公路路线设计细则

２０１１年第１０期　（总第２１２期）　黑龙江交通科技　ＨＥＩＬＯＮＧＪｌＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪ　Ｎｏ．１０，２０１１　（Ｓｕｍ　Ｎｏ．２１２）　

公路路线纵断面设计　

张丰兰　（河南省交通高级技工学校土木工程系）　

摘要：公路路线的纵断面设计是公路线形设计的关键，其设计比较抽象，考虑因素较多，设计难度较大，设　计方案多样。主要阐述了纵断面设计的任务和方法步骤，使纵断面设计更加规范、有条理。　关键词：路线；纵断面；设计；纵坡；高程　中图分类号：Ｕ４１２　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１１）１０—００７５—０１　

公路是个复杂的空间带状构造物，其设计主要包括公路　线形设计和结构设计两个方面。　公路路线的平面、纵断面、横断面设计总称为公路路线　的线形设计。在进行路线线形设计之前，往往要先对该工程　项目进行合理规划，并对其周围的地形、地质水文和地物及　自然条件等因素进行周密的勘查，多方收集资料，综合考虑　和分析各种有利和不利因素，然后确定公路的基本走向、途　经范围和大概位置，布设水准点、导线和路线，并进行实地路　线勘测。再根据公路的等级及使用任务和功能，参照公路工　程技术标准要求，进行路线的平面设计。最后要根据实地勘　测和平面设计的资料进行纵断面设计和横断面设计。　公路路线的纵断面设计是否合理，将直接影响到汽车行　驶的安全性、快速性、工程的造价、汽车运输成本的高低及乘　客的舒适程度等。另外，土地是不可再生资源，合理进行纵　断面设计，也可节约公路用地。因此，公路路线的纵断面设　计就成为公路线形设计的关键。本文就从以下几个方面对　公路路线的纵断面设计方法和步骤进行阐述。　１路线纵断面设计依据的相关资料　路线纵断面设计之前，要有路线的平面地形图、直线曲　线及转角一览表、水准测量记录表、地质勘查资料、公路设计　等级、公路工程技术标准、路线设计规范等相关资料。　２绘制路线纵断面设计图　路线纵断面设计图的绘制，是纵断面设计的主要任务，　设计时要综合考虑多方面的因素和要求。其具体的设计步　骤如下。　２．１建立直角坐标系　路线纵断面图采用直角坐标系，以横坐标表示路线的里　程，纵坐标表示高程。通常情况下，在山岭区横坐标采用　１：２　０００的比例，纵坐标采用ｌ：２００的比例；在丘陵区和平原　区，横坐标采用１：５　０００的比例，纵坐标采用１：５００的比例。　建立坐标系时应注意，首先要把该坐标系的坐标原点在　图纸中的位置确定好，否则会直接影响到纵断面图在图纸中　的位置，也会使图纸的美观和图的直观效果受到影响。另外　在该图纸的适当位置应注明横、纵坐标所用的比例。一条公　路的纵断面图往往有若干张，因此要在每张图纸的右上角注　出图纸分式编号，分母表示图纸总张数，分子表示本张图纸　的序号。　横、纵坐标的单位都用米表示，纵坐标上要标注数字，也　可将其绘成标有刻度的标尺。　２．２绘制纵断面设计图　（Ｉ）纵断面图资料。通常是在纵断面图纸的下方，以表　格的形式自下而上依次列出：直线与平曲线、里程桩号、地面　标高、设计标高、填挖高度、纵坡／坡长、地质说明等。　（２）“直线与平曲线”。根据平面设计资料中的“直线曲　线及转角一览表”绘出平面上的直线和曲线的位置及走向。　直线段用水平线表示，平曲线为左偏时开口向上，右偏时开　口向下，并在开口处注明交点编号及曲线半径。注意开口的　起点和终点要和该平曲线的起、终点的桩号相对应。　（３）“里程桩号”和“地面高程”。可直接由平面设计资　料中的中桩记录表或水准测量提供的相应桩号、地面高程得　到，填写时注意桩号和横坐标表示的实际里程要对应。　（４）勾绘地面线。根据纵断面图资料部分的“里程桩　号”和“地面高程”，在图上相应的位置，先点出各地面点在　纵断面图中的具体位置，然后再用折线依次连接图中的各地　面点，即得到纵断面图的地面线。　（５）绘制纵坡设计线。即进行纵坡设计，是纵断面设计　的核心。　纵坡设计要综合考虑各方面的因素和要求。首先必须　符合《公路工程技术标准》的相关规定；其次要综合考虑沿　线自然地形、地质、水文、气候等因素；最后还要从经济角度　出发，尽量考虑填挖均衡，以降低工程造价，适当考虑农业机　械、民间运输工具的需要。　纵坡设计时，一定要注意按照公路工程技术标准的要　求，正确合理的确定路线的最大纵坡、最小纵坡及最大和最　小坡长限制，在高原地区还要考虑纵坡的折减。最大纵坡是　纵断面设计的重要控制指标，一般来说，纵坡度越大，路线就　越短，工程数量就越少，工程造价也就越低。但纵坡度较大　时，汽车爬坡就越困难，也容易给行车安全带来隐患。纵坡　度过小时，又会增大工程造价，有时在长路段低填方处，还会　影响到路线的纵向排水。除此之外，还应满足标准中对缓和　坡段、平均纵坡及合成坡度的相关规定，尽量使纵坡设计顾　及到各个方面的要求。　在纵断面图上布置设计线时，要结合路线的平面地形图　及地质勘查的有关资料，考虑设计标高的要求。在平原地　区，应保证路基的最小填土高度符合标准的要求，即满足路　基处于干燥或中湿状态；在丘陵区及山岭区，主要考虑土石　均衡，以降低工程造价；对于沿河路段，要从路基稳定考虑，　设计线应在设计洪水位及计算水位０．５　ｍ高度以上。　路线的各坡段纵坡设计时，各级公路的最大纵坡值、陡　坡限制坡长和最小坡长限制值，一般不要轻易采用，以便为　以后提高公路等级和公路的改建、补修留下设计余地。　纵坡设计时，首先应将路线的起点、终点、最小填土高　度、最大开挖深度、桥涵的标高限制、交叉点等起控制作用的　（下转第７７页）　

