探讨高速公路路线纵断面设计

童蓬超

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西 西安 710075)

我国道路交通运输行业迅猛发展，对高速公路路线设计提出了更加严格的要求，在高速公路路线纵断面设计环节，设计人员不仅要综合考虑相关设计规范，而且要结合高速公路所在区域的地质条件与生态环境，不断优化高速公路路线纵断面设计方案，从而确保道路车辆的安全行驶。基于此，本文重点分析高速公路路线纵断面设计要点与注意事项。

1 加强高速公路纵断面设计的重要价值

第一，通过做好高速公路路线纵断面设计工作，可以为道路车辆的平稳运行提供良好环境，让驾驶人员能够更好的了解前方道路情况，降低道路安全事故的发生几率。

第二，有效保护公路周围的生态环境，提升环境保护效果。高速公路建设期间，会对周围生态环境产生一定不利影响，为了减小公路建设带来的影响，设计人员要进行实地勘察，并进行科学分析，不断改进高速公路路线纵断面设计方案，从而保证高速公路周围生态环境得到更好保护。

第三，对高速公路路线纵断面设计方案进行完善，可以显著降低高速公路建设施工成本，提升高速公路工程的总体效益。由于高速公路建设规模比较大，需要较多资金，而完善的路线设计方案，能够减少资金浪费，降低高速公路建设成本。

2 高速公路路线纵断面设计的原则分析

在高速公路路线纵断面设计环节，设计人员要认真遵守以下原则。

经济性设计原则。在完全发挥高速公路基础功能的条件下，尽量缩短公路里程，有效降低高速公路建设成本。为了保证道路车辆的平稳运行，高速公路综合设计要满足各项设计要求，保持一定平顺度。如果高速公路沿线经过水稳条件不良区域，或者地下水位比较高的区域，设计人员可以增加路基高度，在确保高速公路路基施工强度的基础上，保持挖填平衡，节省材料，有效减少工程造价。同时，高速公路纵坡设计和公路平面设计要保持紧密配合。

第二，环境保护设计原则。对于高速公路路线设计人员来说，在实际工作开展前，要深入了解工程所在区域的地质条件，经过详细的勘察后，遵守环境保护设计原则，充分利用该地区的自然环境，优化公路路线纵断面设计方案，不断减小高速公路建设施工对周围环境产生的不利影响。针对高速公路沿线自然环境，进行全面的分析，并结合不同区域的实际情况，有针对性的处理，确保高速公路的通畅性。设计人员还要考虑汽车动力特性，结合道路行驶车辆牵引性能，确定最终的纵坡值。

第三，因地制宜设计原则。如果高速公路途径山区，设计人员要根据山区地形地貌，有针对性地开展纵断面设计，调整高速公路路线纵断面设计方案，进一步提升高速公路路线纵断面设计方案的实施效果。为了确保道路车辆能够安全、舒适的行驶，高速公路纵坡要具备一定平顺性，起伏不宜频繁，尽可能减少极限纵坡值，设计人员要结合当地的地形地貌，在缓和坡段，要自然配合该地区的地形，有针对性地设计。同时，设计人员还要对高速公路沿线地形与水文条件，全面考虑，结合实际情况，有效处理，保证高速公路的安全运营。

3 提高高速公路路线纵断面设计质量的重要措施

3.1 高速公路纵断面设计中经常遇到的问题

在高速公路路线纵断面设计环节，因为公路沿线区域的地质条件复杂，会增加公路纵断面设计难度，影响高速公路路线设计方案的有效实施。为了保证高速公路纵断面设计的合理性，设计人员要结合公路沿线环境特点，制定出科学的环境保护方案，确保高速公路能够更好的融入周围自然景观中。

高速公路路线纵断面设计过程中，若设计人员对公路沿线区域的水文地质条件缺乏足够了解，直接进行设计，容易引发较多安全隐患。比如，在一些高海拔的地区，应该设置隧道，但是，由于设计人员对该地区的地形地貌缺乏了解，采取明线布设方法，使得公路边坡开挖难度增加，高速公路路线中的安全隐患不断增多，严重影响道路车辆的安全行驶，增加高速公路安全事故发生几率。

