公路工程路线设计要点及思路探究

黄玲霞

（中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西 西安 710075）

公路工程中，路线设计是一项较为复杂、系统的工作，在设计过程中，需要考虑到众多因素，包括地形地貌、周围环境、沿线设施等，只要有一个环节出现问题，都会影响公路工程设计整体效果。为此，要把握好公路工程路线的设计相关要点，采取最科学的设计思路，以保证公路路线布设更合理、科学，提高公路建设整体水平。

1 公路工程路线设计要点

1．1 平面线形设计要点

（1）平曲线间最小直线长度。在公路工程路线设计中，在平面线形设计环节，两个平曲线间直线长度需要控制好，设计过程中要保证该直线长度符合标准。现行标准指出，两曲线间直线长度要大于路段设计速度的5倍，而两个反曲线间直线长度则不能低于路段设计速度的3倍。如果平曲线相互通视，直线过短，容易使人产生错觉，即将直线与平曲线错看成反向弯道，影响正常的交通出行。同时,设计过程中也不能采取在同向曲线间插入短直线的做法，因为车辆从一个弯道进入另一个弯道，期间有一段直线行驶，而进入弯道要对方向盘反向扭转，为此，控制好直线长度非常有必要。

（2）圆曲线。受离心作用影响，当车辆在圆曲线中行驶时，此时，有着较差的驾驶条件，如果曲线半径设计的过小，容易诱发安全事故。为此，在设计线形时，如果在适宜的地形条件下，要适当将曲线半径增加。山岭重丘地带，所采用的半径要为极限半径2～3倍；而在平原地带，保持流畅的线形有利于将驾驶舒适度增强，也要适当将半径增大。圆曲线的切线长度、半径及转角间要保持特定关系，即：

1．2 纵断面线形设计要点

（1）坡长。为了避免车辆频繁换挡，影响驾驶速度，纵坡设计要尽量均匀、平缓，长度要适当增加。采用最短坡长作为变坡点间距是最符合规范标准。最短坡长设计要符合相关标准，且要能对直坡段承载。同方向竖向曲线在设计时，也要保持适宜的直坡段长度，这样才能避免产生断背曲线。因凹形竖曲线容易被错看成线形的一部分，直坡段整体看起来不够平顺。如果是过长的直坡段，则容易将其作为半径较大的竖向曲线，三心复曲线通过与两端连接而形成，可将不平顺问题有效解决。反向的竖向曲线在设计过程中，其长度也要控制在标准内，一般不低于设计速度3s行程，直坡段适合增设在曲线中间段。

（2）变坡点与竖曲线。为了将行车动量变换减少，所有的变坡点都适宜设计成竖向曲线，从而满足视距要求，也可保证汽车前灯的照射范围足够。通过合理组合竖曲线与平曲线，线形的平顺度增加，从而将车辆驾驶舒适性增强。因车辆经过变坡点后重心会出现，此时，运动轨迹与抛物线类似，为此，竖曲线设计采取二次抛物线方式最为适宜。但因为抛物线曲率半径变化不大，接近于圆曲线，所以在设计上可用曲率半径表示竖曲线。对于竖曲线半径，要保证离心力在标准内，一般要在车辆弹簧承受范围内。

1．3 平、纵面组合设计要点

要从视觉上、需求上综合考虑平面、纵面组合设计。要能相互对应上竖曲线与平曲线，平曲线要能够包围住竖曲线，这样才是最适宜的平、纵曲线组合设计方法。如果平曲线过长且较为平缓，对应纵坡要更为流畅、平顺，并适当增加曲线半径，这是凹型竖曲线应当注意的设计要点。而对于凸型曲线来说，平、纵面组合设计的意义则不大，也不会带来更好的驾驶体验。对于凹型竖曲线，仅对线形要素考虑，能够提升驾驶安全性，但是，线形美观度不高。因为会影响路面排水，对于反向平曲线各个拐点来说不适宜在顶部、底部设置竖向曲线。并且将几条竖曲线设置在较长的平曲线中，或者将几条平曲线设置在长竖曲线中，这种组合方式是不合理的，因为视觉感会非常差，尤其是有较大坡差的地带视觉扭曲感会更为强烈。为此，保持竖曲线与平曲线的均衡非常关键，即：

