道路路线设计的探讨

王天海

摘要：路线的合理设计直接影响到行车安全以及交通的便利性、安全性。因此，做好道路的路線设计意义重大。本文结合工程实例对道路路线平面、纵断面等方面进行阐述路线的设计要点，供同行借鉴参考。

关键词：道路；平面线形设计；纵断面设计

一、工程概况

某道路路线总长度为19.905km，设计时速为100km/h，双向6车道设计。项目地势较为平坦，而低山及丘陵是容易发生滑坡、崩塌等地质灾害的地方。

二、路线平面线形设计

（一）线形设计的一般原则

（1）平面线形应与地形、地物相适应，与周围环境相协调

当在地势较为平坦的地区进行路线设计时，主要是以方向作为路线的主导因素，在平面线形三要素中以直线为主。而当在地势起伏较大的山岭重丘地区进行路线设计时，主要是以高程作为路线的主导，为了能够与较大起伏变化的地势相适应，线形主要是以曲线为主。在进行线形设计时，对于直线、圆曲线以及缓和曲线的选择和组合主要是根据地形地位等因素进行考虑，不能片面强调路线以直线或者曲线为主。

（2）保持平面线形的均衡与连贯

当进行路线线形设计时，应从以下几个方面出发做好平面线形的均衡与连贯。

①长直线尽头不能接小半径曲线。当在长直线路段和大半径曲线路段，行车速度都将有所提高，但是如果将长直线与小半径曲线连接在一起，小半径曲线突然出现会导致车辆因减速不及时而发生安全事故。

②高、低标准之间要有过渡。在同一等级的道路中，由于地形的不同，在指标的采用上可能会有所不同，在同一条道路中，往往会根据路段的不同而设置不同的行车速度，采用不同的技术标准。因此按不同标准设计的路段之间应有一定的过渡。

（3）平曲线应有足够的长度

当车辆在曲线路段上行驶时，如果曲线路段较短，车辆需要很快地转动方向盘，在公路上如果发生这种情况是较为危险的。同时，如果缓和曲线的长度过短，在曲线段行驶时会使得离心加速度的变化率较小，这对于乘客而言，心理和生理上都会产生不舒适的感觉。当道路的转角很小时，曲线长度就显得比实际短，这样很容易给乘客造成错觉。因此，道路中出现的平曲线路段应有足够的长度。

（二）直线、曲线及缓和曲线的运用

（1）直线的运用

本工程中需要两次跨越某大桥，因此在此段采用了大量的直线路段，同时采用不设超高的大曲率平曲线与之相连，平曲线的半径分别设计为4000m、6000m和8000m，这样使得该跨越大桥的路段基本上接近直线。

（2）曲线的运用

本工程中某一路段经过城乡结合部，沿线城镇较多，居民较为集中，当进行该段路线布设时，主要需要考虑的因素包括规划、村庄、铁路、湖区等。在进行该路段平面线形设计时应尽量考虑避让的原则，不对沿线上的厂矿、高压走廊等造成影响。其中设置平曲线半径最小的为1000m，为了使该平曲线路段能够很好的进行过渡，在该平曲线路段之后反向接上一段半径为1350m的平曲线，紧接着在反向接上一段半径为1800m的平曲线，从而形成连续S形曲线的平面线形。

（3）缓和曲线的长度

当运用缓和曲线时，对于其长度的取值应综合考虑驾驶员操作、汽车动力学、美学等方面的因素。在本工程中全线内较多路段采用了半径小于4000m的不设超高的平曲线，其半径主要有四种，分 别 为1000m、1350m、1800m以 及2500m。表1所示为四种半径的缓和曲线参数和缓和曲线长度。

表1 缓和曲线半径、参数以及长度

三、路线纵断面线形设计

路线的纵断面的主要组成部分为直线和竖曲线。在进行纵断面线形设计时应综合考虑的因素包括公路等级、地形特征、纵坡大小长短以及竖曲线大小等。应尽量将路线的纵断面设计成坡度缓和同时较为平顺的形式，这样不仅能够确保车辆行驶的安全性和舒适度，也能够有效提高路线在视觉上的美观效果，同时还有利于道路的排水，从而确保达到最佳的行车速度。

