淺析高等級公路路線設計

張哲

摘要：本文通過查閱大量文獻資料和工作經(jīng)驗總結(jié)，分析了高等級公路路線設計現(xiàn)狀，總結(jié)了高等級公路路線設計中設計原則和設計要點，特別是要做好認真調(diào)研和整體規(guī)劃、選擇對環(huán)境影響小的線形設計、 做好平、縱、橫綜合設計、做好路線超高緩和段設計等工作，才能確保高等級公路路線設計的質(zhì)量，確保建成后的路線科學合理。

關鍵詞：高等級公路；路線；設計

1高等級公路路線設計現(xiàn)狀

作為一種特殊的人工帶狀建筑物，高等級公路途經(jīng)地域廣、影響范圍大、并與人們生活的生活息息相關，已經(jīng)成為現(xiàn)代交通建設中不可或缺的重要組成部分。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國高等級公路的建設水平得到了很大的提高，然而在公路不斷擴展的過程中，其規(guī)劃、設計、施工、運行等環(huán)節(jié)中也存在著一些問題，不利于創(chuàng)造自然和諧的公路環(huán)境。因此，相關人員必須轉(zhuǎn)變觀念，從公路的路線設計環(huán)節(jié)開始，研究公路建設對環(huán)境造成的影響，盡可能在滿足交通運輸和安全舒適等設計目標的同時，減少對自然資源的占用和破壞。

2 高等級公路路線設計要點

2.1 認真調(diào)研，整體規(guī)劃

高等級公路路線設計涉及的問題多、范圍廣，因此要綜合考慮社會經(jīng)濟環(huán)境及自然地理環(huán)境等方面的資料，考慮工程對已建成項目的影響、對當前其它項目的影響、以及對將來可能擬建項目的影響。因地制宜和針對性設計是現(xiàn)代公路建設價值的重要體現(xiàn)，因此必須充分考慮高等級公路所在區(qū)域的自然環(huán)境特征、社會環(huán)境、公路使用者的需求等因素，實現(xiàn)高等級公路與周邊自然和人文環(huán)境的良好結(jié)合。

2.2 選擇對環(huán)境影響小的線形設計

在高等級公路線形設計時，應充分利用地形地貌，盡量減少工程破壞，使整個工程與周圍環(huán)境的風格相一致。以填挖方工程的規(guī)劃設計為例，高度>20m的填方路采用架橋手段顯然更有利于環(huán)保，而在深挖設計中，對于挖方邊坡高度>1.6倍路基寬度值或中心挖深>30m的情況，采用隧道方案對環(huán)境的影響最小。

2.3 平、縱、橫綜合設計

曲線線形應注意其連續(xù)性，避免出現(xiàn)斷背曲線。一般情況下與自然等高線大致相適應的平面線形設計較好，使得公路與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。高等級公路橫斷面相對較寬，對山嶺重丘區(qū)橫向地面起伏較大的路段，橫斷面設計不必強求上、下行車道同一標高，可采取分離式斷面設計，既能減少公路建設的工程量，又能使其與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)。平、縱、橫線形組合，除了滿足公路技術標準、滿足汽車運動學的要求外，還應滿足人們視覺和心理上連續(xù)舒適、迅速安全的要求及環(huán)保要求，一方面盡可能少破壞周圍的天然植被、地形地貌、避免高填深挖，另一方面應充分利用天然景點或人工構(gòu)筑物等，美化公路環(huán)境，使公路與大自然融為一體。作為高等級公路有機的組成部分，路線與橋梁、隧道、立體交叉、沿線設施等構(gòu)造物，以組成有特定風格的建筑群體，并利用綠化或雕塑等設施改善他們與沿線地形地物的配合，消除因興建高等級公路而造成的對自然景觀的破壞。

