高速公路线形设计中的纸上定线法

蔡华玲 刘志伟

（江西省赣州市于都县公路分局，江西 于都 342300）

1 前言

高速公路从路线方案选择到具体定线是一个研究范围由大到小、精度由粗到细的过程，经过详细调查、综合分析、仔细比选，最后确定中线的具体位置。纸上定线是以初拟路线方案为基础，在实测或航测的1:2000地形图上进行的。

对于定线来说，不同的地形条件有不同的矛盾。在平原微丘区，地形平缓，路线一般不受高程限制，定线应以方向为主导，正确绕避平面上的障碍，力争控制点间路线短捷顺直。在山岭重丘区，地形复杂，横坡陡峻，路线一般受高程限制较严，定线应以安排纵坡为主导，合理利用有利地形，避让艰巨工程、不良地质地段或地物，力争平、纵配合协调，工程经济合理。

2 纸上定线的步骤

2.1 收集资料与准备工作

需要收集的资料主要有：初拟路线方案及所确定的控制点，沿线地质情况，不良地质地段，城市规划，地下电缆，文物古迹，自然保护区以及气候气象等资料。

准备工作包括：在地形图上标绘各个控制点、应避让的地段和区域。

2.2 根据地形和地物初定路线的位置

在相邻控制点之间，根据所经过的不同地形和地物分布情况，参照准备工作所标绘应避让的地段和区域，满足一定标准和要求，选择合适的路线位置，沿着前进方向加密中间控制点或采用徒手滑顾地勾绘曲线。

2.2.1 平原微丘地区

在两控制点之间主要是地物障碍，合理解决哪些可穿越?哪些该绕避?哪些应趋就?从而建立起一系列中间控制点，路线一般应由一个控制点直达另一个控制点。

选择线位时，应注意在保证标准的前提下，尽量做到少占和不占高产田和经济林，少拆或不拆迁各种电力，电讯设施，沿高地布线，避免斜穿水田和直穿大的池塘和沼泽地，减少对自然景观的破坏。

2.2.2 山岭重丘地区

在两控制点之间主要是地形或高差的限制，对受高差限制的路段必须通过放坡得到一系列坡度控制点，沿着自然地形，参照坡度控制点和地形地物控制点，徒手勾绘出与地形基本吻合且线形舒顺、平缓的路线概略位置。

在山区选择路线位置时，要注意线位的高低，考虑平、纵协调配合，尽量避免大砍大伐和大填大挖，注意环境保护问题。

2.3 定线

定线必须满足技术标准的有关规定，同时又要参照初拟的路线位置进行。根据不同地形特点，定线方法一般有两种，一种是传统的“直线型定线法”，另一种是“曲线型定线法”。

2.3.1 直线型定线法

直线型定线法是先定出与地形相适应的一系列直线，然后用适当的曲线把相邻的直线连接起来的传统定线方法。

对平原微丘区，就是在沿着前进方向加密的控制点之间用直线连接，对山岭重丘区，在放坡得到的一系列坡度控制点的基础上，根据保证重点，照顾多数的原则，按照高速公路的几何标准，用直线尺试穿出与较大地形相适应的一系列直线。然后用适当的曲线把上述相邻的直线连接起来。当地形复杂而多变或转弯处控制较严时，也可以根据地形变化先定出曲线，然后用直线把相邻曲线顺滑地连接起来。

2.3.2 曲线型定线法

这种方法是借助“铁道弯尺”先定出圆曲线，然后用缓和曲线相互连接的以曲线为主的定线方法。

定线时，选用不同半径的铁道弯尺逼近前面徒手勾绘的曲线，按照高速公路的技术标准，逐一定出圆曲线的位置和半径，再用缓和曲线连接相邻两圆曲线，当两圃曲线之间的地形比较顺直或距离较长时，也可以设置适当直线，并用缓和曲线将直线和圆曲线连接起来，但应注意保证直线长度的要求。在定圆曲线时，设计者应注意掌握技术标准与地形弯曲的大趋势，以定出平顺和缓的高标准平面线形，不要过多地迁就地形上次要的不规则性或一些小的障碍物。

