山區(qū)低等級(jí)改建公路線形設(shè)計(jì)初探

劉羅明

(桂林市交通勘察設(shè)計(jì)院，廣西 桂林 541001)

1 平面線形設(shè)計(jì)

1.1 平面線形設(shè)計(jì)一般原則

計(jì)算行車速度不大于40km/h的公路，首先應(yīng)在保證行車安全的前提下，正確運(yùn)用平面線形要素最小值，在條件允許，不過(guò)多增加工程量的情況下力求做到各種線形要素的合理組合，并盡量避免和減輕不利組合，充分發(fā)揮投資效益。

1.2 設(shè)計(jì)方法

為充分利用舊有路基，特別是舊有的使用良好的、與新建公路荷載等級(jí)符合的橋梁和涵洞，應(yīng)先利用全站儀對(duì)舊路中線進(jìn)行坐標(biāo)測(cè)量，將平面坐標(biāo)輸入計(jì)算機(jī)中，由Autocad生成圖形，并對(duì)必須經(jīng)過(guò)的控制點(diǎn)（如橋涵中線、村鎮(zhèn)街道）進(jìn)行標(biāo)注。然后利用穿線交點(diǎn)法初步定出各交點(diǎn)位置，再在各交點(diǎn)上設(shè)置曲線。初步設(shè)計(jì)完成后再將各曲線在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)設(shè)出來(lái)，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形和舊路進(jìn)行對(duì)照，對(duì)于不合理的路段，必須重新進(jìn)行平面設(shè)計(jì)，直至調(diào)整至最佳結(jié)果。

1.3 存在問(wèn)題

線形設(shè)計(jì)時(shí)，最關(guān)鍵的問(wèn)題是在充分利用舊路的基礎(chǔ)上，盡可能提高線形指標(biāo)，舊路在平面上主要有以下幾方面問(wèn)題:小半徑曲線比較多，連續(xù)急彎比較普遍，曲線間直線長(zhǎng)度不足或無(wú)直線，部分平曲線長(zhǎng)度不足，小偏角曲線比較多，基本上未設(shè)置緩和曲線。

設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)舊路曲線半徑小于極限最小半徑時(shí)，必須增大曲線半徑，但應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)地形情況，但不能片面追求高指標(biāo)而使路線偏離舊路過(guò)多，一般最小半徑的指標(biāo)在困難路段可以適當(dāng)突破。對(duì)于連續(xù)的同向曲線，有條件時(shí)可做成一個(gè)帶緩和曲線的圓曲線或大半徑單圓曲線，或是在地形情況允許時(shí)則設(shè)計(jì)成帶緩和曲線的復(fù)曲線的形式，并力求復(fù)曲線上不同的圓曲線半徑相差不過(guò)大，以使線形指標(biāo)平穩(wěn)過(guò)渡。相鄰的反向曲線，當(dāng)曲線間直線長(zhǎng)度較短時(shí)，宜設(shè)計(jì)成S型曲線，當(dāng)設(shè)計(jì)成S型曲線困難時(shí)，則兩曲線之間至少應(yīng)保證留有長(zhǎng)度不小于超高漸變段的直線段。當(dāng)平曲線長(zhǎng)度不足計(jì)算行車速度3s行程時(shí)，則必須增大曲線半徑，使曲線長(zhǎng)度滿足要求。對(duì)于小偏角曲線，條件允許時(shí)應(yīng)調(diào)整交點(diǎn)位置，使偏角大于7度。地形限制比較嚴(yán)格以致交點(diǎn)位置無(wú)法調(diào)整時(shí)，應(yīng)盡量增大曲線半徑，使曲線長(zhǎng)度增大。

新建公路等級(jí)在三級(jí)以上，圓曲線半徑小于不設(shè)超高的圓曲線半徑時(shí)，必須設(shè)置緩和曲線。四級(jí)公路可不設(shè)緩和曲線，但圓曲線半徑應(yīng)合理選擇。條件允許的情況下，應(yīng)將基本型曲線兩邊緩和曲線長(zhǎng)度與中間圓曲線長(zhǎng)度之比設(shè)置在1:1:1～1:2:1（Ls:Ly:Ls）之間。

2 縱斷面設(shè)計(jì)

