低等级公路设计过程及平纵横设计技术分析

汤锋

摘 要：低等级公路的设计过程经常被简化，应严格按照编制程序、步骤去执行，只有这样才能保证公路设计的完整性和全面性;低等级公路的设计是否合理、完善，重点工作应放在平面、纵断面、横断面的设计中，尤其对于山区公路。

关键词：过程 平面 纵断面 横断面

Low-grade Highway Design Process and Technical Analysis of Horizontal and Vertical Design

Tang Feng

Abstract：The design process of low-grade highways is often simplified and should be implemented in strict accordance with the compilation procedures and steps. Only in this way can the integrity and comprehensiveness of the highway design be guaranteed; whether the design of low-grade highways is reasonable and complete， the focus should be placed on the design of plane， vertical section and cross section， especially for mountain roads.

Key words：process， plane， longitudinal section， cross section

由于我国农村公路的改建、新建越来越多，为保证行车安全及车辆行驶的舒适性，按照程序做好公路的设计，是低等级公路建设保质保量的前提条件。

1 低等公路设计过程

（1）要求建设单位提供工程项目可行性研究报告，在拿到建设单位提供的工程项目可行性研究报告后，认真查阅文件，查找相关数据及项目重要参数，如项目的起终点位置、重要的控制点、路基宽度、路面宽度、桥梁、隧道的位置等。

（2）在小比例尺地形图上（一般按1：10000）找到设计项目的位置，参照工程项目可行性研究报告的路线走向初步拉出路线的大概走向，初步定下桥梁、涵洞、隧道等构造物的位置。

（3）路线设计人员进入项目现场，进行实地勘察，看工程项目可行性研究报告的路线起点、终点位置、路线走向是否合理，否则应和建设单位沟通，调整位置及线型。

（4）工程测量队进场，完成地形图测量，如无特殊要求，一般按1：2000地形图即可。

（5）在1：2000地形图测量完成后，在地图上进行平面线型设计（并注意考虑平纵组合及横断面的合理性），运用用软件建模，得出平纵横图纸。携带平纵横图纸，路线设计人员再次到现场结合平纵横图实地调查、对比，平面线型不合理的部分重新调整。

（6）调整好平面图纸，给测量队提供路线平面设计图、路线逐桩坐标表、直线曲线转角表后，测量队开始进行纵断面高程的测量、横断面测量。

（7）将测量队提供的纵断面高程数据、横断面数据导入软件（公路用纬地道路），开始进行纵断面拉坡设计，最后生成纵断面图、横断面图及相应的数据表格。根据图纸进行平纵横的检查。对不合理部分重新修改，重新出图。

（8）路线设计、路基路面设计、防护工程设计、排水工程设计、桥涵设计、交叉设计、绿化设计等相关设计人员进入项目现场调查，并用专用记录表记录相关调查资料。对不合理部分重新进行修改，重新出设计图。

2 平纵横设计技术分析

（1）路线平纵横设计是公路设计的最重要的组成部分，尤其对山区公路，平面、纵断面、横断面设计是否合理，对于后期项目工程施工的难易程度、项目的总造价都有非常大的影响。

（2）在公路线型设计中应特别注意平縱线型的组合设计和项目填挖平衡的控制。平纵组合设计过程中需避免下列不合理的组合设计：①竖曲线的顶部、底部插入小半径的平曲线;②竖曲线的顶部、底部位于S型曲线的拐点;③在长直线上设置陡坡或长度短、半径小的竖曲线等。

（3）平面线型设计应特别注意平面线型的组合设计，如S型曲线、C型曲线、凸曲线、卵型曲线、复合曲线、回头曲线。 反向平曲线之间若有短直线，需将反向的平曲线设置成S型曲线;同向平曲线之间若有短直线，需将同向的平曲线设置成C型曲线;凸曲线的平曲线长度及半径必须满足相应的要求;卵型曲线的两个同向圆曲线相接时必须要保证后平曲线的前缓和曲线和前平曲线的圆曲线相接的顺畅过渡;复合曲线的两个同向平曲线应在缓和曲线曲率相同处相接;回头曲线的纵坡值应满足一定要求且回头曲线的纵坡范围应包含超高加宽过渡段长度，回头曲线在路线设计中应尽量去避免，对于在自然展线中因地形或地质条件确实无法避免的，也可采用回头曲线，但回头曲线的前后的线型应该连续、均匀、通视，前后两端应设置缓和曲线，同时应设置限速标志、标牌及相应的安全设施等保证通行的安全。平面设计中，各个等级的公路在平曲线小于一定值时，均匀考虑在平曲线范围内进行加宽和超高，除四级公路外其它等级公路应设置缓和曲线来满足超高和加宽，圆曲线上的路面加宽应设置在圆曲线的内侧，各等级公路加宽后其路基也应相应的加宽，缓和曲线的长度一般应大于或等于超高加宽过渡段的长度，尽量保证全缓和段超高和加宽。除四级公路外，一般不将超高加宽过渡段伸入圆曲线中。低等级公路的视距控制应采用会车视距，受条件或其它特殊的限制时，对于采取分到行驶的路段也可以采取停车视距来满足要求。对应单车道的低等级公路，应在合适的位置设置错车道，错车道的路基宽度及有效长度应满足要求。