TRANSPOWORLD 2012 No.5/6 (Mar)

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LANNING & DESIGN规划设计

要加速，所以入口匝道宜为下坡，因而

高速公路下穿匝道或者被交路对行车有

利。上坡加速或者下坡减速时，坡度要

尽量小一些。匝道上跨主线时，跨线桥

前后反向坡度以小于等于3%为宜。当匝

道上有收费站时，收费广场以及收费广

场附近的纵坡要尽量小一些。当纵坡存

在反坡，尤其是凸形竖曲线时，竖曲线

半径要尽量大一些，以满足视距要求。

平纵面综合设计

匝道的平纵线形设计的基本要求

为匝道立体线形平顺无扭曲，使驾驶人

员视野开阔、行车舒适安全，并与周围

环境协调配合。具体要求为平包竖，纵

断变坡点不应与反向平曲线拐点重合，

尤其是跨线桥不可设在反向曲线的拐点

处。若出口匝道接下坡匝道时，竖曲线

半径应增大。长的平曲线内不宜包含多

个短的竖曲线；短的平曲线不宜与短的

竖曲线组合。半径小的圆曲线起、终点

以及反向平曲线的拐点不宜设在凸形竖

曲线的顶部或凹形竖曲线的底部。

横断面设计

匝道横断面要根据匝道长度和每

小时预测交通量来设计。枢纽互通匝道

设计速度为40~80 km/h，其中环圈匝

道设计速度为40 km/h；一般互通匝道

设计速度为30~60 km/h，环圈匝道设

计速度为30~40 km/h。标准匝道横断

面包括8.5m和10.5m的单车道匝道、

10.5m、12m以及15.5m有中央分隔带的双车道匝道。具体选择原则为：

交通量小于300pcu/h、匝道长

度小于500m时，采用8.5m的单车道匝

道；交通量小于300pcu/h、匝道长度大于、等于500m时，采用10.5m的对象分离式双车道匝道。

交通量大于等于300pcu/h小于

1200pcu/h、匝道长度小于300m时，

采用8.5m的单车道匝道；交通量大于

等于300pcu/h小于1200pcu/h、匝道长

度大于等于300m时，采用10.5m的双车道匝道。

交通量等于或大于1200pcu/h小于1500pcu/h时，采用10.5m的双车道。

筑龙网 公路总体布局——路线设计 1、公路路线与地形类别 公路路线根据所处地理位置的不同可分为平原区路线、丘陵区路线和山岭区路线，其特点如下： 1） 平原地路线 因平原区的地面高差变化微小，其平面线形可采用较高的技术指标，尽量避免采用长直线或小偏角，但不应为避免长直线而随意转弯，在避让局部障碍物时要注意线形的连续、舒顺。 纵面线形应结合桥涵、通道、交*等构造物的布局，合理确定路基设计高度，纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓。 2）丘陵区路线 选线活动余地较大，应综合考虑平、纵、横三者的关系，恰当地掌握标准，提高线形质量。设计中应注意： （1）路线应随地形的变化布设，在确定路线平、纵面线位的同时，应注意横向填挖的平衡。横坡较缓的地段，可采用半填半挖或填多于挖的路基；横坡较陡的地段，可采用全挖或挖多于填的路基。同时还应注意纵向土、石方平衡，以减少废方和借方。 （2）平、纵、横三个面应综合设计，不应只顾纵坡平缓，而使路线弯曲，平面标准过低；或者只顾平面直捷、纵坡平缓，而造成高填深挖，工程过大；或者只顾工程经济，过分迁就地形，而使平、纵面过多地采用极限或接近极限的指标。 （3）冲沟比较发育的地段，汽车专用公路和二级公路可考虑采用高路堤或高架桥的直穿方案；三、四级公路则宜采用绕越方案。 筑龙网 丘陵地形包括微丘和重丘，它们介于平原和山岭间，其特点是宽脊低岭，山形或聚或散，迂回曲折，地面起伏多变，相对高差较大。根据地形起伏大小丘陵地区路线分为：微丘区路线和重丘区路线。 微丘区路线的平面线形应充分利用地形处理好平、纵线形的组合，不应迁就微小地形，造成线形曲折，也不宜采用长直线，造成纵面线形起伏。 重丘区的路线选线活动余地较大。 3）山岭区路线 山岭地区山水相隔，山峦重叠，山高坡陡，谷深流急，地形曲折复杂，但山脉水系清晰。山岭地区路线一般以顺山沿河布设，必要时横越山岭。按路线通过部位的地形特征可分为以下几种线形。 （1）沿河（溪）线：沿河（溪）线是沿河谷两岸布线，设计中应处理好河岸选择、线位高低和跨河地点三者间的关系。 （2）越岭路线：主要指翻越岭顶的线形，在设计时，应结合水文地质情况处理好垭口选择，过岭标高和垭口两侧路线展线方案三者间的关系。越岭路线的纵坡应力求均匀，平均纵坡及纵坡长度应严格遵守《公路工程技术标准》的规定，一般不应设置反坡。 （3）山脊路线：当路线走向与分水岭方向一致，且分水岭平面不迂回曲折，各垭口间的高差也不过分悬殊时，可采用山脊线。选线时应处理好控制垭口、侧坡选择以及控制垭口间的平均坡度三者的关系。 2、公路路线总体设计要点 路线基本走向应根据指定的路线走向（路线起、终点和中间主要控制点）和公路等级，及其在公路网中的作用，结合铁路、航运、空运、管道的布局和城镇、工矿企业、资源状况以及水文气象、地质、地形等自然条件，由面到带，从所有筑龙网 可能的路线方案中，通过调查、分析、比较，确定一条最优路线方案。 在路线走向和公路等级确定后，应对全线总体布局作出设计，其要点如下： 1、根据地形特征，确定地形类别和计算行车速度。 2、路线起终点除必须符合路网规划要求外，对起、终点前后一定长度范围内的线形必须作出接线方案和近期实施的具体设计。 3、合理划定设计路段长度，恰当选择不同设计路段的衔接地点，处理好衔接处前后一定长度范围内的线形设计。 4、根据交通量及运行需要确定车道数。 5、调查沿线主要城镇规划，确定同其连接的方式、地点。 6、调查沿线交通、社会、自然条件，确定互通式立体交*的位置及其同连接道的连接方式。 7、根据公路的功能，确定交通安全设施，交通管理设施，以及停车区、服务区等的布局与位置。 8、对收费公路应在论证的基础上确定收费形式。 9、应综合考虑互通式立体交*、服务区、停车区、公共汽车停*站、大型桥梁、隧道等的位置和间距，以保证交通运行安全所需的最小距离。 10、拟分期修建的工程，必须在按总体规划的技术标准作出设计之基础上，制定分期修建方案并作出分期实施的设计。 3、公路路线控制点 路线起、终点和指定必须相连接的城镇等为路线基本走向的控制点。 指定的特大桥、特长隧道的位置，亦为路线基本走向的控制点。 大桥、隧道、互通式立体交*、铁路交*等的位置，原则上应服从路线基本走向，一般作为路线走向的控制点。 筑龙网 一般构造物及中小桥涵的位置应服从路线走向。 4、公路景观设计 公路景观设计应使公路线形与桥梁、隧道、立体交*、沿线设施等人工构造物构成同自然景观相协调的建筑群体，具体应注意以下几个方面： 1通视良好：路线平、纵、横各组成部分的空间充裕，具有足够的视距与视野，使驾驶者与乘客感到线形流畅、景观协调、行车安全舒适。 