公路路線設計中應注意的幾點問題

李紅偉

中鐵工程設計咨詢集團有限公司鄭州設計院 河南 鄭州 450000

本文主要是討論公路路線設計中所需要注意的問題，并嚴格的按照相關的設計原則來制定出公路路線設計的具體方案，以保證所建設的公路質量能夠滿足標準要求。

1 公路路線設計原則

（1）在進行線路設計的時候，要做好相關的調研，分析各種設計方案，然后從中挑選出最佳的設計方案。一，要滿足安全要求，確保線路的運行情況能夠符合路線設計規定；二，要控制好施工成本，并采用最為合理的施工方式，進而保證施工能夠有序開展；三，線路設計要掌握縱、橫、平等情況，并進行針對性的使用，若工程規模不大，那么可采用縱面設計以及平面設計，然后采用符合要求的施工形式，進而就可確保工程質量。（2）在挑選公路路線的時候，要全面掌握施工場地的環境情況，首先要盡量縮減耕地面積，避免給附近地區的經濟造成影響；其次是要保護好附近地區的重要景觀、建筑等，避免對它們造成破壞。（3）對公路工程進行建設期間，會對附近的環境造成污染，因此一定要重視環保工作。在選用公路路線的過程中，要保護好地形地貌，確保植物不會受到破壞，進而達到最佳的環境保護效果。（4）在進行公路路線設計期間，要對各種因素進行研究。由于進行公路路線設計需要保證路線的直線性達到理想的要求，所以一定要掌握施工、環境等方面的因素是否會對線路造成影響。由于各等級公路都具有各自的規定，因此要根據實際狀況來進行路線設計，以防止出現和實際要求相差過大的情況。（5）伴隨公路工程量的加大，質量問題也備受關注。為此在公路路線設計期間一定要嚴格遵照相關技術標準，以最大程度的確保公路路線設計以及公路施工的效果。并在確保經濟收益的同時，進一步加強行車的安全性。

2 設計公路路線要注意的問題

2.1 平面設計期間需要注意的問題

在平面線形當中，直線是重要的組成部分，在對公路進行設計的過程中，一大難點就是如何與地形維持住協調性。在設計直線線路的時候，如果直線太長，很有可能產生高填深挖的情況，但是太短的話會受限于各類技術指標。公路總同向曲線一般很難符合設計規定，進而產生“斷背曲線”的現象，這樣一來就會造成車輛運行的時候發生反彎，進而嚴重影響線路連續性。所以在設計的時候，最好用復曲線代替短直線。為能夠使公路線性滿足流暢性要求，一般曲線長度會是公路總長的60%。以往所采用的交點法，一般會通過直線來調整交點，在布設完曲線以后，線性和控制點之間很有可能發生偏離，尤其是產生卵形曲線，會造成交點在公路中得不到有效的使用，進而只能調整路線的走向。在進行公路設計期間，曲線法是非常關鍵的選線法，采用這種方法，就能夠解決在使用交點法的時候所具有的不完善之處。

2.2 縱斷面設計需要注意的問題

一些公路的縱坡會很大，在進行改建的過程中，技術指標均很難符合標準規定，所以有必要選擇新的線路。一些山區里的公路盡管縱坡符合規定，不過若使用極限值的話，車輛在運行的時候很有可能出現事故。所以，要保證公路縱坡的平緩性達到理想要求，在試坡展現的過程中，要使用5%的平縱坡來調整標高，如果地段的半徑小，并具有大量的彎道，那么就要以4.5%作為標準，這樣一來就可以讓縱坡度得到良好的控制。在對縱斷面進行設計的過程中，要確保挖填的平衡性。另外，如果在公路中產生陡長縱坡，要合理的利用地形優勢來設置插緩和坡段。

2.3 平縱面的配合時要注意的問題

在進行設計期間，如果平面為高標準線形，并且破線不斷的起伏，這樣一來就會破壞線性的美感度。所以在進行設計的時候，長陡坡盡頭要盡可能的避免產生小區半徑，而平豎曲線范圍使用平包豎的方式來處理，這樣就可以防止平面曲線產生大量的豎曲線。

2.4 超高漸變段位置問題

長期以來，超高漸變段主要位于緩和曲線的其中一個位置，此設計理念的弊端在于會使公路橋梁施工變得極為困難。比如，若路線超高漸變段位于橋梁中間，橋面橫坡在負坡到正坡這一段會不斷扭曲，這樣除了會增加施工難度以外，還會具有危險性。所以，相關工作者要對超高漸變段的設計予以完善，以在使行車具有安全性的同時，可順利轉入到橋頭方位，之后在橋頭引導處實現負坡到正坡的簡化。如此設計，能夠簡化橋梁橫坡，使得施工更加方便。