2.1 縱斷面設(shè)計(jì)一般要求

a.為保證車輛能以一定速度安全順適地行駛，縱坡應(yīng)具有一定的平順性，起伏不宜過(guò)大和頻繁。盡量避免使用極限縱坡值，合理安排緩和坡段，不宜連續(xù)采用極限長(zhǎng)度的陡坡夾最短長(zhǎng)度的緩坡。連續(xù)上坡或下坡路段，應(yīng)避免設(shè)置反坡段。越嶺線埡口附近的縱坡應(yīng)盡量緩一些。b.縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)沿線地形、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮，視具體情況加以處理，以保證道路的穩(wěn)定與通暢。c.一般情況下縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)考慮填挖平衡，盡量使挖方運(yùn)作就近填方，以減少借方和廢方，降低造價(jià)和節(jié)省用地。

2.2 設(shè)計(jì)方法

將1.2中測(cè)得的各點(diǎn)的縱坐標(biāo)輸入計(jì)算機(jī)得到縱斷面地面線，然后按照規(guī)定坡度在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行拉坡，注意平、縱結(jié)合，填、挖平衡，橋涵標(biāo)高控制，合理設(shè)置豎曲線。

2.3 存在問(wèn)題

在山嶺區(qū)改建公路進(jìn)行縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)明確“寧填不挖”的原則。一般山嶺區(qū)公路改建時(shí)，原有舊路的路基往往是沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格處理的，隨著原有舊路的使用年限增長(zhǎng)，路計(jì)在自身重力和行車荷載作用下表層部分逐漸被壓實(shí)，但在密實(shí)的表層以下，經(jīng)常會(huì)存在濕軟的地基，如果縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)只注意了線形指標(biāo)而不考慮這個(gè)問(wèn)題，則在施工時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)局部路段開挖后越挖越深，濕軟地基很難處理的情況。因?yàn)楦慕ü方Y(jié)構(gòu)上主要是為在舊有路基上加鋪基層和面層，因而在原有路基上適當(dāng)?shù)奶罘绞潜容^合適的，但應(yīng)盡量將填方高度控制在離路面厚度不遠(yuǎn)的范圍以內(nèi)，不要出現(xiàn)局部填方量過(guò)大的情況。對(duì)于挖方則應(yīng)慎重，有條件時(shí)盡量避免出現(xiàn)挖方的情況，實(shí)在避免不了，則應(yīng)盡量使挖方量少一些。其次，對(duì)于舊有的橋涵，如果確定要利用時(shí)，則在縱斷設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意，如果橋面原來(lái)沒(méi)有鋪裝或是只進(jìn)行了簡(jiǎn)易鋪裝，則新建時(shí)必須加上橋面鋪裝，這樣拉坡時(shí)該橋就應(yīng)留出相當(dāng)于鋪裝層厚度的“填方”高度；如果橋面已經(jīng)有比較完善的鋪裝層，拉坡時(shí)應(yīng)使設(shè)計(jì)線與橋面重合。另外，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)注意平縱結(jié)合，避免出現(xiàn)豎曲線包住平曲線的不利組合，豎曲線的長(zhǎng)度應(yīng)大于最小豎曲線長(zhǎng)度。

3 橫斷面設(shè)計(jì)

由于一般在公路修建前公路的路基寬度都已經(jīng)給定，所以橫斷面設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題是超高設(shè)計(jì)和加寬設(shè)計(jì)。山嶺區(qū)公路平面上線形指標(biāo)都不高，大部分曲線半徑都小于不設(shè)超高的最小圓曲線半徑，這樣一來(lái)這些曲線上必須設(shè)置超高。超高橫坡度的大小由平曲線半徑根據(jù)相應(yīng)規(guī)范確定，超高過(guò)渡方法應(yīng)采用繞路中線旋轉(zhuǎn)的方式。在兩相鄰曲線之間，特別是相鄰的反向曲線之間，必須設(shè)置長(zhǎng)度大于超高漸變段長(zhǎng)度的直線。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)避免出現(xiàn)反向的單圓曲線徑相連接的情況，這樣將會(huì)使超高橫坡無(wú)法過(guò)渡。

加寬設(shè)計(jì)時(shí)采用第一類加寬值，四級(jí)公路采用單車道的路基形式時(shí)，應(yīng)取曲線加寬表內(nèi)第一類加寬值的一半。曲線加寬過(guò)渡可采用線性加寬的方式，加寬漸變段的長(zhǎng)度宜與超高漸變段的長(zhǎng)度相等。

[1]張雨化.“道路勘測(cè)設(shè)計(jì)”[M].北京:人民交通出版社.