2诱导视线：各种设施所构成的视觉系统，应使驾驶者在视觉上能预知公路前方方向和路况的变化，并能有效地采取安全行驶的措施。 3景观协调：公路的各种构造物本身不仅要造型美观，而且要同自然景观融为一体，尽可能减少和消除公路对自然景观的破坏。 4建筑风格：应充分利用各种沿线设施和绿化等手段改善沿线景观，并在不同自然景观路段，形成各具特色的建筑风格。 5、公路路线视察 公路路线视察是公路勘测前必须进行的一个重要步骤。 视察是一项政策性很强的工作，视察人员首先应了解路线的性质、等级、作用及建设单位对建设的要求。依*当地政府和群众，认真做好路线方案比选。在全面掌握可*资料的基础上，综合考虑影响方案选择的主要因素，提出合理的推荐方案。视察工作包括经济调查和路线视察。其任务是： 1、根据公路的性质，对与该公路有关的政治、经济、交通和自然条件进行研究和野外调查及勘察，全面分析、比较、论证本项目的建设意义和技术上、经济上的合理性、可行性及采用的技术标准。 2、提出路线修建原则，拟定路线方案、主要控制点和大桥跨河位置。 3、了解和分析当地的施工条件，提出修建期限和对施工安排的原则意见。筑龙网 估算工程数量、主要材料（钢材、木材、水泥）数量、征用土地数量和投资费用。 4、对下一步勘测和设计的重大原则等提出初步意见。 6、公路路线勘测 公路路线勘测主要指勘测人员对公路路线和重要结构物勘探和测量工作。新建和改建的公路必须认真进行路线勘测工作。 公路路线勘测工作，必须贯彻执行党和国家的方针、政策，深入调查研究，实事求是，精心勘测，注重技术经济效果，为公路路线提供正确完整的勘测、调查资料。同时，公路路线勘测，必须根据批准的建设项目计划任务书（也称设计任务书）的要求，按不同设计阶段进行相应的勘测工作。 在路线勘测中，应注意和分析该公路对周围环境可能引起的不良影响，根据公路沿线区域环境、自然条件、合理布设路线和采取相应的环境保护措施。为确保路线方案经济合理、资料齐全、各项记录、计算成果等清楚，在勘测过程中，应及时进行严格的质量检查。勘测工作完成后，应由建设项目所在建设单位主持验收。 公路路线勘测一般按常规勘测手段进行。有条件时，应尽可能运用航空测量、立体摄影测量等手段获取勘测资料。各种测量标志桩的规格、书写，钉（埋）设及固定等，均应符合国家有关规定要求。 路线勘测工作主要包括：测量准备工作、现场定线、角度、中桩、高程、横断面、地形测量、小桥涵、路线交*勘测，其它勘测与调查及内业工作等。 7、路线的初测与定测 路线初测是根据计划任务书确定的修建原则和路线基本走向，通过现场对各有价值路线具体方案的勘测，从中确定采用的路线；搜集提供编制初步设计文件所需的资料。其任务是进行路线方案的核查落实及导线、高程、地形、桥涵、路筑龙网 线交*和其它资料的测量、调查工作，并进行纸上定线和有关内业工作。 路线定测是根据批准的初步设计文件及确定的路线和有关构造物的布设方案，结合自然条件，通过实地放线和局部路线调整，测定路线线位及有关构造物的准确位置，并搜集提供施工图设计所需的资料。定测的主要任务是；放线测量、中桩、高程、横断面、补充地形、小桥涵、路线交*及其它资料测量、调查和外业期间的内业工作。 8、工程地质勘察 公路工程地质勘察与路线测量相似，分为初勘和详勘。 公路工程初勘的工作是： 1、查明沿线地形特征及地貌类型； 2、查明地层地质构造特征； 3、查明沿线不良地质现象所处路段的位置范围及其对筑路的危害程度，并提出公路通过的初步意见； 4、查明地下水类型和补给条件； 5、查明第四纪沉积物的类型及特征； 6、查明筑路材料的分布情况和采运条件； 7、查明小桥涵及其人工构造物基础工程地质概况；8、勘察路段划分沿线土、石工程等级。 