延寧公路吉春站至大媽連站段路線的初步設計

王銀波

(黑龍江省公路勘察設計院)

1 紙上定線和路線方案的確定

1.1 定線

根據給定的起終點，分析其航空(直線)距離和所需的展線長度，選擇合適的中間控制點。在路線各種可能的走向中，初步擬定可行的路線方案，(如果有可行的局部路線方案，應進行比較確定)，然后進行紙上定線。

(1)在1∶2 000的小比例尺地形圖上在起，終控制點間研究路線的總體布局，找出中間控制點。根據相鄰控制點間的地形.地貌.地質.農田等分布情況，選擇地勢平緩山坡順直的地帶，擬定路線各種可行方案。

對于山嶺重丘地形，定線時應以縱坡度為主導;對于平原微丘區域(即地形平坦)地面自然坡度較小，縱坡度不受控制的地帶，選線以路線平面線形為主導。最終合理確定出公路中線的位置(定出交點)。

(2)山嶺區地形的選線步驟。

①試坡:定均坡線。

在山嶺重丘地帶，根據等高線間距和所選定的平均縱坡(視路線高差大小，一般5‰～5.5%之間)按計算得等高線間平均長度a(a=等高距/平均縱坡)進行試坡(用分規卡等高線)，將各點連成折線，即均坡線。

②定導向線。

分析這條均坡線對地形、地物等艱苦工程和不良地質的避讓情況。如有不合理之處，應選擇出須避讓的中間控制點，調整平均縱坡。重新試坡。經過調整后得出的折線，稱為導向線。

③平向試線。

穿直線:按照“照顧多數，保證重點”的原則綜合考慮平面線形設計的要求，穿線交點，初定路線導線(初定出交點)。

敷設曲線:按照路中線計劃通過部位選取且注明各彎道的圓曲線的長度。平面試線中要考慮平、縱配合，滿足線形設計和《標準》的規定和要求，綜合分析地形，地物等情況，穿出直線并選定曲線半徑。

④修正導向線。

縱斷面控制:在平面試線的基礎上點繪縱斷面地形線，(可用分規直接在圖紙上量距，確定地面標高)，進行初步縱坡設計，并根據縱坡設計情況修正平面線形。

橫斷面較核:根據初步縱坡設計，計算出路基填挖高度，繪出工程困難地段的路基橫斷面圖(如地面橫坡陡或工程地質不良地段等)，根據路基橫斷面的情況修平面線形。

⑤定線。

經過幾次修正后，最終確定出滿足《標準》要求，平縱線型都比較合理的路線導線，最終定出交點位置(一般由交點坐標控制)。

1.2 路線方案的比選

對于路線局部方案，應分別進行定線設計，經論證比較定出推薦方案，路線方案、比較選擇主要考慮下列因素:(1)路線長度;(2)平、縱面線形指針的高低及配合情況;(3)占地面積;(4)工程數量(路基土石工程數量，橋梁涵洞，工程數量)等。

2 路線平面設計

根據路線幾何線形設計要求，確定路線平面線形各要素及其他們之間的配合;線形應與地形.地物相適應，與道路所經地帶的地形、地物、環境、景觀相協調，而且減少工程數量，節省投資。

2.1 直線

本路屬新建路段，為節約材料，降低造價，提高路基的使用質量，山嶺重丘區應采用包線設計。

根據《公路路線設計規范》JTJ 011-97規定，直線的最大長度應有所限制，考慮司機的駕駛疲勞問題。直線線形不宜過短，其最小長度為:當計算行車速度≥60 km/h時，同向曲線間最小直線長度不小于行車速度的6倍為宜;反向曲線問的最小直線長度以不小于行車速度的2倍為宜。對于本路段，計算行車速度為40 km/h，則對上述要求不進行嚴格體現。

2.2 曲線

《公路工程技術標準》規定:當平曲線半徑小于250m，應設置加寬;當平曲線半徑小于不設超高的最小半徑600m，應設置緩和曲線和超高，超高的橫坡度計算行車速度、半徑大小，結合路面類型，自然條件和車輛組成等情況確定。二級最大超高不應大于8%，在積雪地區不宜大于6%。當超高橫坡度的計算值小于路拱坡度時，應當設等于路拱坡度的超高值。