（4）纵断面设计中首先应综合考虑全路线的平均纵坡（尤其对山区公路），再通过起终点的高差算出该项目设计最少需要的平面路线长度。纵坡设计中不宜采用两段长陡坡中间接短的缓和坡段。对于盘旋公路，不应出现反向纵坡的情况（特殊情况除外）。纵断面设计中两个纵坡之间的缓和坡段的纵坡和坡长必须满足相应的要求;对应山区公路，路线的平均纵坡应特别注意。换算后长度/对应纵坡的最大坡长 = X/700=（500-300）/500;不同纵坡的最大坡长可以换算，换算方式如见图1。

图1 不同纵坡的最大坡长换算

纵断面设计中应调查当地的最高洪水位，综合考虑路基设计洪水频率，受水淹路段，设计路基最低侧边缘高程应不被水淹。桥梁及其引道的纵坡应与路线相协调，对于大桥及特大桥，路线的走向应服从桥梁的走向;对于中、小桥梁及涵洞应服从线型的走向。对应容易结冰的桥梁及经常有积雪的桥梁、涵洞纵坡宜适量的减小。隧道及两端路线的纵坡应不宜过大，尽量采用单向坡

（5）横断面设计应特别注意断面的组成、路拱的的横坡设计、路面结构厚度、边沟、排水沟、截水沟、碎落台、平台、边坡的坡段等。横断面设计中路基设计高程：改建项目路基设计高程为路基中心高程;新建项目路基设计高程为路基边缘高程，在设置超高、加宽过渡段时为设超高加宽过渡段前该处边缘高程。超高旋转轴的选择对于缓和曲线的长度有较大影响。有时为保证土石方的填挖平衡，在横断面设计时可考虑部分的防护工程，如路肩墙、挡土墙、边坡防护等。如防护工程较大，需对工程造价及工程施工难易程度进行比选。交通安全工程设计时，考虑到不能侵占公路的建筑界限，三、四级公路的侧向宽度为路肩宽度减去0.25m，尤其对应护栏的设计，因此横断面设计时因对路肩进行加宽设计，对应这种情况应在平面设计时综合考虑。在不设置超高的路段，建筑界限的上缘边界线应与水平线垂直;在设置超高的路段，建筑界限的上缘边界线应与超高横坡平行，其两侧边界线应与路面超高横坡垂直。但由于在实际生活中经常會出现交通设置侵占公路建筑用地的情况，尤其是波形梁护栏，其原因主要是受项目资金控制和项目无法施工，比如山区悬崖路段。公路的用地范围在公路路堤路段为排水沟外边缘以外不小于1m的范围;在公路路堑路段为路堑顶部的截水沟外边缘（无截水沟为坡顶）以外不小于1m的范围内。

（6）在公路平面交叉处，尤其是等级公路之间的交叉，相交公路宜接近垂直，平面交叉处的平面线型不宜采用需设超高的圆曲线半径;平面交叉处公路的纵坡应在整个路线纵坡设计中作为重要的控制因素。平面交叉的立面设计原则：次要公路的纵断面设计应服从主要公路的横坡设计;两相交公路的功能地位相同时，两公路的横断面均应做相应的调整。平面交叉的间距不宜过大并满足相应的要求。平面交叉处公路的最大纵坡和设计速度有直接的关系，其对应的最小坡长应根据交叉的类型去选择，如加铺转角、设置转弯车道、设置分隔岛等。平面交叉范围内的路面排水应该流畅，不得有积水或坑槽，否则应采用相应的排水措施来保证路基、路面的质量。平面交叉的视距通视也是非常重要的，相交的公路在各自的行车视距所组成的三角区范围内不应有任何障碍物阻碍行车的通视。

3 结语

低等级公路在路网中占据的比例是非常大的，在整个十四五规划中对农村公路的规划可以看到。现阶段，很多的三级公路、四级公路以及部分等外公路在进行提质改造，不仅仅是对路面宽度的要求，同时也非常注重线型的要求。因此，只有严格控制好公路的设计质量，严格按照公路的设计标准、设计程序，保证好平面、纵断面、横断面设计的合理性，才能保证工程的按质按量完成。

参考文献：

[1]郭腾峰，罗满良，周荣贵，等.公路路线设计规范[M].2017.9.28.