工程地质调查测绘的基本内容是地形、地貌、地层、地质构造、工程地质条件、水文地质条件，确定地震烈度(7度的界线)。 工程地质详勘的主要内容是： 1、提供局部路线比较方案有关的工程地质资料，以便选定方案，确定路线位置。 筑龙网 2、提供设计路线纵断面的工程地质资料； 3、提供一般路基设计所需的工程地质资料； 4、提供陡峻山坡、临河防护处、高边坡需支挡处，以及工程艰巨受地质条件控制的地段处的工程地质资料，以便研究山体稳定情况，正确确定路线位置及治理方案。 5、提供特殊地区、不良地质地区路基设计地段，所需的工程地质资料； 6、提供确定小桥涵及其它人工构造物基础深度、类型和施工条件的工程地质资料。 7、提供与路面设计及筑路材料供应有关的工程地质资料； 8、对沿线地形、地貌、地质构造、岩层产状、性质、成因、厚度、类别、风化程度、岩土变化界线，地下水出露点、埋藏深度、地表积水、排水条件等分段进行描述，并阐明对路基、路面及人工构造物稳定性的影响，提出相应工程措施。 9、GPS技术 GPS（Global Positioning System，简称GPS）是一种以人造卫星为基础的空间站无线电定位、全天候导航和授时系统。 GPS系统主要包括：空间部分、控制部分和用户部分。空间部分由24颗工作卫星和3颗备用卫星组成；控制部分有五个地面监控站组成；用户部分——接收机。主要功能有解码、分离出导航电文，进行相位和伪距（本机接收时间和卫星发射时刻之间测量信号的时间漂物）测量。 应用GPS技术进行路线勘测设计或进行测图控制测量，具有布网灵活，不受气候条件限制，测量精度高、工作效率高和成本低等优点。 10、全站型电子速测仪 筑龙网 全站型电子速测仪简称全站仪，主要由电子经纬仪、光电测距仪、微处理机、数据终端和绘图系统等外围设备组成。它有整体式（测距仪和测角仪合成一体的仪器，如Zeiss厂的EI型和WILD厂的TC型全站仪）和组合式（测距仪和测角仪合成一体的仪器，如Kern厂的E2电子经纬仪加DM503测距仪，WILD厂的T2000电子经纬仪和DI1000测距仪）两种类型。这种仪器即可测距，又可测角，而且能自动记录测量数据、提供数据的存贮和程序控制，进行数据的自动转换、计算，最终可给出测站点间的高差和坐标增量，并通过装在仪器操作盘上的液晶显示器显示出测算结果。 如果把数据终端通过接口与计算机系统连接，使外业测量到内业计算、打印及其它工作形成一套完整的自动化作业流程。再把上述电子经纬仪、光电测距仪、数据终端与数控绘图桌连接，则可自动地绘出高质量的地形图、平面图或其它图件，成为完整的自动化测图系统。 11、公路桥隧与路线 桥梁与隧道是公路的重要组成部分，也是公路上重要工程结构物。因此，合理地处理桥隧两端与路线的连接是十分必要的。在设计中，既要满足技术、经济的要求，又要从美学观点上予以充分考虑，特别要避免急弯转坡，以保证汽车行驶通过道路、桥梁、隧道时安全、舒适。 在桥头引道线形与桥上线形配合时，首先应考虑桥梁及其引道的位置对线形设计的影响，要使桥梁与线形的配合视野开阔，视线诱导良好，并应保证桥涵等人工构造物同路基段的衔接符合路线布设的规定要求。 隧道宜采用直线线形，隧道洞口的连接线与隧道线形相协调，隧道两端洞口连接线的纵坡应有一段距离与隧道纵坡保持一致。各级公路隧道与公路的衔接应符合路线布设的有关规定。对上、下行分离的隧道洞口两端，应选择适当位置在

