山岭区高等级某高速公路平面线形研究

王建省 董嘉雯 王宗泽

北方工业大学土木工程学院

山岭区高等级某高速公路平面线形研究

王建省 董嘉雯 王宗泽

北方工业大学土木工程学院

在现代交通运输系统中，公路运输所占的比例不容忽视，它因便捷灵活、适应性强而被广泛采用。汽车工业的迅速发展，刺激了公路运输的需求，同时，也对公路等级和设计提出了更高的要求。平面线形设计是公路设计的关键，优质的线形设计对于交通流的安全具有重要的影响，如果公路线形不合理，则会降低公路通行能力，造成运输者时间和经济上的损失，同时会诱发交通事故。本文对山岭区高等级某高速公路平面线形要素设置的合理性进行分析和研究，分析了平面选线、平曲线要素，并对公路平曲线要素进行了计算，给出了合理的方案。

工程概况

研究目标工程地处辽宁省沈阳市的山岭区高等级某高速公路，起点位于大伙房水库G1212国道，终点位于上马地区。路线所属地区属复杂山岭地区，海拔高，高差大，路线全长22.7km，公路等级为高速公路，设计时速为80km/h，工程要求必须跨越大伙房水库，遂在该处修建一座大型斜拉桥。工程要求保证平面线形平顺，且道路等级较高，遂在高程较大的山脉处可以修建隧道。工程复杂，地质条件复杂，设计标准较高。

平面选线

在进行公路选线时，要针对公路所经地域的环境、地形、地质具体拟定路线，全面权衡，分清主次，当遇到不良地质路段时，要采取绕、避、穿等方案进行比选。在选线过程中要严格保护农田耕地，尽力避让不可移动的文物，注意保护环境，与沿线自然景观相协调，综合考虑平、纵、横面，还要注重三者之间的合理组合与搭配。由于工程为高速公路，道路等级较高，车行速度较大，遂必须保证平面线形的平顺，在进行圆曲线设计时对于圆曲线要素也有较高的要求。

平曲线要素

在进行平曲线设计时，要求平面线形连续、均衡，与周围景观相协调，在公路转角处宜选用较大半径圆曲线，同向曲线间要有足够长度的直线，反向曲线间不宜设置过短的直线，直线的应用要与景观相协调，不得过于追求长直线，当圆曲线半径过小时应设置超高与加宽。圆曲线要与相衔接的路段平、纵线形相协调，避免小半径圆曲线和陡坡重合的地形。设计的公路为高速公路，并处于复杂的山岭区，设计车速为80km/h。由已知交点坐标、转角、交点间距来计算方位角、切线长、各点桩号等加设缓和曲线后的平曲线要素。加设缓和曲线后的平曲线示意图如图1所示。

图1　加设缓和曲线后的平曲线

表1　圆曲线计算表

计算公式：

缓和曲线切线內移值：

缓和曲线切线增值：

切线总长：

曲线总长：

外矢距：

校正数：

主点桩号计算：

公路平曲线要素计算

利用公式计算所研究公路沿线的一处圆曲线要素。拟计算桩号为K1+492.17处的圆曲线参数，设半径为250m，转角83°56´46.59"，设计车速为80km/h。根据规范取Ls=70m ，则：

按照同样方法即可计算得出其他桩号处圆曲线的曲线要素。表1列出了该线路上部分圆曲线要素计算结果。

结语

实际公路工程中，需进行平曲线设计，平曲线要素计算是平曲线设计中的重要环节。本文针对山岭区高等级某高速公路具体工程，对公路平面线形要素进行分析和计算，给出了工程中部分圆曲线的计算结果，比较、试算圆曲线半径，最终确定主线几何因素。主线的半径和缓和曲线的长度均满足一般高速公路曲线半径和缓和曲线长度的要求。