高速公路 第四章 高速公路平面线形设计

道路平面线形设计标准是什么道路平面线形设计标准是指在道路设计中，根据道路功能要求以及交通安全、交通效率等因素，确定道路的线形设计参数。

道路线形设计标准是道路规划和设计中的重要部分，主要包括设计车速、设计几何断面、曲线半径、坡度等。

首先，道路的设计车速是确定道路几何形状和水平曲线半径等参数的基础。

设计车速是指车辆可以安全、顺畅地行驶在道路上的最高速度。

设计车速的选择应综合考虑道路功能、交通安全和经济因素等，通常分为快速道路、普通道路和低速道路等不同级别，每个级别都由相应的标准规定。

其次，设计几何断面是指道路在水平和垂直方向上的形状和尺寸。

水平几何断面的设计包括道路宽度、车道数量、分隔带宽度等参数的确定；垂直几何断面的设计包括路堤高度、坡度、路肩宽度等参数的确定。

设计几何断面的确定需要考虑道路的交通量、车辆类型、交通流组成等因素，以实现安全、顺畅、高效的交通。

曲线半径是指道路的水平曲线，在道路设计中起到引导车辆行驶和保证安全的作用。

曲线半径的选择与设计车速相关，设计车速高的道路需要较大的曲线半径，以确保车辆在曲线行驶时有足够的视距和横向空间来保证安全。

坡度是指道路在垂直方向上的变化率，用来描述道路的爬坡或下坡程度。

坡度的选择应考虑道路的水平曲线、纵坡曲线、视距要求以及排水等因素。

合理的坡度设计不仅可以提高道路的通行能力，还可以减少交通事故的发生。

除了以上几个参数外，道路平面线形设计还需要考虑其他因素，如道路标线、交通标志、路缘石、交叉口等，以实现道路的安全、流畅和便利。

同时，不同地区、不同类型的道路都有相应的线形设计标准，如城市快速路、高速公路、乡村道路等，每个标准都有具体的设计要求和限制条件。

总之，道路平面线形设计标准是道路规划和设计的重要参考依据，它通过合理确定设计车速、几何断面、曲线半径、坡度等参数，为道路的安全、流畅和高效提供技术支持。

道路线形设计标准的制定需要综合考虑道路交通状况、车辆类型、经济效益等因素，以满足人们对道路交通的需求。

文章编号:１０００Ｇ０３３X (２０２０)１０Ｇ０００１Ｇ０３收稿日期:２０２０Ｇ０３Ｇ３０作者简介:袁大伟(１９８４Ｇ),男,陕西咸阳人,高级工程师,研究方向为公路建设与养护工程.浅析既有高速公路平面线形拟合设计袁大伟(中交第一公路勘察设计研究院有限公司,陕西西安㊀７１００７５)摘㊀要:为了保证高速公路路面大修的平整度要求,提升公路技术状况评定指标,采用纬地道路设计软件对公路平面线形进行拟合优化设计.采用科学的方法对原有线形进行测量,以实测数据为基础,采用交点设计法进行公路平面线形拟合.结果表明,本文提出的针对既有高速公路调坡过程采用平面线形拟合的方法,可以优化设计数据,并为施工阶段提供精准的数据支撑,极大地提高了工作效率.关键词:道路工程;路面大修;线形设计;拟合中图分类号:U ４１２．３４㊀㊀㊀文献标志码:AA n a l y s i s o fP l a n eA l i g n m e n t F i t t i n g D e s i g no fE x i s t i n g E x p r e s s w a yY U A N D a Ｇw e i(C C C CF i r s tH i g h w a y Co n s u l t a n t sC o ．,L t d ．,X i a n７１００７５,S h a a n x i ,C h i n a )A b s t r a c t :I n o r d e r t o e n s u r e t h e s m o o t h n e s s r e q u i r e m e n t o f h i g h w a y p a v e m e n t o v e r h a u l a n d i m pr o v e t h e e v a l u a t i o n i n d i c a t o r so fh i g h w a y t e c h n i c a l c o n d i t i o n s ,t h eh i g h w a yp l a n ea l i g n m e n t f i t t i n g d e s i gn w a s o p t i m i z e db y u s i n g H i n t s o f t d e s i g n s o f t w a r e ．