基本介紹
- 中文名：路線線形
- 外文名：route alignment
- 用途：道路工程
公路路線線形設計,平、縱面線形設計應掌握的原則,平面線形的套用,山區公路路線線形設計,平面設計,縱斷面設計,高速公路的路線線形最佳化設計,平面路線設計,縱斷面設計,橫斷面設計,環境保護設計,
公路路線線形設計
公路路線線形設計是公路設計的核心， 在公路路線線形設計工作中的體會和認識做了簡要敘述。
公路的線形構成了公路的主骨架， 是其他組成部分( 如路基、路面、橋涵構造物等)設計、施工全過程的基礎。公路線形設計的優劣決定著公路建成後所能發揮的安全性、舒適性、經濟性的程度， 同時也是影響公路沿線開發利用程度的主要因素。因此， 公路路線線形設計的優劣是該路段的總體設 計和使用效能的主要評價指標。
平、縱面線形設計應掌握的原則
平面線形設計原則
( 一)平面線形設計應滿足技術標準的要求並與實際地形相符合。靈活運用自由變換的曲線， 使其與實地地形、地物、地貌相適應， 與周圍的自然環境協調一致， 將會得到連續、優美的視覺效果。平面線形應具有連續性， 避免線形變化太突然。尤其是在長直線的終點應堅決避免與小半徑曲線相連線。任何連續急彎都是極差的線形， 應注意避免。反向曲線或同向曲線間應插入足夠長的直線。儘量避免出現小偏角曲線。因為小偏角曲線容易給駕駛員造成視覺錯誤， 使其將曲率看得比實際要大， 容易發生交通事故。若小半徑曲線不可避免時，應設定足夠的曲線長度。應注意與縱斷面線形的配合。尤其在與鐵路、主幹公路、河流等交叉處， 大多都是縱斷面線形的控制點， 在平面先行設計時應予以充分考慮。
縱斷面線形的設計原則
( 二)縱斷面線形設計應根據技術標準的要求， 結合沿線自然條件( 地形、地質、水文、氣候等) 綜合考慮。縱斷面線形最好能與地形起伏相一致， 這樣不但可使線型與周圍自然環境相協調， 還可有效控制工程投資。從行車的安全、舒適和視覺良好的要求來看， 縱斷面線形應連續順適。具體應注意以下幾點： 1。避免在短距離內出現連續的凹凸反覆， 給人以波浪式的感覺； 2。 避免出現只能看到較近和較遠處而不能看到中間凹下部分的線形， 即使凹下去不多， 也會給駕駛員以不安全感； 3。應避免在兩同向豎曲線間設定斷直線坡度段。尤其是在同向凹曲線間， 這種線形會給人一種死板的感覺 ， 最好將兩曲線合併， 用同一大曲線代替。在山嶺重丘區， 尤其在連續較長的上坡路段， 其變坡點附近應儘量採用較平緩的坡度或較大的豎曲線半徑， 以保證行車順暢和足夠的視距。在山嶺重丘區， 縱斷面設計應充分考慮填、挖方數量平衡， 儘量利用挖方作為就近填方， 減少借方和廢方數量， 降低工程造價。應注意與平面線形相結合， 以達到的立體效果。
平面線形的套用
平面線形包括直線、圓曲線和緩和曲線。
1。直線的套用
一般情況下直線是難以與自然環境相協調的， 而且對地形變化不易適應， 所以在套用上受到限制。若直線段連續過長， 駕駛員在單調的路面上連續行駛 ， 容易引起駕駛員的疲勞、注意力不集中、反應遲緩， 從而引發交通故。
2。圓曲線的套用
與直線相比， 圓曲線具有通暢性好、線形圓滑、可以適應各種地形變化、適用範圍廣的優點。
3。緩和曲線的套用
緩和曲線多採用迴旋線。當汽車以一定速度行駛時， 若能使迴旋曲線與用一定角速度轉動汽車方向的行駛軌跡 一致時， 則達到最佳使用效果。
山區公路路線線形設計
山區公路建設存在的問題， 從設計標準定位、平面設計方法、縱斷面設計方案等方面介紹 了對山區公路路線設計的一點體會， 對山區公路路線設計中容易忽視的問題提出建議 ， 從而客觀地設計出最佳路線線形方案 。
平面設計
1)設計方法。路線平面設計方法主要為兩種 ：導線法(直線法)和曲線法。山區公路的路線平面布設與平原區及微丘區公路有很大區別。平原區地形條件單一， 相關控制條件較少， 採用導線直線法能提高定線效率。山嶺重丘區 地形條件複雜， 路線布設時限制條件很多， 如單純採用導線線法或單純採用曲線法， 定線效率低， 線形設計時往往會 顧此失彼 ， 出現平縱組合不佳。山區公路平面定線時應與沿線地形結合 ，
2)曲線間最小直線長度的採用。規範對平曲線間最小夾直線長度作出了規定。山區公路設計中， 對此規定 ， 反 向曲線間的直線長度 ， 通過圓曲線半徑和緩和曲線長度的調整一般尚可達到要求 ，
