公路工程路線與路基的設計要點分析

摘要：隨著城市化進程的加快，城市與城市之間、城市與鄉村之間的交通需求顯著增加。公路是主要的交通運輸方式，優化路線與路基設計能夠有效減少交通事故發生，提高道路的安全性。特別是在復雜地形和氣候條件下，強化設計對保障行車安全尤為重要?；诖?，以公路工程路線和路基設計原則為切入點，重點闡述了公路工程路線與路基的設計要點，旨在提高設計方案的合理性，為公路工程的建設奠定良好的基礎。

關鍵詞：公路工程；路線；路基；設計要點

Analysis"of"Design"Points"for"Highway"Engineering"Route"and"Roadbed

HUANG"Chenpeng

Nantong"Branch"of"China"Design"Group"Co.，"Ltd.，"Nantong，"Jiangsu"Province，"226000"China

Abstract："With"the"acceleration"of"urbanization，"the"transportation"demand"between"cities"and"between"cities"and"rural"areas"has"significantly"increased."Highway"is"the"main"mode"of"transportation."Optimizing"route"and"roadbed"design"can"effectively"reduce"traffic"accidents"and"improve"road"safety."Especially"in"complex"terrain"and"climate"conditions，"strengthening"design"is"particularly"important"for"ensuring"driving"safety."Based"on"this，"taking"the"principles"of"highway"engineering"route"and"roadbed"design"as"the"starting"point，"this"paper"focuses"on"elaborating"the"design"points"of"highway"engineering"route"and"roadbed，"aiming"at"improving"the"rationality"of"the"design"scheme"and"laying"a"good"foundation"for"the"construction"of"highway"engineering.

Key"Words："Highway"engineering;"Route;"Roadbed;"Design"points

公路工程是一項重要的基礎設施建設，公路的路線設計包括曲線半徑、縱坡、交叉口等因素，這些設計直接影響車輛的通行安全，合理的路線設計可以降低事故發生的風險，降低因路況而導致的交通事故發生率。同時，優化路基結構與材料可以增強路面的承載能力，確保車輛在不同天氣條件下的安全通行。在實際工程中，必須綜合考慮各類因素，進行科學合理的設計與優化，以實現公路工程的可持續發展目標。

1"公路工程路線和路基設計原則

1.1"流暢性

在公路工程設計中，流暢性可以確保車輛的平穩和高效行駛。為實現流暢性，設計時，應優先考慮減少轉彎和曲線，以降低車輛的轉彎半徑，提升行車舒適度。在縱坡設計方面，應平滑過渡，避免坡度過陡，減少對車輛爬坡能力的影響，從而減少剎車負荷；在橫坡設計方面，需要確保雨水能夠迅速排走，避免積水，增強車輛的橫向穩定性；視距設計則要滿足停站視距和超車視距的要求，以保證駕駛員能夠在足夠的距離內發現并避開障礙物[1]。

1.2"綜合性

綜合性原則要求在公路設計中綜合考慮各種因素，以實現整體優化。首先，設計需充分評估對環境的影響，采取措施減少對自然景觀和生態系統的破壞，如設置動物通道。其次，經濟性是關鍵，設計要在保證質量和功能的基礎上，控制建設和維護成本。社會需求也必須納入考量，包括對交通流量的預測以及未來發展的預留空間。最后，安全性不能忽視，設計應包括完善的路面標線、交通標志和應急響應設施，以保障交通安全。

1.3"協調性

協調性原則強調設計要素之間的相互配合，以確保工程的整體性。首先，設計需要與地形地貌協調，盡量減少對自然地形的改動，如在山地地區應避免過度開挖或填筑。其次，公路設計要與現有交通網絡協調，確保與城市道路、鄉村道路及其他交通設施的良好銜接，并要求設計需要與城市和區域規劃相一致，考慮未來的土地利用和城市擴展[2]。最后，與施工過程的協調也是關鍵，設計方案需要考慮實際施工中的可操作性，以減少施工對交通的影響[1]。