T h e o r i g i n a l a l i g n m e n t w a sm e a s u r e d b ys c i e n t i f i cm e t h o d ,a n d t h e r o a d p l a n e a l i g n m e n tw a s f i t t e db y i n t e r s e c t i o nd e s i gnm e t h o db a s e d o n t h em e a s u r e d d a t a ．T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h em e t h o d p r o p o s e d i n t h i s p a p e r c a n o p t i m i z e t h e d e s i g nd a t a ,p r o v i d e a c c u r a t e d a t a s u p p o r t f o r t h e c o n s t r u c t i o n s t a g e a n d g r e a t l y i m p r o v e t h ew o r k e f f i c i e n c y．K e y wo r d s :r o a d e n g i n e e r i n g ;p a v e m e n t o v e r h a u l ;a l i g n m e n t d e s i g n ;f i t t i n g ０㊀引㊀言当前中国人均汽车保有量不断增加,给高速公路的运行增加了负担.很多建设年代相对较早的高速公路都出现了或多或少的沉降,影响了高速公路的平整度,造成了安全隐患.在高速公路养护大修工程中,路面平整度是一项至关重要的控制标准,需要对某些沉降变化较大的路段进行调坡,而既有公路平面线形的拟合是进行调坡的先决条件.本文结合实际工程,探讨了采用纬地道路设计软件对既有高速公路平面线形拟合的相关规则及方法[１Ｇ４].１㊀高速公路养护大修工程前期测量某高速公路的设计行车速度为１００k m h－１,设置双向四车道,原设计横坡为２％.由于高速公路所在地区软弱基层较厚,造成了该高速公路的一些路段在运行多年后产生了大幅沉降,致使路面出现纵向裂缝㊁横向裂缝㊁龟裂㊁坑槽等病害,严重影响了该高速公路的平整度,给公路行车安全埋下了隐患.综上,考虑到该高速公路的现状及运行安全,需要对沉降路段进行大修,使公路线形平顺,确保运行安全.由于该高速公路施工年代较早,原有的公路设计资料已经与实际情况不符,因此,在大修前需要对既有路面进行实地测量,收集高程及坐标数据.该养护大修工程前期测量采用G P S 测量工具;为了保证后期拟合的准确性,测量路段起㊁终点都要位于直线上,每隔２ ５m 一个断面,每个断面在路缘带边缘㊁超车道边缘㊁硬路肩边缘取３个测量点位.对既有路面进行了详细的测量,断面测量点位置如图１所示.１图１㊀路面横断面测量点位２㊀测量数据整理通过G P S 测量工具获得公路平面线形,由于该高速公路中分带有绿植,直接测量中桩坐标不切实际,因此在中分带两侧路缘带边线进行坐标测量.如何利用测得的数据获得平面线形的参数,是线形拟合过程中的一大难点,尤其是该高速公路的某些段落路面已经发生大幅沉降,实际线形与原设计已有差别.结合工程特点及测量数据收集方法,设计师采用间接法获得路线中桩位置的数据,将路缘带边缘测点坐标数据导入C A D 中,在整体式路基段落用直线将左右相近的２个路缘带测量点连接,最后连接直线中点,即为该段落中桩位置.对于分离式路基段落,将测量点依次连接,然后将线形偏离路缘带及半条中分带的宽度,即为该段落中桩位置.最后将中桩位置线形顺连,勾画出中桩平面线形的大致走向,为后期采用纬地道路设计软件拟合平面线提供详细㊁可靠的基础资料,如图２所示.图２㊀测量数据处理３㊀纬地道路设计软件拟合平面线形公路平面线形主要由直线㊁圆曲线㊁缓和曲线３种线性要素组成.«公路路线设计规范»(J T GD ２０ ２０１７)规定,圆曲线最大半径值不宜超过１００００m ,因此在拟合过程中,当曲率к＝１/R ɤ０ ０００１m －１时,可以认为此时曲线上的点位于直线上.设计速度为１００k m h －１,当圆曲线半径小于４０００m 时,直线与圆曲线相连时应设置缓和曲线过渡,且缓和曲线的最小长度为８５m .平面线拟合的关键在于确定交点.本工程采用直线相交法找到交点,即在数据处理后的C A D 图中找到圆曲线两边曲率小于０ ０００１m －１的直线段,再将两边直线延长相交,即为此处交点.采用纬地道路设计软件拟合平面线形具有很强的主观性,在拟合过程中需要不断地试算㊁修改,对设计人员的业务能力要求也高.J T G D ２０ ２０１７规定缓和曲线㊁圆曲线㊁缓和曲线的长度宜大致接近,因此,本工程采用三分法大致确定直缓点㊁缓圆点㊁曲中点㊁圆缓点㊁缓直点曲线要素点位置,即确定圆曲线范围,将它等分为３份.