（一）纵坡的选定

当公路的平面线形选定之后，接着应进行路线纵断面线形的设计，即所谓的拉坡。首先进行试坡。试坡时应确保纵断面与平面线形的良好配合，尽量确保纵断面的边坡点与平曲线的中点相对应。但是在平原地区进行平纵面的对应配合是具有一定难度的，如果强行对应配合，很有可能会出现较多的弯道和长坡，从而引起工程造价的增加。本工程的平面指标较高，平曲线也较长，因此本工程的路线纵断面设计的坡长较长。当进行本工程纵断面设计时，一般的坡长取为700～900m，而坡长最大的路段达到1650m，最短的则为450m。前后坡长之间应有一定均匀的过渡，避免出现较大的坡长差值。长短坡长之间的过渡可参考平面过渡的方式。

当进行纵坡设计时，经常会遇到纵坡坡度小于0.3%（接近水平）的问题，在这个坡度下会引起路面排水不良的问题，当在雨天行车时，容易出现溅水起雾，影响行车安全。同时，当路面上的积水达到一定的深度之后，车辆在行驶时在其轮胎与路面间会形成一层“水膜”，这层水膜会引起车轮与路面之间摩擦系数降低，从而增大安全事故产生的可能性。一般公路的纵坡坡度应满足大于0.3%的要求。本工程路段内设计的最大纵坡坡度为2.2%，最小纵坡坡度为0.3%，其余路段的纵坡坡度主要集中在2%左右。

（二）竖曲线半径的选用

当在纵坡边坡处行车时，为了有效缓冲因运动量变化而产生的冲击，应插入竖曲线，这样能够确保足够的视距。在进行竖曲线半径计算时，应确保半径满足缓冲区行驶的冲力所需的最小长度和满足停车视距所需最小长度的共同要求。在公路线形设计中，确保平曲线半径与竖曲线半径之间的均衡性具有重要的意义。也就是说，路段内的竖曲线半径应跟随平曲线半径的增大和加长而相应地增大和加长。通常情况下，竖曲线半径应为平曲线半径的6倍。

一个公路纵面线形设计方案的优劣在很大程度上取决于竖曲线半径的大小。如果竖曲线的长度较短，在汽车行驶过程中司机很容易出现不适，同时也会对视觉造成影响。因此，只要条件允许，应尽量选择较长的竖曲线。竖曲线半径的选取应满足大于视觉所需的最小竖曲线半径的要求。本工程的设计速度为100km/h，因此视觉所需的最小凸形和最小凹形竖曲线半径分别为16000m和10000m。良好的纵面线形应满足最小半径的要求，这样才能有效减少安全事故的发生。

本工程中路段内设置的竖曲线的总长度为11.485km，在路线全长内竖曲线占到了57.7%。最小凸形竖曲线的半径为20000m，满足“大于16000m”的要求，同时最小凹形竖曲线的半径为20000m，满足“大于10000m”的要求。为了确保均衡性，本工程中所设计的竖曲线半径为平曲线半径的10～30倍。通过对本工程路段内的平、纵、横组合效果进行检查，发现三者之间的协调性满足要求，同时具有流畅的立体线形，视觉效果良好。

四、结束语

公路路线设计直接影响到公路的行车安全性和舒适度。当前的公路路线设计中已经融入了“安全、环保、舒适、和谐”的新理念。在设计公路路线时，确保科学合理的平面和纵断面线形成为路线设计的重要前提。本文通过设计实例，针路线设计环节从路线平面、纵断面的设计等，总结出设计要点，以期为同行提供参考借鉴。

参考文献：

[1]周祖兰. 山区公路路线设计要点探析[J].科技资讯.2011（06）

[2]史超平.浅析公路路线设计的规划因素[J].科技创新与应用.2013（33）