实际上，直线型和曲线型定线方法并无本质上的区别，只是所适应的地形不同而已。具体做法详见后述。按上述方法定平面线形时，是一个反复试定、检查和调整的过程，直到找出符合标准的最佳路线后，再进行下一步纵断面设计与调整工作。

2.4 纵断面设计

路线的平面线形确定以后，可按照规定要求设置中桩。除起终点桩、曲线主点桩、百米桩、公里桩、大中桥位桩、隧道起终点桩以及通道和立体交叉中心桩等外，还有地形和地物加桩。平原微丘区桩距一般取50m，山岭重丘取为20m。在地形图上读取各桩位的地面高程。

2.4.1 绘制路线纵断面地面线图

根据各桩桩号和地面高程点绘制纵断面地面线图。纵断面图采用直角坐标，横坐标表示距离，纵坐标表示高程，比例尺：通常平原微丘区横坐标取1:5000，纵坐标取1:500，山岭微丘区横坐标取1:2000，纵坐标取1:200。

2.4.2 标注竖向控制标高及平面线形

根据收集调查的资料，在纵断面图上分别用不同符号标出桥涵控制标高，通道和立体交叉控制标高，隧道出、入口控制标高，经过水田等不良地质路段的最小控制标高，以及其它人工构造物的纵向控制标高等。在纵断面图上绘出乎面线形示意图。以上标注内容主要供试定纵坡时参考。

2.4.3 试定纵坡设计线

仔细分析研究纵向控制标高的重要程度和可活动范围，结合地形起伏变化情况和平曲线位置，试定出满足纵断面线形设计标准的纵坡设计线。定纵坡设计线可以采用先定直坡线，后用竖曲线连接的方法，也可以先定竖曲线，后用直坡线连接。

检查上述试定纵坡没计线是否经济合理，线形是否舒顾，技术指标掌握是否适度，平、纵面线形是否协调，竖曲线与平曲线组合是否得当，有无脱离实际或考虑不周等等。如发现问题应及时调整修正。具体操作是修改平面线形还是纵断面线形，或二者都修改，要认真分析，找出问题的关键，权衡利弊，以定取舍。

2.5 最佳横断面修正

经过上述检查与修正，应该说路线的平面和纵断面均已基本成型，但横断面是否适当也应检查。高速公路经过的地形比较平缓，最佳横断面一般不是控制平、纵线形的主要因素，但在山区，当地面横坡较陡时，如果不考虑最佳横断面，会导致填，挖方边坡很高，防护支挡工程高大，很不经济。因此，在路线的平面和纵断面基本确定以后，应绘制出地面横坡较陡地段以及其它可能高填深挖处的横断面，找出最佳横断面位置，由此再修正平面或纵断面设计线形。

2.6 现场核对

在室内利用地形图进行纸上定线后的平、纵、横面的成果，应再到现场进行实地核对检查，当核查无误后，方可以最后定案，并报请或征求使用单位或甲方的意见，然后进行水文、地质勘探调查工作。

纸上定线工作完成之后是否需要去现场全部实地放线，各地做法不一，有的是局部或重点地段放线，也有的全部现场故线，主要视地形图的准确程度，以便在实地进行核对检查经定线后的平、纵、横面的成果，以及便于现场进行水文、地质勘探调查工作。具体实施时，若在新测地形图或在已经现场检查补测的早期地形图上进行纸上定线，可以对局部或重点地段，或大型构造物所在地段进行实地放线。而对于测设年限过早且地物变化较大的地形图，一般不应直接用于纸上定线，必须经现场补测核实后才能使用。

3 结束语

从上述纸上定线的步骤可以看出，纸上定线实质上是一个反复调整和修正的过程，在一定限度内，修改次数越多，最后的设计成果越好，直到无论采取什么措施都不能再显著地增进美感或节省工程时，才可认为纸上定线工作已告完成。这也正是纸上定线的优越性之一，它可以做到尽善尽美，集中各专业设计人员的智慧，定出一条理想的路线来。

[1]温琳，黄继军，丁伟.高速公路线形设计中有关问题的分析探讨[J].交通科技，2009-10-28.