三分法有效地避免了软件拟合中的主观盲目性,极大地减少了试算次数,使得拟合操作过程简单易行,如图３所示.图３㊀三分法确定曲线要素点本工程采用纬地道路设计软件中的交点设计法拟合公路平面线形,即将１段圆曲线和前后２段缓和曲线放在一起,作为交点曲线的基本组合,其中前部缓和曲线和后部缓和曲线既可以分别设置不同的长度及曲率半径过渡,也可以不设置,并且可以将相邻交点曲线组合起来.正是由于这样的组合,交点设计法可以用于公路主线各种线形组合的设计或者拟合,如对称与非对称㊁S 形㊁凸形㊁卵形㊁C 形以及回头曲线的设计.根据大致确定的曲线要素点,初步得出圆曲线半径㊁两边缓和曲线的长度.纬地道路设计软件提供了常规通用计算方式㊁单圆曲线的切线反算方式㊁２对称曲线的切线反算方式等１１种交点法曲线设计计算方式.本工程采用最常用的S１＋R c＋S２模式,即前缓和曲线长度＋圆曲线半径＋后缓和曲线长度.首先绘出此处曲线的大致走向,然后对比测量点位置,调整S１㊁R c㊁S２的长度,直到圆曲线与测量点位置基本重合为止.但根据J T G D２０ ２０１７的规定,缓和曲线参数A１ʒA２不应大于２,且缓和曲线参数取值宜在R/３~R范围内,如图４所示.图４㊀纬地道路设计软件操作界面在常规S１＋R c＋S２模式下,任意的交点曲线组合都可以根据实际需要,输入各种曲线控制参数完成,即通过输入前端缓和曲线的长度㊁前端缓和曲线起点曲率半径㊁中间圆曲线的半径㊁后端缓和曲线的长度㊁后端缓和曲线终点曲率半径等数据,程序会自动判断本处交点曲线组合的类型,并完成该交点处曲线的计算设置与平面标注绘图.例如:本工程交点１处拟合时,在软件中输入S１＝２００m㊁R０＝９９９９m(代表半径无穷大)㊁R c＝１７５０m㊁S２＝２００m㊁R D＝９９９９m时,程序将会判断本交点的曲线组合为前端及后端带有长度为２００m的缓和曲线,中间设有半径为１７５０m的圆曲线,前端缓和曲线曲率半径由无穷大过渡到１７５０m,后端缓和曲线曲率半径由１７５０m过渡到无穷大.前端缓和曲线参数A１＝(R c S１)－１/２＝(１７５０ˑ２００)－１/２＝５９１ ６０８,后端缓和曲线参数A２＝(R c S２)－１/２＝(１７５０ˑ２００)－１/２＝５９１ ６０８,满足A１ʒA２不大于２且A１㊁A２取值在R c/３~R c范围内的要求.４㊀拟合平面线形检查拟合的平面线形需要重点检查圆曲线段落超高设置及缓和曲线长度.J T GD２０ ２０１７规定,设计速度为１００k m h－１时,若圆曲线半径不小于４０００m,可不设置超高,正常设置横坡;缓和曲线长度不应小于超高过渡段长度,且不小于J T G D２０ ２０１７规定的长度最小值.因此,该工程平面线拟合后,设计师采用对比法,即根据圆曲线段落实测横断面高程算出实际横坡值,然后根据实际横坡值确定该段落是否存在超高设置,判断该圆曲线段落拟合数据是否符合实际.如果圆曲线段落确实设置了超高,设计师需根据实际横坡确定该段落横坡过渡值,然后结合J T G D２０ ２０１７规定的超高渐变率,算出超高过渡段长度,再对比拟合数据,判断该段落缓和曲线长度是否满足超高过渡要求.５㊀结㊀语结合实际工程讨论了在高速公路养护大修中,采用纬地道路设计软件拟合既有路面平面线形的方法及原则.前期测量数据决定了后期拟合线形的准确性.本工程测量段落起㊁终点均位于直线上,现场所选断面测点均容易标记,测量断面间距密集,易于勾画出路线的实际走向.详细㊁有效的测量数据处理对于线形拟合至关重要,本工程采用间接法获得中桩点位置,并勾画出中桩大致走向的测量数据处理方法,给后期线形拟合过程提供了详细及客观的基础资料.在路线拟合过程中,本工程采用三分法大致确定曲线要素点位置,避免了采用软件拟合的主观盲目性,极大地减少了试算次数,使得操作简单易行.使用纬地道路设计软件拟合线形,系统可以直接输出线形的各种曲线要素,极大地减少拟合后的线形数据编辑整理工作量,后期数据处理过程中产生的误差也得到了改善.拟合的线形需要重点检查圆曲线段落的超高设置及缓和曲线长度.本工程采用对比法,结合实际测量数据和J T G D２０ ２０１７有关规定,判断拟合线形是否与公路实际横坡变化保持一致.参考文献:[１]㊀张㊀航,韦金君,张肖磊．道路平面线形拟合方法比较研究[J]．武汉理工大学学报(交通科学与工程版),２０１８,４２(４):５９４Ｇ５９８,６０３．[２]㊀程小平．既有线平面拟合及优化方法研究[J]．铁道勘测与设计,２０１３(２):１０Ｇ１３．[３]㊀陈㊀峰,辜良瑶,杨㊀岳,等．铁路既有线复测平面曲线优化方法[J]．铁道科学与工程学报,２０１２,９(５):９０Ｇ９５．[４]㊀罗㊀庄,薛明文．既有铁路长直线的平面线型拟合方法及应用[J]．上海铁道科技,２０１２(１):８１Ｇ８２．[责任编辑:谭忠华]３。