2"公路工程路線設計要點

2.1"以曲線為主布設公路路線

以曲線為主布設公路路線，能夠減少道路的直線段長度，從而使車輛行駛時更加平穩，減少對車輛和乘客的沖擊。在復雜的地形（如山地、丘陵）中，直線段可能會面臨較大的地形起伏和工程難度，曲線可以更好地適應地形變化，減少工程量和成本。在設計期間，曲線半徑的確定，需要依據道路等級、設計速度和道路功能來綜合確定，高速公路的曲線半徑一般較大，而城市道路的半徑可以相對小一些。較大的半徑可以提高車輛在曲線處的行駛舒適度和安全性，但也可能增加工程造價，必須平衡舒適性與經濟性[3]。

在曲線段內，駕駛員的視距通常受到限制，要合理設置曲線半徑和超高，確保駕駛員在曲線中的視距足夠長，以應對突發情況。曲線的內外側設置應合理，以保證駕駛員能夠充分看到曲線的外側，以便在曲線段內進行安全駕駛。

2.2"縱面線形和爬坡車道設計

在公路工程路線設計中，縱面線形是指沿著道路縱向方向的線性曲線形態，用于描述路面的高程變化。縱面線形設計的主要目的是確定路面的坡度和車道的爬升或下降。在設計縱面線形時，需要考慮道路的縱坡、車道的爬升和下降長度、車輛的性能要求、駕駛員的舒適性等因素。縱坡的坡度應該符合道路所在地區的地形條件和交通需求，避免出現過陡的坡度，影響車輛通行和駕駛安全。在設計的時候，要盡可能地避免技術指標達到最低點，避免過分地追求高技術指標，如坡度最小的標準指標為250"m，回旋線最小長度的標準指標為50～85"m。

2.3"視距的設計和調整

行車視距是指駕駛員在正常駕駛狀態下，能夠看到前方路況的距離，設計時必須保證行車視距能夠滿足車輛的反應時間和行車速度。車輛在緊急制動時所需的視距應考慮道路的制動性能和車速，以保證車輛在看到障礙物時能夠安全停車。同時，駕駛員需要有足夠的視距來判斷是否安全超車，特別是在曲線或視距受限的路段[2]。在曲線和坡道處，通常需要調整道路的幾何形狀，如增加曲線半徑、設置視距預留區等，以提高視距。在視距受限的路段，應設置明確的標識或警示牌，提醒駕駛員注意路段的視距情況，確保行車安全。

2.4"合理布設路線超高路段

在曲線道路上，超高（即外側路面高于內側）可以減少車輛的側傾（如圖1所示），提供更好的行車穩定性，合理的超高設計能夠改善車輛在曲線段的行駛舒適性，避免車輛因離心力過大而造成的不適感。超高通常設置在曲線段的內側，超高的設計應根據曲線的半徑和設計車速來確定，超高的坡度應使車輛能夠在曲線中安全穩定行駛。超高設計應兼顧道路排水功能，避免因排水不暢導致積水或滑坡問題[4]。在施工過程中，需要精確控制超高的坡度，確保其符合設計要求。道路在使用過程中可能出現磨損或沉降，需要定期檢查和維護超高路段，以保持其良好的行車狀態。

3"公路工程路基設計要點研究

3.1"路塹設計

道路的路塹應根據地形地貌特征進行合理設計，確保土體穩定。對于軟弱土層，路塹的邊坡坡度應適當減小，以增強邊坡的穩定性。土層間的接觸面也要處理得當，避免不同土層間的滑動。在選擇路塹材料時，應優先考慮具有較好工程性質的材料，如粒徑合適的砂、碎石、土工布等。選擇合適的填土材料可以提高路基的承載能力和穩定性。當遇到軟土或膨脹土等不良土壤時，應采用混合材料或進行加固處理，確保路基設計滿足工程要求。在填土施工過程中，應分層填筑，每層厚度應控制在20～30"cm，并進行充分的夯實，以保證填土的密實度和強度。對路塹的土壤應進行分層檢測，確保每層填筑的密實度和承載力符合設計要求。

