公路建設(shè)項目設(shè)計中平縱橫設(shè)計要點分析

李書成

(黔南州公路處)

1 工程概況

路線起于貴定縣定南鄉(xiāng)，與定南鄉(xiāng)小城鎮(zhèn)規(guī)劃道路金南大道順接，起點樁號為K0 +000，途徑溪畔河橋、沙壩、營上、龍場、中王寨河、都六鄉(xiāng)、谷栗堡河、下壩等地，終于新安，接省道S309，測量終點樁號為K23 +156，路線全長23.156 km。全線均屬黔南州貴定縣境內(nèi)，中間控制點主要有路線起點貴定、定南橋、溪畔河橋、虎場橋、平寨橋、谷栗堡橋，項目終點新安。沿線主要城鎮(zhèn)有定南鄉(xiāng)、都六鄉(xiāng)。路線跨域河流有溪畔河、虎場河、平寨河及谷栗堡河等河流。

現(xiàn)有公路概況:現(xiàn)有公路為縣道X926，平縱指標(biāo)除個別村寨路段外其余路段均達(dá)到四級公路標(biāo)準(zhǔn)。全線路基寬度6.5 m，目前大部分護(hù)肩已不能利用，部分下?lián)鯄Φ顾璨鸪匦?。路面為瀝青表處路面，路面已嚴(yán)重破損，坑槽隨處可見，路基整體強(qiáng)度一般。全線邊溝大部分為土邊溝，個別地段不通暢，原有涵洞因孔徑過小或損壞需重建。

2 平面設(shè)計要點

2.1 直線

一般在定線時，只要地勢平坦、無大的地物障礙，都首先考慮使用直線通過。但在運用直線線形并決定其長度時，必須持謹(jǐn)慎態(tài)度，不宜采用過長的直線。本工程車速為30 km/h，屬于低速道路，則最短直線長度以不小于V 或不小于15 m 為宜。

2.2 圓曲線

各級公路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)設(shè)置平曲線，而圓曲線是平曲線中的主要組成部分，使用十分普遍。在選用圓曲線半徑時，在與地形等條件相適應(yīng)的前提下應(yīng)盡量采用大半徑，但半徑大到一定程度時，其幾何性質(zhì)和行車條件與直線無太大區(qū)別，容易給駕駛?cè)藛T造成判斷上的錯誤，所以《規(guī)范》規(guī)定圓曲線的最大半徑不宜超過10 000 m。本工程設(shè)計速度30 km/h，圓曲線最小半徑見表1。

表1 圓曲線最小半徑

2.3 緩和曲線

緩和曲線是道路平面線形要素之一，它是設(shè)置在直線與圓曲線之間或半徑相差較大的兩個轉(zhuǎn)向相同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線?！稑?biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，除四級路可不設(shè)緩和曲線外，其余各級公路都應(yīng)設(shè)置緩和曲線。我國《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定緩和曲線采用回旋線。

由于車輛要在緩和曲線上完成不同曲率的過渡行駛，所以要求緩和曲線有足夠的長度，以使司機(jī)能從容的打方向盤，乘客感覺舒適，線形美觀流暢，圓曲線上的超高和加寬的過渡也能在緩和曲線內(nèi)完成。工程為三級公路，設(shè)計車速為30 km/h，所以該公路緩和曲線最小長度見表2。

表2 三級公路緩和曲線最小長度

2.4 平面設(shè)計成果

路線起于貴定縣定南鄉(xiāng)，與定南鄉(xiāng)小城鎮(zhèn)規(guī)劃道路金南大道順接，起點樁號為K0 +000，途徑溪畔河橋、沙壩、營上、龍場、中王寨河、都六鄉(xiāng)、谷栗堡河、下壩等地，終于新安，接省道S309，測量終點樁號為K23 +156，路線全長23.156 km。路線共設(shè)交點140 個，平均每公里交點6.046 個，平曲線最小半徑45 m/1 處，平曲線占路線總長56.486%，路線增長系數(shù)為1.106。

3 路線縱斷面設(shè)計要點

路線縱斷面指的是沿著公路的中線進(jìn)行豎直的剖切所得到的面，因為自然因素的影響以及經(jīng)濟(jì)性要求，路線縱斷面總是一條有起伏的空間線，縱斷面設(shè)計的主要任務(wù)就是根據(jù)汽車的動力特性，道路等級，當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項l件以及工程經(jīng)濟(jì)性等研究起伏空間線的大小和長度，以便達(dá)到行車安全、迅速、運輸經(jīng)濟(jì)合理及乘客感覺舒適的目的。