如果难以使平、竖曲线保持均衡，为使驾驶员可以看到3个以内的纵坡变化，则要控制好竖曲线在平曲线当中的数量，一般不能超出2个。竖曲线的半径还要与平曲线保持协调一致，达到一种均衡状态，这样才能使立体线形更为合理、美观。如果平曲线有着较大的半径，就要对应延长竖曲线的半径；平面曲线长度较大，就要适当延长竖曲线长度[2]。如果无法准确判断平、纵曲线是否达到均衡状态，可以使用一些检验方法，如透视图，而最主要的是要依据相关规范进行设计。

1．4 行车视距设计要点

公路工程线路设计中，保证每条道路都具备停车视距方面的要求是最基本的设计原则。不管是双车道还是单车道以及道路中是否设置了分隔带，都要满足停车视距方面的要求，保证具备科学、合理的停车视距。

如果公路分快车道与慢车道，或者是道路中间有标线并分道行驶车辆，虽然没有对超车视距做特殊要求，但是，要具备停车视距的相关要求。在相关规范标准中，明确规定了二、三、四级公路行车视距要比停车视距高出2倍左右，并且要有其他路段满足超车视距要求。这些规定出台的原因主要是很多公路中间没有标线，加上非机动车对其产生一定干扰，造成车辆都集中到中央区域行驶，当有其他车辆超车时才返回原车道内行驶，会在一定程度上增加行驶安全隐患，将视距放宽非常有必要。为对设计合理性进行验证，可借助三维模型影像，科学地判断与分析路线空间组合设计效果。

2 公路工程路线设计思路

2．1 平面设计

在设计平面路线时，需要对路线规划要求及施工要求准确把握，依据相关要求开展标准化设计；对公路工程周围设施、人流量、出行需求等综合分析，保证路线设计与附近设施相配套，与环境相统一，并且在高填方路段设计直线与缓弯过程中，线路要尽可能精简，以保障车辆的通行安全；充分考虑横纵断面的设计需求，并将两者结合起来分析，大半径曲线可优先设计，然后，其他线形在各区段与之配合、协调。

2．2 横断面设计

公路工程路线设计中，路权分配的空间性能通过横断面设计体现出来，其与路线等级、功能间关系极为紧密，为此，对其总体设计思路优化非常有必要。比如，某市公路路线由主干路、次干路及快速路、各支路组成，按照等级对其进行划分，则顺序为快速路、主干次路，最后是各支路，划分好公路等级后再制定合理的设计方案。设计高密度区域时，要对该区域的公交路线、自行车道、人行道等综合考虑，要确保各个功能道路通行无阻。

2．3 纵断面设计

公路路线的起伏状况通过纵断面设计可直观反映出来。需要结合公路路线规划相关要求进行设计，并事先开展详细勘察，了解公路路线等级、使用性质等，并全面收集附近地质环境、水文环境、基础设施等相关信息。依据这些勘察信息拟定出设计方案，保证设计具备科学性。在具体设计中，需要把握好以下原则：（1）纵坡的设计必须要平顺，以保证正常通车，并要事先参考相关规范标准，保证设计符合相关规定要求；（2）对水文地质状况详细考虑，如果路线所处区域有较高水位，为避免积水，需要首先对路基加高，保证公路可以正常交付使用。此外，在路线设计中，要考虑到长远效益，确保公路设计质量，做好整体规划与协调，为提升公路建设整体质量奠定基础。

公路工程受地形影响较大，如果设计过程中面临复杂、特殊的地形条件，可以将纵坡适当增加，但不能超过1%，如果一些路段非机动车通行量较大，则要使坡度变缓。一般来说，山岭重丘地区坡度在4%～5%范围，平原地区坡度控制在2%～3%范围内。此外，还要关注最小坡长的设计，要确保满足车辆行驶的平顺度需求，同时，还要兼具美观度。控制好最大坡长，即汽车爬坡行驶过程中速度变慢，但是，仍能保持最低时速下可行驶的距离，公路如果等级高，要确保各种车辆行驶不相互干扰，而公路等级较低，则要避免速度下降造成爬坡无力。

总之，公路工程路线设计直接关系到公路建设的整体质量，会在一定程度上影响公路后期使用效果。为此，在公路工程路线设计上，要把控要设计要点，继续优化设计思路、方式等，始终将相关标准作为依据，全面获取并分析相关数据，确保顺利完成优质、科学的路线设计。