邊坡的坡度必須根據分析結果進行適當設計，自然地質條件不應被忽視。例如：在高含水量的地區，坡度應設計得較緩，以減少滑坡風險；而在干燥或硬質地層中，坡度可以適當設計得較陡，以節省用地[3]。另外，需要在路塹中設置有效的排水設施，以強化整體結構的穩定性，排水措施包括設置橫向和縱向的排水溝、滲水板、防滲墻等，確保在暴雨等極端天氣情況下，地下水不會使邊坡失穩。路塹后期施工時采用逐層填筑的方式可使壓實效果更佳，避免因施工方法造成的突發性沉降。此外，通過實施分區開挖，可以減少對局部的壓力，提高整體邊坡的穩定性[5]。

3.2"高邊坡路堤和陡坡路堤設計

高邊坡的設計極為復雜，需要依據地質調查數據和環境條件進行全面分析，可使用數值模擬軟件進行動態分析，觀察在不同環境因素下邊坡的表現，從而做出合理的調整。一般而言，高邊坡的坡度可以設計為1∶1.5至1∶2。然而，坡度的具體要求應根據土質、環境和施工條件進行調整。在軟土和濕潤環境中，建議采用較緩的坡度，以提高穩定性。對于高邊坡而言，常常需要添加支護結構以增強其穩定性，如設立撐桿、重力壩或錨桿固定，不僅可防止滑坡，還能抵抗外界施加的橫向壓力。另外，陡坡的排水系統必須足夠完善，以降低水壓力，常規下應設置流水溝與滲水管道，引導雨水流向，避免聚集在坡面上引發滑坡等情況。

3.3"路基排水設計

在設計路基排水系統時，必須綜合考慮地形起伏、地質類型及水流方向。合理設置主要和次要排水線，確保每個段落的排水能力能滿足實際需求，還需考慮將排水系統與自然水流的協調，以避免水流交叉造成的水土流失。設計人員需要結合自然地理特征，對排水溝間距、涵管孔徑大小，邊溝、路基、跌水井和涵洞等設施進行綜合考慮，確保形成合理、連貫的排水系統，發揮良好的排水作用，達到促進公路路基穩定的目的[4]。路基邊溝與涵洞單級跌水連接結構如圖2所示。

在選擇排水材料時，應優先選擇透水性強、耐腐蝕的材料。例如：使用粗顆粒的沙礫或專門的透水混凝土，以確保排水系統在長時間使用中的穩定性和有效性。在濕潤氣候或瀉湖地，要認真評估地下水對路基的影響，選用防滲措施如防水膜或土工布，以減少水分滲透，增加路基支撐力。

3.4"填挖交界處的路基設計

填挖交界處是工程中最容易出現問題的區域之一，在設計期間應采用分層夯實的方法，并在填土過程中適時加水，確保達到最大干密度，保持填土與已有土體的良好結合，從而減少沉降隱患。過渡段設計需要設置一個緩和的坡面，采用梯形或圓弧形坡段進行過渡，以減少界面應力集中，從而減輕填土和原土之間的滑移。在交界處應設置有效的排水溝及泄水孔，避免因雨水和地表水聚集導致的局部積水，影響設計的穩定性。

4"結語

總之，在公路工程設計中，路線布設和路基設計是確保道路質量和行車安全的核心環節。有效的路線布設需要兼顧流暢性、綜合性和協調性，以確保交通流暢并滿足環境和技術要求。在具體設計過程中，應優先考慮曲線設計、縱面線形、視距，以及超高路段的合理布設，以提升道路的使用效率和安全性。與此同時，路基設計中的重點包括路塹設計、高邊坡和陡坡路堤設計、路基排水，以及填挖交界處的處理，這些因素都對道路的穩定性和耐久性有著直接影響。

參考文獻：

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[4]孔哲，程耀東，楊軍，等.基于OpenRoads的公路選線三維設計方法研究[J].湖南交通科技，2022，48（4）：91-95.

[5]侯振東.山區公路路線設計中線形標準及平面設計方法[J].工程與建設，2022，36（4）：975-978.