3.2 合理设计公路纵坡的坡度

为了进一步提升高速公路路线纵断面设计水平，设计人员尽可能减少陡峭路段的利用率，选择地势平坦、地形起伏比较小的区域，若高速公路沿线经过河流段，要保证纵坡稳定、平缓，并妥善控制纵坡长度。若高速公路位于山区路段，在设计纵坡的过程中，要对公路沿线地形进行全方位分析，尽量减少大坡度、纵坡的利用。

此外，设计者还要科学确定高速公路转坡点的具体位置，高速公路路线的转坡点，主要指的是两个相邻坡线交点位置，两转坡点间水平距离，被称作坡长，如果高速公路路线的转坡点比较陡峭，会增加土方开挖量，影响高速公路纵坡长度。所以，在设置高速公路的转坡点时，设计人员要精确的计算出该部位的土方开挖量，以及土方回填量，并根据高速公路的纵坡的坡度，以及公路的坡长，调整高速公路路线纵断面，在满足有关设计标准要求的前提下，确保公路路线纵断面设计方案的实施效果。同时，高速公路的转坡点通常位于整数桩号位置。

3.3 公路纵断面竖曲线设计要点

要想进一步提升高速公路路线纵断面设计的合理性，在两条纵坡线交汇处，或者公路纵坡变化部位，提高行车的安全性与平稳性，设计人员还要提前设置好竖曲线，并合理选择竖曲线的形式。高速公路的竖曲线主要分为两种形式，分别是二次抛物线、平曲线形式，与平曲线形式相比较来讲，抛物线形式计算更加简便，因此，大部分的高速公路路线纵断面设计采取二次抛物线的形式。

此外，高速公路纵断面设计阶段，设计人员要妥善确定纵坡长度，以及坡度，这两个因素对高速公路路线纵断面影响特别大。道路车辆在日常行驶的过程当中，一旦遇到上坡，要提升自身的牵引力，进而克服外界阻力，此时，若高速公路的坡度比较大，同时长度较大，车辆在上坡过程当中，因为低档行驶的时间过长，水箱温度过高，特别容易出现熄火，使得高速公路运行中的交通安全隐患不断增多。与上坡类似，若高速公路下坡路段的长度过大，或者坡度较大，道路车辆正常行驶过程中，也特别容易发生熄火。

若高速公路设计时速为80 km/h，则路面纵坡坡度不宜超出5%，若高速公路设计时速是100 km/h，路面纵坡坡度不宜超出4%。为了更好的提高驾驶人员的舒适感，高速公路的纵坡坡长不宜小于200 m与250 m。通过妥善设计高速公路纵断面，有效确定纵坡的坡长与坡度，能够显著降低高速公路交通安全事故发生概率，提高道路车辆的安全行驶水平，为驾驶人员带来更好的驾驶体验。

3.4 注意事项

高速公路路线纵断面设计人员，要根据公路沿线的生态环境，以及地形地貌的特点，精确的计算出工程量，经过妥善的分析之后，确定控制点的具体位置，开展试坡，然后对公路纵坡的坡度进行调整，经过认真的核对后，确定最终的坡度。在高速公路路线转折位置，需要设计竖曲线，同时计算各个桩号部位的开挖量。与普通公路纵断面设计不同，高速公路路线纵断面设计，其竖曲线通常会采取二次抛物线模式，竖曲线的半径、长度，要结合高速公路的设计时速确定。

另外，在公路路线的纵断面设计期间，设计人员主要以控制点的高程为基准点，有效满足坡度规定要求，减少超高现象的出现，可以适当增加横向排水设施，进而设置较多平段，并结合高速公路沿线环境，调整纵断面的坡长，经过多次的调整后，获得最优线形组合。例如，在某高速公路路线纵断面设计期间，该高速公路全长为32.6 km，公路全线总共设计13个平曲线，没有设置超高，纵断面部位的最大纵坡坡度是2%，路基宽度为26 m，有效减小了土方开挖量。

4 结束语

综上所述，通过对提高高速公路路线纵断面设计质量的重要措施进行综合性的分析，例如了解高速公路纵断面设计中经常遇到的问题、合理设计公路纵坡的坡度、明确公路纵断面竖曲线设计要点、注意事项等等，可以确保高速公路路线纵断面设计方案得到更好的落实，对我国高速公路事业的稳步、可持续性发展起到良好的促进作用。