3.1 最大縱坡設(shè)計

該工程屬于三級公路，它的最大縱坡的規(guī)定見表3 所示。

表3 三級公路最大縱坡

必須要注意，設(shè)計速度120 km/h、100 km/h、80 km/h 的高速公路受地形條件或其他特殊情況限制時，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，最大坡度值可增加1%。公路改建中，設(shè)計速度為40 km/h、30 km/h、20 km/h 的利用原有公路的路段，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，最大縱坡值可增加1%。工程為三級公路，設(shè)計速度為30 km/h，因而最大縱坡值可增加1%。

3.2 最小縱坡

各級公路的路塹以及其它排水不暢路段，為保證排水順利，防止水浸路基，應(yīng)采用不小于0.3%的縱坡，一般情況下以不小于0.5%為宜。在橫向排水暢通路段其設(shè)計坡度為0.0%或小于0.3%的縱坡時，其邊坡應(yīng)做縱向排水設(shè)計。

3.3 坡長的確定

如果坡長過短，變坡點增多，容易造成行車起伏頻繁，影響公路的服務(wù)水平，減少公路的使用壽命，為提高行車的平順性，應(yīng)限制最小坡長，該三級公路最小坡長100 m;該公路是三級公路，三級公路當(dāng)縱坡坡度為5%時，縱坡最大長度為900 m;當(dāng)縱坡坡度為6%時，縱坡最大長度為700 m，當(dāng)縱坡坡度為7%時，縱坡最大長度為500 m;當(dāng)縱坡坡度為8%時，縱坡最大長度為300 m。

3.4 路線縱面設(shè)計成果

路基高度采用設(shè)計洪水頻率1/25 控制?？v坡設(shè)計充分考慮縱、橫向排水的要求以及原路基上鋪筑路面層厚度的要求。最大縱坡為7.96% /250 m/1 處;最小縱坡為0.0% /4處(橋上);最短坡長100 m/5 處;共設(shè)變坡點82 個，平均每公里變坡3.541 次;最小凸型豎曲線半徑400 m/1 處，最小凹型堅曲線半徑1 000 m/2 處，豎曲線占路線總長的23.116%。

4 道路橫斷面設(shè)計

公路中線上各個點的法向切面被稱為橫斷面，它的主要組成部分是地面線以及設(shè)計線。橫斷面設(shè)計線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝邊坡、截水溝等設(shè)施。

4.1 行車寬度確定

本項目按三級公路進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計速度為30 km/h，全路段路基均為整體式。路基寬度7.5 m，路面寬度為6.5 m，在設(shè)置護(hù)欄路段路基根據(jù)規(guī)范加寬，路面劃分為0.5 m(護(hù)肩)+6.5 m(行車道)+0.5 m(護(hù)肩)，路面鋪筑范圍為0.5 m(路肩)+6.5 m 瀝青(混凝土)路面+0.5 m(路肩)。

4.2 路基超高、加寬設(shè)計

在公路的圓線路段，為了抵消車輛在此路段上行駛所產(chǎn)生的離心力，將路面做成向圓心傾斜的單向橫坡，成為超高。超高坡度用ih示。由《公路線設(shè)計規(guī)范》7.4.1 查得不設(shè)超高的圓曲線最小半徑為350 m，最大超高橫坡不超過6.0%。該路段上所設(shè)計的最大圓曲線半徑不滿足不設(shè)超高的要求，故必須在曲線上設(shè)置超高。超高值為

ih=V2/127 ×R－μ

式中:R 為圓曲線半徑;μ 為橫向力系數(shù)，取0.035。

超高閥值見表4。

表4 超高橫坡表

當(dāng)平曲線半徑小于或等于250 m 時，在圓曲線內(nèi)側(cè)加寬，加寬值見表5。

表5 加寬閥值表

5 結(jié) 語

綜上所述，在公路設(shè)計中，一項重要的任務(wù)就是公路路線設(shè)計。在公路路線設(shè)計中，為了保證設(shè)計的合理性，必須嚴(yán)格按照設(shè)計原則和要求進(jìn)行設(shè)計，做好路線的平面、縱斷面以及橫斷面設(shè)計。主要根據(jù)某工程實例，根據(jù)公路平縱橫設(shè)計的原則，結(jié)合設(shè)計規(guī)范要求以及公路路線實際情況，闡述了平面直線、圓曲線、緩和曲線設(shè)計，縱斷面最大縱坡、最小縱坡、豎曲線設(shè)計以及橫斷面行車寬度、路基超高、加寬設(shè)計，希望能夠為同類工程作參考。

［1］王山河.高速公路平縱面線形設(shè)計的內(nèi)涵［J］.黑龍江科技信息，2010，(18):12－13.

［2］劉丹.何瑞璽.山區(qū)高速公路平縱面線形設(shè)計原則［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2010，(16):45－46.

［3］劉丹.何瑞璽.山區(qū)高速公路平縱面線形設(shè)計原則［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2010，(16):78－79.