公路工程路线与路基的设计要点分析

摘要：随着城市化进程的加快，城市与城市之间、城市与乡村之间的交通需求显著增加。公路是主要的交通运输方式，优化路线与路基设计能够有效减少交通事故发生，提高道路的安全性。特别是在复杂地形和气候条件下，强化设计对保障行车安全尤为重要。基于此，以公路工程路线和路基设计原则为切入点，重点阐述了公路工程路线与路基的设计要点，旨在提高设计方案的合理性，为公路工程的建设奠定良好的基础。

关键词：公路工程；路线；路基；设计要点

Analysis"of"Design"Points"for"Highway"Engineering"Route"and"Roadbed

HUANG"Chenpeng

Nantong"Branch"of"China"Design"Group"Co.，"Ltd.，"Nantong，"Jiangsu"Province，"226000"China

Abstract："With"the"acceleration"of"urbanization，"the"transportation"demand"between"cities"and"between"cities"and"rural"areas"has"significantly"increased."Highway"is"the"main"mode"of"transportation."Optimizing"route"and"roadbed"design"can"effectively"reduce"traffic"accidents"and"improve"road"safety."Especially"in"complex"terrain"and"climate"conditions，"strengthening"design"is"particularly"important"for"ensuring"driving"safety."Based"on"this，"taking"the"principles"of"highway"engineering"route"and"roadbed"design"as"the"starting"point，"this"paper"focuses"on"elaborating"the"design"points"of"highway"engineering"route"and"roadbed，"aiming"at"improving"the"rationality"of"the"design"scheme"and"laying"a"good"foundation"for"the"construction"of"highway"engineering.

Key"Words："Highway"engineering;"Route;"Roadbed;"Design"points

公路工程是一项重要的基础设施建设，公路的路线设计包括曲线半径、纵坡、交叉口等因素，这些设计直接影响车辆的通行安全，合理的路线设计可以降低事故发生的风险，降低因路况而导致的交通事故发生率。同时，优化路基结构与材料可以增强路面的承载能力，确保车辆在不同天气条件下的安全通行。在实际工程中，必须综合考虑各类因素，进行科学合理的设计与优化，以实现公路工程的可持续发展目标。

1"公路工程路线和路基设计原则

1.1"流畅性

在公路工程设计中，流畅性可以确保车辆的平稳和高效行驶。为实现流畅性，设计时，应优先考虑减少转弯和曲线，以降低车辆的转弯半径，提升行车舒适度。在纵坡设计方面，应平滑过渡，避免坡度过陡，减少对车辆爬坡能力的影响，从而减少刹车负荷；在横坡设计方面，需要确保雨水能够迅速排走，避免积水，增强车辆的横向稳定性；视距设计则要满足停站视距和超车视距的要求，以保证驾驶员能够在足够的距离内发现并避开障碍物[1]。

1.2"综合性

综合性原则要求在公路设计中综合考虑各种因素，以实现整体优化。首先，设计需充分评估对环境的影响，采取措施减少对自然景观和生态系统的破坏，如设置动物通道。其次，经济性是关键，设计要在保证质量和功能的基础上，控制建设和维护成本。社会需求也必须纳入考量，包括对交通流量的预测以及未来发展的预留空间。最后，安全性不能忽视，设计应包括完善的路面标线、交通标志和应急响应设施，以保障交通安全。

1.3"协调性

协调性原则强调设计要素之间的相互配合，以确保工程的整体性。首先，设计需要与地形地貌协调，尽量减少对自然地形的改动，如在山地地区应避免过度开挖或填筑。其次，公路设计要与现有交通网络协调，确保与城市道路、乡村道路及其他交通设施的良好衔接，并要求设计需要与城市和区域规划相一致，考虑未来的土地利用和城市扩展[2]。最后，与施工过程的协调也是关键，设计方案需要考虑实际施工中的可操作性，以减少施工对交通的影响[1]。