3)緩和曲線長度與超高過渡。對於山區公路來說， 設定緩和曲線的作用不僅是為了滿足超高需要 ， 同時也是平面線形中除直線和圓曲線以外的另 一個重要的線形要素 ， 緩和曲線的靈活設定， 可使曲線徑向對接 ， 線形圓順 ；可以靈活調整曲線長度， 避免短直線的不足 ；能較好地與地形相適 應。
縱斷面設計
1)凸形豎曲線半徑設定。山區公路由於受地形地貌等因素的制約 ， 連續小半徑短平曲線與連續變坡小半徑豎曲線的組合時常出現。這種情況下很容易做到平縱一 一對 應， 滿足規範要求 ，從理論的角度來說這是一種理想的平縱組合設計 ， 但這種組合往往忽略了視距要求。由於受地形地貌、植被的影響， 路線平縱指標較低 ， 當採用上述平縱組合時 ， 駕駛者視覺範圍較小 ， 視線誘導性差 ， 難以判斷前方路線去向 ， 當出現縱面上的斷背曲線時 ， 對行駛安全來說是最為不利的。而此時往往因地形條件的限制 ， 難以通過調整平曲線半徑來解決 ， 只能在不過多增加工程量的前提下適當加大凸曲線半徑， 以便增大視距， 保證曲線任何一點均能看清前方平曲線的變化 ， 以保證行車安全 。因此在滿足規範要求和不會過多增加工程量的情況下 ， 應當設定較大的凸曲線半徑。
2)凹形豎曲線半徑設定。山區公路縱坡起伏較大， 設計過程中凹曲線半徑容易滿足規範要求， 凹曲線半徑設定越大， 對行車視線越有利， 但這樣會導致路基填土加高 ， 增加了防護設施及工程量 ，從而加大了工程投資。而對於挖方路塹路段來說， 可能會因排水困難而對行車安全不利。因此 ， 在設計中不宜一 味追求高指標而增大凹曲線半徑。
路線設計是一項綜合性的專業工作， 山區公路路線設計是公路設計中的關鍵環節。由於受複雜地形條件和環境保護要求的限制， 路線設計的好壞程度， 將決定汽車運營的安全舒適、工程總投資、環保等問題 。
高速公路的路線線形最佳化設計
公路線形最佳化設計包括平面線形、縱斷面、橫斷面線形、環境設計等綜合設計， 介紹高速公路線形設計的原則， 並利用公路全景透視圖最佳化公路線形設計的方法。
平面路線設計
現代高速公路設計基本上是以曲線為主的線形設計， 這是因為曲線線形不僅美觀圓順， 而且曲線比直線更易適應地形。
圓曲線能引起駕駛員的注意力， 並掌握好方向盤。同時， 曲線兩側的景物能給駕駛員提供一個很好的視線誘導。
S 型曲線在山嶺重丘區高速公路上， 用迴旋曲線將兩條反向曲線相連線的線形採用較多， 特別是當兩條反向曲線間的直線長度不能滿足規範要求時， 多採用此線形。
卵形曲線用迴旋曲線將兩條同向曲線相連線的線形稱為卵形曲線。
緩和曲線從視覺要求出發， 從曲率為零的直線， 到定曲率的圓曲線之間， 需要有一個曲率逐漸變化的過度曲線， 這就是緩和曲線。
縱斷面設計
縱斷面線形最佳化設計主要是滿足某些標高控制約束， 使公路工程數量和工程費用最少， 行車舒適、平順。
1)縱坡：縱坡的設定除考慮降低車輛行駛的速度差， 防止超車事故外， 還應該考慮排水問題。較大的縱坡能與路拱橫坡形成較大的合成坡度， 減少雨水在路面上的滯留時間， 有利於路面雨水的排除。
2)坡長：縱斷面線形設計時， 坡長不宜過短， 過短的縱坡易造成縱斷面線呈鋸齒狀， 連續使用短坡會損壞線形的美感， 汽車行駛過於顛簸， 車速越高時越顯得突出。
3)豎曲線半徑：豎曲線半徑是通過對緩和汽車行駛之衝力所需最小長度和為確定停車視距所需最小長度的計算而規定的。
橫斷面設計
對高速公路， 每增加 1m 的路基寬度增加造價不足 5% ； 公路等級降低， 路基寬度的變化對工程造價影響也就逐漸增大， 每增加 1m 可達 25% 。高速公路公路半填半挖路基或填方路堤較常用， 公路外側由於自然坡度大， 填方邊坡一般是伸得太遠或難於填築， 因此， 多為砌石擋土牆， 這種路基型式有許多弊病如： 與自然環境不吻合， 不能綠化， 缺乏安全感， 路基穩定性差， 且造價高。但是在很多高速公路的路基寬度一般在公路修建前都已經給定， 所以橫斷面設計的主要問題是超高設計和加寬設計。
環境保護設計
環境保護工作越來越受到人們的重視， 高速公路建設開挖土地面積較大， 對沿線的環境影響也大。設計過程中應重點考慮水土保持、森林資源和野生動植物的保護、合理規劃公路建設中廢棄物的處理， 淨化公路兩側的環境， 保護好河道和水庫， 防止水污染。