2.5 線位調整問題

若想使公路設計路線更為合理，通常會對若干個路線設計計劃進行評定。不過即便選出來以后，也不可當做最后所采用的方案，還要在創建施工圖的的過程當中，參考有關的勘測數據，然后再有針對性的予以完善，利用平縱橫調整，解決線路長直線的弊端，確保鄰近彎道平曲線的半徑一致。

2.6 變坡點位置問題

以往在設計公路路線縱坡期間，主要的設計對象為局部坡長和緩和坡路段，但是對部分路段連續通向平均縱坡卻沒有予以重視，而后果是會導致平均縱坡連續超標，進而加大發生交通意外的概率。所以相關工作者在面對大縱坡路段的情況下，就算平均縱坡符合有關規定，但還是要針對所處地形的特點，創建避險車道，從而最大程度的避免車禍。

3 公路路線設計的措施

3.1 要和環境發展相協調

環境污染問題對我國的社會建設造成了很大的影響，并也危害到了人們的身體健康。為此在對公路進行施工的時候，要圍繞環境現狀和環保工作來有針對性的創建公路路線設計措施，這樣一來就能夠讓公路路線設計符合環境要求。完善的公路路線設計，可以對附近的環境起到保護作用。首先可以對生態環境形成保護，其次能夠實現經濟實力的提升。此外，人口的快速增長會產生土地資源緊缺的現象，因此要將加強土地使用率作為公路設計方案的主要內容，要在盡可能的減少土地使用率的情況下來加強路線設計的效果，進而就可使公路質量符合標準規定[1]。

3.2 直線路段的設計方案

相關工作者要通過專業理論和技術要求，遵循兩點間直線最短的原理來對公路路線進行設計，以此盡最大努力節省公路建設成本。目前大部分公路路線設計工作均遵照的是直線定律，盡管滿足了以上要求，不過從實際效果來看，若車輛始終直線運行的話，附近環境并不能發生改變，在這種情況下，司機就會出現疲勞感，而且會產生錯覺，從而就難以準確的對路線做出準確的判斷，最終很有可能出現安全事故?，F在直線段最長已經達到了6000m，而這正是交通意外頻發的最重要原因。所以在進行公路路線設計期間，一定要將直線線性和曲線進行最為完善的結合，確保長度滿足規定需求。圖1為直線路段示意圖。

圖1 公路直線路段的設計

3.3 緩和曲線設計

在公路施工區域，地形和地勢會很大程度的決定公路路線的設計效果，所以一定要采用緩和曲線設計法。該設計方式，主要是直線與圓曲線間形成的路線，能夠合理的調整路線。在公路施工期間設計緩和曲線，相關工作者要掌握施工場地的實際狀況，并分析地形是否發生了改變，將直線和圓曲線長度控制在標準范圍，之后再對線性進行有效的控制。所設計的緩和曲線要確保交通的順暢，[2]并還還要突出人性化，以保證線路設計符合標準規定，進而就可使行車更加安全。不過要注意的是，在設計緩和曲線時，還要嚴格按照線路的規定來明確緩和曲線數值，確保緩和曲線的彎曲度符合設計要求。圖2為緩和曲線設計示意圖。

圖2 緩和曲線設計示意圖

3.4 大流量公路的路線設計要點

在進行公路路線設計期間，相關工作者要顧及到路段交通量問題，防止公路經常遭遇堵塞，以及寬截面公路長時間空載，保證公路資源得到充分的使用，獲取到足夠的經濟利益。在設計交通量大的公路期間，相關工作者要使橫斷面寬一些，以使車輛能夠順利通過，最好一次完成對寬度的擴充，以免不斷擴充而耗費大量的資源和財力[3]。

3.5 加大對公路沿線的勘察力度

若想設計好公路路線，就要做好對地形的勘察工作。，只有這樣，相關工作者才可按照真實的狀況有針對性的對公路路線進行設計，并還可確保公路的安全性。此外，相關工作者還要按照地形資料，優化公路結構，進而保證公路的安全性。若地質結構復雜，工作人員要充分掌握交通事故原因，然后掌握公路設計的不完善之處，在設計期間進行有效的避免，進而就可加強公路路線設計效果。