2"公路工程路线设计要点

2.1"以曲线为主布设公路路线

以曲线为主布设公路路线，能够减少道路的直线段长度，从而使车辆行驶时更加平稳，减少对车辆和乘客的冲击。在复杂的地形（如山地、丘陵）中，直线段可能会面临较大的地形起伏和工程难度，曲线可以更好地适应地形变化，减少工程量和成本。在设计期间，曲线半径的确定，需要依据道路等级、设计速度和道路功能来综合确定，高速公路的曲线半径一般较大，而城市道路的半径可以相对小一些。较大的半径可以提高车辆在曲线处的行驶舒适度和安全性，但也可能增加工程造价，必须平衡舒适性与经济性[3]。

在曲线段内，驾驶员的视距通常受到限制，要合理设置曲线半径和超高，确保驾驶员在曲线中的视距足够长，以应对突发情况。曲线的内外侧设置应合理，以保证驾驶员能够充分看到曲线的外侧，以便在曲线段内进行安全驾驶。

2.2"纵面线形和爬坡车道设计

在公路工程路线设计中，纵面线形是指沿着道路纵向方向的线性曲线形态，用于描述路面的高程变化。纵面线形设计的主要目的是确定路面的坡度和车道的爬升或下降。在设计纵面线形时，需要考虑道路的纵坡、车道的爬升和下降长度、车辆的性能要求、驾驶员的舒适性等因素。纵坡的坡度应该符合道路所在地区的地形条件和交通需求，避免出现过陡的坡度，影响车辆通行和驾驶安全。在设计的时候，要尽可能地避免技术指标达到最低点，避免过分地追求高技术指标，如坡度最小的标准指标为250"m，回旋线最小长度的标准指标为50～85"m。

2.3"视距的设计和调整

行车视距是指驾驶员在正常驾驶状态下，能够看到前方路况的距离，设计时必须保证行车视距能够满足车辆的反应时间和行车速度。车辆在紧急制动时所需的视距应考虑道路的制动性能和车速，以保证车辆在看到障碍物时能够安全停车。同时，驾驶员需要有足够的视距来判断是否安全超车，特别是在曲线或视距受限的路段[2]。在曲线和坡道处，通常需要调整道路的几何形状，如增加曲线半径、设置视距预留区等，以提高视距。在视距受限的路段，应设置明确的标识或警示牌，提醒驾驶员注意路段的视距情况，确保行车安全。

2.4"合理布设路线超高路段

在曲线道路上，超高（即外侧路面高于内侧）可以减少车辆的侧倾（如图1所示），提供更好的行车稳定性，合理的超高设计能够改善车辆在曲线段的行驶舒适性，避免车辆因离心力过大而造成的不适感。超高通常设置在曲线段的内侧，超高的设计应根据曲线的半径和设计车速来确定，超高的坡度应使车辆能够在曲线中安全稳定行驶。超高设计应兼顾道路排水功能，避免因排水不畅导致积水或滑坡问题[4]。在施工过程中，需要精确控制超高的坡度，确保其符合设计要求。道路在使用过程中可能出现磨损或沉降，需要定期检查和维护超高路段，以保持其良好的行车状态。

3"公路工程路基设计要点研究

3.1"路堑设计

道路的路堑应根据地形地貌特征进行合理设计，确保土体稳定。对于软弱土层，路堑的边坡坡度应适当减小，以增强边坡的稳定性。土层间的接触面也要处理得当，避免不同土层间的滑动。在选择路堑材料时，应优先考虑具有较好工程性质的材料，如粒径合适的砂、碎石、土工布等。选择合适的填土材料可以提高路基的承载能力和稳定性。当遇到软土或膨胀土等不良土壤时，应采用混合材料或进行加固处理，确保路基设计满足工程要求。在填土施工过程中，应分层填筑，每层厚度应控制在20～30"cm，并进行充分的夯实，以保证填土的密实度和强度。对路堑的土壤应进行分层检测，确保每层填筑的密实度和承载力符合设计要求。

