探析公路路线设计的要点

公路的路形设计是公路总体设计的关键，因为公路路线尤其是高等级公路的路线是公路的骨架，路线设计合理与否，将直接影响到公路的桥隧、人工构造物、路基、路面等的设计。合理、优质的公路设计，可以提供清晰醍目的行车方向，提供足够的视距及其他信息，能够符合驾驶人员普遍期望的设计效果。在路线设计中，包括公路几何线形、路面设计、安全设施、构造物位置等设计，又是影响交通安全的主要因素。公路几何设计对公路的安全性起到先决的作用，一旦通过选线确定公路走向并由此确定几何线形，则其他项目如桥涵构造物的位置、隧道的设置、安全设施等都已经随选定的几何线形得以确定。

当前，我国公路路线设计仍然在按照老的概念，进行平、纵、横断面的设计。而对高等级公路应当根据交通量和车速的发展，按照交通工程学的新理论概念进行设计，不能在各种几何路线上仍然照搬国外的方法和参数。由于汽车工业和公路交通运输的迅速发展，公路行车速度的不断提高，交通量剧增，导致交通事故频繁。我们应当在自己实践的基础上，根据我国的国情，运用新的技术理论，完善我国的公路标准和规范，使之更符合我国的实际情况，既保证质量，又尽可能降低造价。如今，公路路线设计不应该仅仅是停留在几何尺寸的设计上，涉及路线设计和人机工程学的几个方面，公路的路线设计不但需要满足汽车行驶力学方面的要求，而且还要满足汽车驾驶员心理和生理条件的需要，还要考虑乘客的舒适、地形地物的适应，自然条件的平衡、环境的保护、营运的经济性等因素。所以，在公路设计中，路线设计是很重要的。

2 公路路线设计的基本要求

2.1公路路线的设计首先要保障公路的基本功能，然后需要尽量争取以较短的路线来节省投资，较少路程。路线设计时需要先对该地区环境进行详细的考察，对地质和水文等自然条件和天气气候进行深入的了解来提出较为合理，符合实际情况的设计方案。另外，要充分重视经济原则，首要保障技术指标。其次，考虑工程造价，尽量选择地质稳定的地区来建造公路。

2.2 要全面综合考虑，先进行总体的布置，选定可能的方案进行考察，再通过科学的分析和比较缩减路线选择的范围;然后是分段安排，在总体路线落实的基础上通过分析来确定路线的基本雏形;最后是在分段安排的基础上继续并最后确定公路的路线设计方案。

2.3为了保障公路的施工质量和建成后的运营质量，路线的选择应尽量避开岩层结构，尤其是在山区的岩层结构有着复杂的构造特点，难以摸清绮结构特点来保障施工的质量。

2.4路线设计要注意对环境的保护，公路路线经过自然生态环境容易遭到破坏的地区，需要重视对山区还击的保护。在路线设计时需要对经过区域的生态环境进行曲面细致的考察和研究，需要对具体情况采取一定的生态设计，以确定施工中和建成后的环境保护得到落实。比如野生动物迁徙的路线建立生态通道，在公路路线沿线设置绿化带等必要的措施。公路设计需要通过采取各种积极有效的措施来将公路和谐纳入当地的生态环境，进而保障、维持当地生态环境平衡。

3 公路工程路线设计常见问题及解决措施

3.1平面直线的设置

公路平面由直线和曲线组成，而曲线又包含了圆曲线和回旋曲线(即缓和曲线)，直线是路线平面最好的线型，但在山区长直线的设置将导致工程量的增加，无限制的设置长直线又将导致司乘人员因线型单一，沿线景观单调而引起疲劳，故公路线形设计不能无限制的设置长直线。据调查，我国高速公路许多路段的一次直线长度普遍都超过6km，有的长达10km以上。实践证明：无论是一般公路还是高速公路，过长的直线段易使驾驶员因景观单调而产生疲劳，导致注意力分散、反应迟缓，一旦遇见紧急情况，就会因措手不及导致交通事故;另外，驾驶员在长直线路段容易超速行驶，致使车辆在进入直线路段末段后的曲线部分的速度仍然比较高，若遇到弯道超高不足或其它偶然干扰，往往导致车辆倾覆或其它类型的交通事故。而由于横向的通道和天桥所造成的影响使得路线的纵断面显得上下起伏非常频繁,造成视觉上的不良影响,对于那些波浪型的纵面的线形,给人感觉线路好像产生了好几个段落,造成线形的连续性很差。因此，在平面线型设置直线时，直线不宜过长，根据国内外的经验，一般建议直线长不宜超过设计速度的20倍，即72s行程。当然，我国由于各省份、各地区间地形地势差别较大，完全按统一的规范要求也不切实际，故在采用长直线时设计人员应结合当地地形条件，合理的确定直线长度，同时在直线末端避免设置小半径曲线。

3.2 路线超高渐变段位置

在以往设计中，一般在全缓和段或缓和曲线的某一个固定的位置(如缓和曲线起点段)设置路线超高渐变段，这样进行的设计通常会对桥梁的设计以及施工带来很大的麻烦。如路线超高渐变段的位置放置在桥梁中间，从负坡到正坡的过程中，将使桥面横坡势必反复扭曲变化。在这样的情况下就要优化路线超高渐变段的位置。在保证行车安全的情况下可将路线超高渐变段的位置移至桥头，在桥头引道部分完成路线由负坡到正坡的渐变过程。

3.3 缓和曲线长度问题

缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。在缓和曲线设计中，缓和曲线长度的取值是影响道路平面线形视觉质量的重要因素之一。如果缓和曲线缓和段长度取值太短，不仅不能起到曲率渐变的作用，而且缓和段与剩余圆曲线的衔接和搭配极不协调，行车视觉效果比较差;如果缓和曲线缓和段长度取值太长，无论从线形组合效果还是弯道超高和加宽设计方面，都存在着较大的不足。

设置缓和曲线是通过曲率的逐渐变化，适应汽车转向操作的行驶轨迹及路线的顺畅，缓和行车方向的突变和离心力的突然产生，使离心加速度逐渐变化，不致产生侧向冲击，同时作为超高变化的过渡段使用。缓和曲线的设置长度受行车安全、离心力对乘客产生的不适感、路面超高横坡过度的需求及线形平顺的美感等方面的制约，为使线形连续协调，平面缓和曲线 (回旋线)的合理长度宜为1:1:1(回旋线：圆曲线：回旋线)。但对于一些高速公路，由于半径较大，若均按1:1:1控制，缓和曲线将很长，使得超高渐变太缓，同时太长的缓和曲线也不利于纵面变坡点的设置，影响纵断面拉坡，因此，在大半径平曲线上也不宜设置太长的缓和曲线。

4 结语：

路线的选定应根据地形条件，并在对工程地质、水文地质、自然景观等进行充分调查的基础上，以选定路线线位、主要平纵技术指标、沿线桥隧设置，还应综合考虑公路的平面、纵断面、横断面三者间的关系，做到平面顺适、纵面均衡、横面合理，以及隧道后期运营情况。路线设计必须综合考虑各方面因素，是一个不断重复、优化的总体设计过程，平纵面线形的合理组合，不仅仅要满足规范、指标，更要在设计中贯穿“以人为本”的理念，让公路真正做到安全、环保、舒适、美观。

参考文献

(1)山区公路设计中的问题探究科技创新导报 2008

(2)浅谈公路路线设计北方交通 2007