2.4 做好高等級公路路線超高緩和段設計

2.4.1高等級公路緩和段設計原則

高等級公路的超高部分應設計有緩和段，此種設計包括了兩個方面的內(nèi)容，一則是超高緩和段長度的設計；二則是超高緩和段在緩和曲線長度的設計。為了滿足此種要求，超高緩和度長度的設計應當符合國家的相關規(guī)范，如：公路路線設計規(guī)范，其中規(guī)定最小的超高緩和段長度來設計。第二個方面則需要按照規(guī)范的標準，當圓曲線半徑小于不設超高最小圓曲線半徑的時候，圓曲線與直線相接的緩和曲線，即利用回旋設計來計算。利用公式計算當圓曲線半徑和緩和曲線的參數(shù)為定值的時候，緩和曲線的長度也就固定，而緩和曲線上的任何一點的曲率半徑則在一個范圍內(nèi)。

2.4.2 全超高段高橫坡設計

按照以往的設計方式，全超高橫坡為單向的路拱橫坡，資料顯示與計算公式仍然是此種思路，但是規(guī)范中卻在硬路肩坡度規(guī)定對其超高橫坡有明確的規(guī)定，而在規(guī)范中沒有相應的體現(xiàn)，所以一些設計仍然將全超高路段的超高橫坡設計為單向路拱橫坡，這與規(guī)范的硬路肩超高橫坡是矛盾的，規(guī)范規(guī)定硬路肩大于或者等于2.25m，應設置外傾斜橫坡，當橫坡值大于8%的時候，曲線外側(cè)應設置相內(nèi)傾斜的橫坡，其參考值為行車道的橫坡相等；當硬路肩小于2.25m時候，曲線外側(cè)路肩橫坡方向和其坡度參數(shù)應與行車道一致、因此在設計全超高路段的橫坡時，以路肩參數(shù)和橫坡值為標準。

2.4.3最大、最小超高的合成坡度

按照超高橫坡的計算公式分析，可以計算獲得一個曲線的超高橫坡值，按照前面所述的規(guī)范規(guī)定，超高橫坡度的計算是按照形成速度、半徑、路面材料、自然條件、車輛構(gòu)成等情況進行綜合確定。當超高橫坡度的計算小于路拱坡度值的時候，應設置等于路拱橫坡的超高；高速公路、一級公路的超高橫向坡度影響小于10%，其他公路則小于8%，而存在積雪的路面應小于6%。同時在規(guī)范中規(guī)定對各等級公路不同半徑下的公路規(guī)定了超高的橫坡值，但是從標準中關于超高的規(guī)定和附錄中的說明可以看出，超高的設置在特殊的情況下是應因地制宜的。同時設置超高橫坡的時候，還應對合成坡度的大小進行綜合考慮，從而提高路面降水可以及時的排除，從而提高路面的通行能力。

2.4.4 超高緩和段長度與位置設計

按照《公路路線設計規(guī)范》（JTG D20-2017）設計規(guī)范的要求，超高緩和段的長度可以按照以下公式進行計算：

其中l(wèi)c為超高緩和段的長度；B為旋轉(zhuǎn)軸至行車道外出的邊緣寬度；

△i 超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差值；p超高漸變率是公式中涉及的參數(shù)。

規(guī)范對超高漸變率有明確的規(guī)定，如：某公路在平原上，丘陵地區(qū)為優(yōu)質(zhì)二級公路，一個平曲線點偏為30°，半徑為1000m，則設定全超高為3%內(nèi)，超高旋轉(zhuǎn)軸為公路中心線，按照規(guī)范的要求則可以取漸變率為1/330和1/200，此時求得的超高緩和段長度則為74.24m和45m；此時需要考慮平面曲線形組合要求設置緩和曲線，按照視覺要求其值應小于一定的范圍，此范圍設定在100m～1 000m之間，則取緩和段長度為120m；按照平曲線的長度要求，可以求出緩和段的長度的范圍。

3 結(jié)語

綜上所述，在目前我國高等級公路建設水平飛速發(fā)展的背景下，公路的路線設計仍存在一些和諧的因素，不利于我國基礎建設事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，設計工作者應從公路的性質(zhì)和功能出發(fā)，綜合考慮沿線區(qū)域規(guī)劃與地質(zhì)條件，優(yōu)選路線方案，在減少占地、拆遷和環(huán)境污染的同時，將公路建設融于自然情景之中，為交通車輛提供舒適、安全、潔凈的運行環(huán)境。

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