2.3 平曲線超高

當圓曲線半徑小于《規范》規定的不設超高的圓曲線最小半徑時，應在曲線上設置超高。其目的就是為讓汽車在曲線上行駛時能夠獲得一個指向曲線內側的橫向分力，以克服離心力對行車的影響。超高的橫坡坡度按公路等級，計算行車速度、同曲線半徑、路面類型、自然條件和車輛組成等情況確定。《規范》規定二級路最大超高不應大于8%，在積雪地區不宜大于6%。當超高橫坡度的計算值小于路拱坡度時，應當設等于路拱坡度的超高值。超高緩和段的起終點在設緩和曲線的情況下應與緩和曲線重合;在地形困難地段，允許將超高，加寬緩和段的一部分插入圓曲線，但插入圓曲線內的長度不得超過超高，加寬緩和段的一半。

2.4 坐標計算

完成路線平面設計以后，按照要求及時繪出各種圖紙及表格，填寫《直線、曲線及轉角表》，《逐樁坐標表》。導線坐標按導線測量的方法，首先計算各交點坐標，依次推算各直線點坐標，曲線坐標按曲線坐標公式計算。

對于曲線內側受建筑物、樹木、路塹邊坡等限制較嚴的彎道應進行視距檢查，對于需要進行工程處理來保持視距的彎道繪出視距包絡圖。

2.5 繪圖

根據路基橫斷面設計圖確定出公路用地范圍，相鄰兩點進行內差，勾繪等高線。并在平面圖上標明路線起終點里程，交點位置及編號，公里樁、百米樁、曲線主點位置、曲線要素表、坐標網格等。并據此繪出公路用地圖，比例尺:縱向1∶2 000，橫向1∶1 000，圖上標出百米樁左右兩側的用地范圍，連細實線，并注上占地寬度。

3 路線縱斷面設計

3.1 縱坡設計

確定設計高程時，應根據技術標準規定公路的最大縱坡，限制坡長，縱坡折減，合成坡度等，并結合路線起終點。橋隧、交叉口、越嶺線埡口、沿溪線水位等控制點和簟濟點的高程，確定出公路路線縱斷面設計線。該設計線必須滿足技術標準，又盡可能照顧平、縱面線形的協調。同時還是最經濟的設計。

3.2 確定縱坡度，變坡點的位置

高程縱斷面設計線不宜太碎，應保證最小坡長要求，變坡點位置應選擇在整50 m樁號上，變坡點高程精確到小數點后三位，中樁精度小數點后三位。坡度值為0.00%。

3.3 縱斷面圖的詳細設計

選取各變坡點處豎曲線半徑:計算各豎曲線要素。根據設計資料繪制出路線中樁點的地面線，并寫出縱斷面設計圖的地質土壤情況，地面標高里程樁號，橋涵位置，孔徑，結構類型;水準點的高程和位置坡度，填挖高度，與公路交叉的位置。縱坡設計應考慮汽車的性能。有利于安全、提高車速、減少大氣污染。應當避免出現小于0.3%的不利于排水的縱坡度。

3.4 平、豎曲線的組合

(1)平、豎曲線應相互重合，且平曲線應稍長于豎曲線。

(2)平、豎曲線大小應保持均衡。

(3)暗、明彎與凸、凹豎曲線的組合合理。

(4)有些平、豎曲線應避免組合。

3.5 豎曲線設計

在縱坡變更處設豎曲線，4.5 km共設8個豎曲線，豎曲線采用拋物線形式。

由《規范》查得主要技術經濟指標。《規范》規定，二級公路行車速度40 km/h凸、凹形豎曲線一般最小半徑為700 m，極限最小半徑為450 m;豎曲線最小長度為35 m。另外，在進行豎曲線線形設計時，應考慮相鄰豎曲線的銜接問題，對同向豎曲線，尤其同向凹形豎曲線，如果它們之間的直線地段不長，應合并為單曲線或復曲線形式的豎曲線，以免形成斷臂曲線;對反向豎曲線，最好中間設置一段直坡線。

3.6 標高計算

在路線縱斷面圖上，需體現路線的標高，這就需要進行標高計算，其計算公式如下:

豎曲線上點的設計標高=切線高程+豎曲線改正值坡線標高=變坡點標高±x·i

式中:x為計算點到變坡點的距離;i為坡線的縱坡，%，其中升坡段為正;降坡段為負。

旋工標高=設計高程×地面高程