道路设计教程二

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公路路线设计教程 1.1 设计依据与标准 1.设计依据 1）公路可行性研究报告及审批意见； 2）公路工程技术标准 JTG B01 2003； 3）公路工程抗震设计规范 JTJ 004-89； 4）公路路线设计规范 JTG D20－2006； 5）公路排水设计规范 JTJ018-97； 6）公路涵洞设计细则JTGT D65-04—2007； 7）高速公路交通安全设施设计及沿线设施设计通用规范 JTJD80-2006； 8）公路交通安全设施设计细则 JTJ/TD81-2006； 9）公路工程基本建设项目设计文件编制办法（交公路发[2007]358号）； 2.设计标准 1）计算行车速度：山区高速公路，行车速度采用为80km/h； 2）路基及行车道宽度：路基宽24.5m，行车道宽度为3.75（如图1所示）； 图1 24.5米高速公路横断面 3）路拱坡度：行车道及硬路肩采用2%，土路肩采用3%； 4）桥下净空：采用5.00m； 5）圆曲线半径：一般值400米；最小值250米； 6）最大纵坡：采用最大纵坡为5%； 7）桥涵设计荷载：公路-Ι级； 8）设计洪水频率：特大桥1/300，大、中、小桥，涵洞，路基1/100； 9）路面标准轴载：100KN。 3.设计要点 1）公路路线设计时，建议阅读公路路线设计规范，将设计需要的指标单列出来，设计完成后检查自已所设计的公路路线设计是否符使规范的要求； 2）平面设计要依地形而定，不同等级公路对地形的考虑可能不同，需要灵活动用地形公路路线设计教程

第 2 页 共 18 页 等因素进行设计； 3）纵面设计需要考虑到填挖平衡，同时二级以上公路设计需要考虑平纵组合设计，具体要求可参考规范要求； 4）纵面设计与横断面设计前，需要对平面设计的路线进行数模或手工输入纵横断面数据； 5）横断面设计前，必需进行路基计算，同时横断面设计绘图过程中需要选择相应的选项（具体见相应的横断面设计），土石方调配需要横断面设计获得的相应数据。 1.2 平面设计 1.熟悉地形图 熟悉地形图，了解地形图内村落、河流和山川，构想公路路线可能经过的区域，如图2所示。 图2 地形图 2.绘制参考设计路线 在地形图上用CAD绘线工具在地形图上确定可能的交点和路线经过的区域，以供进一步设计参考（如图3所示）。当然也可以省去这一步，直接在纬地系统内确定交点的位置和路线经过的区域。 图3 设计参考路线图 道路设计教程二