合考虑社会经济环境及自然地理环境等方面的资料，考虑工程对已建成项目的影响、对当前其它项目的影响、以及对将来可能拟建项目的影响。因地制宜和针对性设计是现代公路建设价值的重要体现，因此必须充分考虑高等级公路所在区域的自然环境特征、社会环境、公路使用者的需求等因素，实现高等级公路与周边自然和人文环境的良好结合。

2.2 选择对环境影响小的线形设计

在高等级公路线形设计时，应充分利用地形地貌，尽量减少工程破坏，使整个工程与周围环境的风格相一致。以填挖方工程的规划设计为例，高度>20m的填方路采用架桥手段显然更有利于环保，而在深挖设计中，对于挖方边坡高度>1.6倍路基宽度值或中心挖深>30m的情况，采用隧道方案对环境的影响最小。

2.3 平、纵、横综合设计

曲线线形应注意其连续性，避免出现断背曲线。一般情况下与自然等高线大致相适应的平面线形设计较好，使得公路与周围环境相协调。高等级公路横断面相对较宽，对山岭重丘区横向地面起伏较大的路段，横断面设计不必强求上、下行车道同一标高，可采取分离式断面设计，既能减少公路建设的工程量，又能使其与周围环境协调。平、纵、横线形组合，除了满足公路技术标准、满足汽车运动学的要求外，还应满足人们视觉和心理上连续舒适、迅速安全的要求及环保要求，一方面尽可能少破坏周围的天然植被、地形地貌、避免高填深挖，另一方面应充分利用天然景点或人工构筑物等，美化公路环境，使公路与大自然融为一体。作为高等级公路有机的组成部分，路线与桥梁、隧道、立体交叉、沿线设施等构造物，以组成有特定风格的建筑群体，并利用绿化或雕塑等设施改善他们与沿线地形地物的配合，消除因兴建高等级公路而造成的对自然景观的破坏。

2.4 做好高等级公路路线超高缓和段设计

2.4.1高等级公路缓和段设计原则

高等级公路的超高部分应设计有缓和段，此种设计包括了两个方面的内容，一则是超高缓和段长度的设计；二则是超高缓和段在缓和曲线长度的设计。为了满足此种要求，超高缓和度长度的设计应当符合国家的相关规范，如：公路路线设计规范，其中规定最小的超高缓和段长度来设计。第二个方面则需要按照规范的标准，当圆曲线半径小于不设超高最小圆曲线半径的时候，圆曲线与直线相接的缓和曲线，即利用回旋设计来计算。利用公式计算当圆曲线半径和缓和曲线的参数为定值的时候，缓和曲线的长度也就固定，而缓和曲线上的任何一点的曲率半径则在一个范围内。

2.4.2 全超高段高横坡设计

按照以往的设计方式，全超高横坡为单向的路拱横坡，资料显示与计算公式仍然是此种思路，但是规范中却在硬路肩坡度规定对其超高横坡有明确的规定，而在规范中没有相应的体现，所以一些设计仍然将全超高路段的超高横坡设计为单向路拱横坡，这与规范的硬路肩超高横坡是矛盾的，规范规定硬路肩大于或者等于2.25m，应设置外倾斜横坡，当横坡值大于8%的时候，曲线外侧应设置相内倾斜的横坡，其参考值为行车道的横坡相等；当硬路肩小于2.25m时候，曲线外侧路肩横坡方向和其坡度参数应与行车道一致、因此在设计全超高路段的横坡时，以路肩参数和横坡值为标准。

2.4.3最大、最小超高的合成坡度

按照超高横坡的计算公式分析，可以计算获得一个曲线的超高横坡值，按照前面所述的规范规定，超高横坡度的计算是按照形成速度、半径、路面材料、自然条件、车辆构成等情况进行综合确定。当超高横坡度的计算小于路拱坡度值的时候，应设置等于路拱横坡的超高；高速公路、一级公路的超高横向坡度影响小于10%，其他公路则小于8%，而存在积雪的路面应小于6%。同时在规范中规定对各等级公路不同半径下的公路规定了超高的横坡值，但是从标准中关于超高的规定和附录中的说明可以看出，超高的设置在特殊的情况下是应因地制宜的。同时设置超高横坡的时候，还应对合成坡度的大小进行综合考虑，从而提高路面降水可以及时的排除，从而提高路面的通行能力。

2.4.4 超高缓和段长度与位置设计

按照《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）设计规范的要求，超高缓和段的长度可以按照以下公式进行计算：

其中lc为超高缓和段的长度；B为旋转轴至行车道外出的边缘宽度；

△i 超高坡度与路拱坡度的代数差值；p超高渐变率是公式中涉及的参数。

规范对超高渐变率有明确的规定，如：某公路在平原上，丘陵地区为优质二级公路，一个平曲线点偏为30°，半径为1000m，则设定全超高为3%内，超高旋转轴为公路中心线，按照规范的要求则可以取渐变率为1/330和1/200，此时求得的超高缓和段长度则为74.24m和45m；此时需要考虑平面曲线形组合要求设置缓和曲线，按照视觉要求其值应小于一定的范围，此范围设定在100m～1 000m之间，则取缓和段长度为120m；按照平曲线的长度要求，可以求出缓和段的长度的范围。

3 结语

综上所述，在目前我国高等级公路建设水平飞速发展的背景下，公路的路线设计仍存在一些和谐的因素，不利于我国基础建设事业的可持续发展。因此，设计工作者应从公路的性质和功能出发，综合考虑沿线区域规划与地质条件，优选路线方案，在减少占地、拆迁和环境污染的同时，将公路建设融于自然情景之中，为交通车辆提供舒适、安全、洁净的运行环境。

参考文献：

[1] 谢继红. 谈高等级公路路线环境保护设计的方法[J]. 黑龙江交通科技， 2005（5）.

[2] 邓勋华. 西部地区高速公路后建设时期环境保护若干问题探讨[J]. 科技创业月刊，2010（8）.

[3] 臧晓冬，崔巍，王百成.高速公路超高设计方法的研究[J].森林工程，2007（3）.

[4] 黄京春.公路平面线形设计中关于超高的探讨[J].山西交通科技，2005（2）.