边坡的坡度必须根据分析结果进行适当设计，自然地质条件不应被忽视。例如：在高含水量的地区，坡度应设计得较缓，以减少滑坡风险；而在干燥或硬质地层中，坡度可以适当设计得较陡，以节省用地[3]。另外，需要在路堑中设置有效的排水设施，以强化整体结构的稳定性，排水措施包括设置横向和纵向的排水沟、渗水板、防渗墙等，确保在暴雨等极端天气情况下，地下水不会使边坡失稳。路堑后期施工时采用逐层填筑的方式可使压实效果更佳，避免因施工方法造成的突发性沉降。此外，通过实施分区开挖，可以减少对局部的压力，提高整体边坡的稳定性[5]。

3.2"高边坡路堤和陡坡路堤设计

高边坡的设计极为复杂，需要依据地质调查数据和环境条件进行全面分析，可使用数值模拟软件进行动态分析，观察在不同环境因素下边坡的表现，从而做出合理的调整。一般而言，高边坡的坡度可以设计为1∶1.5至1∶2。然而，坡度的具体要求应根据土质、环境和施工条件进行调整。在软土和湿润环境中，建议采用较缓的坡度，以提高稳定性。对于高边坡而言，常常需要添加支护结构以增强其稳定性，如设立撑杆、重力坝或锚杆固定，不仅可防止滑坡，还能抵抗外界施加的横向压力。另外，陡坡的排水系统必须足够完善，以降低水压力，常规下应设置流水沟与渗水管道，引导雨水流向，避免聚集在坡面上引发滑坡等情况。

3.3"路基排水设计

在设计路基排水系统时，必须综合考虑地形起伏、地质类型及水流方向。合理设置主要和次要排水线，确保每个段落的排水能力能满足实际需求，还需考虑将排水系统与自然水流的协调，以避免水流交叉造成的水土流失。设计人员需要结合自然地理特征，对排水沟间距、涵管孔径大小，边沟、路基、跌水井和涵洞等设施进行综合考虑，确保形成合理、连贯的排水系统，发挥良好的排水作用，达到促进公路路基稳定的目的[4]。路基边沟与涵洞单级跌水连接结构如图2所示。

在选择排水材料时，应优先选择透水性强、耐腐蚀的材料。例如：使用粗颗粒的沙砾或专门的透水混凝土，以确保排水系统在长时间使用中的稳定性和有效性。在湿润气候或泻湖地，要认真评估地下水对路基的影响，选用防渗措施如防水膜或土工布，以减少水分渗透，增加路基支撑力。

3.4"填挖交界处的路基设计

填挖交界处是工程中最容易出现问题的区域之一，在设计期间应采用分层夯实的方法，并在填土过程中适时加水，确保达到最大干密度，保持填土与已有土体的良好结合，从而减少沉降隐患。过渡段设计需要设置一个缓和的坡面，采用梯形或圆弧形坡段进行过渡，以减少界面应力集中，从而减轻填土和原土之间的滑移。在交界处应设置有效的排水沟及泄水孔，避免因雨水和地表水聚集导致的局部积水，影响设计的稳定性。

4"结语

总之，在公路工程设计中，路线布设和路基设计是确保道路质量和行车安全的核心环节。有效的路线布设需要兼顾流畅性、综合性和协调性，以确保交通流畅并满足环境和技术要求。在具体设计过程中，应优先考虑曲线设计、纵面线形、视距，以及超高路段的合理布设，以提升道路的使用效率和安全性。与此同时，路基设计中的重点包括路堑设计、高边坡和陡坡路堤设计、路基排水，以及填挖交界处的处理，这些因素都对道路的稳定性和耐久性有着直接影响。

参考文献：

[1]刘全吉.基于环境选线原则的公路路线设计标准化研究[J].中国高新科技，2024（8）：58-60.

[2]朱雷鹏，张贵阳，张志清.基于遗传算法的公路自动选线与安全评价方法[J].科学技术与工程，2023，23（29）：12672-12678.

[3]董澎霖.公路工程路线设计方案比选研究[D].赣州：江西理工大学，2023.

[4]孔哲，程耀东，杨军，等.基于OpenRoads的公路选线三维设计方法研究[J].湖南交通科技，2022，48（4）：91-95.

[5]侯振东.山区公路路线设计中线形标准及平面设计方法[J].工程与建设，2022，36（4）：975-978.