3.6 平曲線線型路線設計

公路設計以平面線線型為主，其中主要包括圓曲線、暖和曲線。此外在將兩條公路進行銜接的時候也會用到，作用在于能夠使行車由公路不受任何阻礙的進入到另一條平行公路中。設計平面曲線線型路線期間，盡可能擴大平曲線半徑；若因地形導致路線設計受到局限性，相關工作者要通過加寬路面來緩和曲線段。也可控制某部分路段的行車速度，以此緩解車輛承受的離心力和，進而有效保持司機的行車視距[4]。

4 BIM技術應用于公路路線設計

伴隨科技的進步，高科技在公路路線設計工作中得到了普遍的使用。其中BIM主要是根據相關信息創建立體化的模型，可改善以往公路設計信息無法得到傳送的難題，進而加強設計效果。

4.1 平縱線設計

圓曲線、直線組成了公路平面幾何線性，平面線形要和車輛運行軌跡相融合，可使行車路線與景觀相協調。為此在設計公路線性時，要按照相應的要求設置線性組合，以滿足設計通行需求。在進行平面設計時，要容納進三維數字地形模型，然后將路線起、終點設置出來，緊接著把這些點利用直線連接成道路中心線，并標注特征。在進行設計的過程中，若要使位置更加精準，任何特征均要具有各自的名稱，在創建特征期間，通常應確立相應的選項。所謂的特征是此前就已經建立的項目，其定義主要是通過平面模型展現出來，同時剖面模型也應按照平面模型的特征來明確。

當完成對地形曲面的激活的情況下，應在縱端面視圖里設置道路地面線，而通過三維地形建模技術，能夠對地面線進行自動優化，同時其會因平面線形的變動而發生變動。以地面線作為標準，根據相應的標準設計縱坡。和以往所采用的方式一樣，均要獲取坡長、坡度的有關信息，在設計縱斷面時，要讓豎曲線和縱坡等實現自行優化，同時還要把若干個線元連接到一起，形成復合元素。另外，還要建立若干個縱斷面視圖，然后進行比較。

在過去進行二維設計期間，平面線、縱面線并未建立起聯系，始終處于獨立狀態。而在OpenRoads的作用下，在激活平面線其中一個縱斷面后，軟件可在3D模型里，根據所獲取的設計信息創建三維空間曲線，該空間曲線包含了線性步長等參數，在將其進行更改以后，就可保證空間曲線的精準性。

4.2 橫斷面的設計

公路橫斷面主要包括行車道、邊坡等，在采用OpenRoads的過程中，路基路面建模要設計道路橫面模板，把橫斷面的要素通過特征點與構件融合到一起。其中特征點主要是用來展示橫斷面特殊點，其中一個特征點代表道路核心點，利用約束的方式，把全部點相連到一起，全部特征點的約束關系要控制在2個以下，通常比較常見的約束關系包括水平、垂直距離和坡度。

在進行設計的過程中，也可按照約束關系實施針對性的調控，比如在路線邊沿和中心點水平約束中設計標簽，在設計橫斷面設計時，就可通過該標簽完成對水平距離的設定，進而就可合理的改善路面寬度。組件是由若干個點位所組建而成的封閉式圖形，其可代表多類路面結構，路面組件可表示多種路面層面，并由相應的點所把控，為實現更好的設計，可對點命名。

一般情況下，橫斷面邊坡無法通過固定的約束關系來設計，尤其是挖方邊坡，為此要利用端點條件掌握邊坡所在方位。端點條件為路面邊緣點與邊坡坡腳的邏輯關系，可通過制約兩點斜率來對邊坡坡度予以改進，依據加長的端點控制邊坡長度。單個橫斷面模板可設置若干個端點條件，相應的設置出若干個邊坡。

主要是以搭積木的形式創建橫斷面模板，把點和組件融合到一起，創建路面面層結構，緊接著把這些結構設計成理想的模板，最后通過端點條件予以劃分，把橫斷面模板放入進模板庫里，并設置成ITL格式，作為以后設計的參考依據。

5 結束語

公路路線設計會對公路的整體質量產生很大的影響。為此一定要重視路線設計工作。在設計期間，要根據公路路線設計原則，掌握在設計過程中有可能遇到的各種問題，然后有針對性的創建公路路線設計方案，這樣一來便能夠加強公路路線設計效果，進而為公路建設打下良好的基礎。