《公路路线设计规范》《公路路线设计规范》是公路工程领域的一项重要标准，主要用于规定公路路线设计的基本原则、方法和标准，以保障公路建设项目的安全、经济、适用和环保等方面的综合效益。

下面是对于该规范的一些解读和分析。

一、背景和意义公路是现代交通的重要基础设施，也是国家经济社会发展的重要支撑。

公路路线设计是公路建设的关键环节，直接影响到公路的建设质量、运营安全和经济效益。

因此，制定和实施《公路路线设计规范》对于提高公路路线设计水平，保障公路建设项目的质量和效益具有重要意义。

二、主要内容《公路路线设计规范》主要包含以下几个方面的内容：1.术语和符号：规范了公路路线设计中的术语和符号，包括路线、平面、纵断面、横断面等，为规范使用和阅读本规范奠定了基础。

2.总则：总则规定了公路路线设计的基本原则和要求，包括设计速度、车辆组成、交通量等方面。

同时，对于不同类型的公路，如高速公路、一级公路、二级公路等，设计了不同的设计标准。

3.平面线形设计：平面线形设计是公路路线设计的重要组成部分，规范了直线、曲线、转角等元素的设计要求和方法，以确保行车的安全性和舒适性。

4.纵断面线形设计：纵断面线形设计主要规定了公路纵断面的设计原则和方法，包括最大纵坡度、最小坡长、竖曲线半径等参数。

5.横断面设计：横断面设计是公路路线设计的又一重要方面，规范了公路路基、路面等的设计要求和方法，以确保公路的使用寿命和安全性。

6.交通安全设施：交通安全设施是公路路线设计中不可或缺的一部分，规范了公路标志、标线、护栏等交通安全设施的设计、设置和管理方法。

三、实施与应用《公路路线设计规范》的实施和应用对于提高公路路线设计水平具有重要意义。

在实际应用中，应遵循以下原则：1.遵守国家有关法律、法规和标准。

在规范实施过程中，应严格遵守国家有关法律、法规和标准，确保规范的有效执行。

2.结合实际情况进行具体操作。

在规范应用过程中，应结合实际情况进行具体操作，综合考虑当地地形、气候、交通量等因素，制定切实可行的设计方案。

高速公路平纵线形组合设计原则作者：赵文芳来源：《城市建设理论研究》2013年第06期摘要: 线形设计是高速公路设计的关键，线形设计是从道路选线、定线开始, 从平面线形设计着手，进行纵断面和横断面设计，并对平、纵面线形和横断面进行统一协调，反复修改调整，从而达到行车安全、线形连续、指标均衡、视觉舒适、景观协调的目的。

关键词:高速公路平面纵断面线形组合设计原则中图分类号：U412.36+6文献标识码： A 文章编号：0 引言高速公路平、纵线形组合设计的总要求:应注意平、纵的合理组合，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。

应在保证行车安全的前提下,正确运用线形要素指标,在条件允许的情况下力求做到各种线形要素的合理组合,并尽量避免和减轻不利的组合。

1 道路视觉分析(1)视觉分析的概念:汽车在公路上快速行驶时,驾驶员是通过视觉、运动感觉和时间变化感觉来判断线形的。

道路的线形、周围的景观、标志以及其他有关信息,几乎都是通过驾驶员的视觉感受到的。

驾驶员观察外界事物，都是在动态下进行的，驾驶员所观察的物体是按一定的速度运动的，而且驾驶员本身也在车辆行驶状态下观察物体。

因此,动视觉是连接道路与汽车的重要媒介。

从视觉心理出发,对公路的空间线形及其与周围自然景观和沿线建筑的协调等进行研究分析,以保持视觉的连续性,使行车具有足够的舒适感和安全感的综合设计称为视觉分析。

驾驶员的视觉判断能力与车速密切相关,车速越高,其注视前方越远,而视角逐渐变小,对于高速公路来说,驾驶员的主要集中力是观察视点较远路幅的线形状况,必须使驾驶员明白无误地了解前方线形变化,尽量避免由于判断错误而导致驾驶失误。

(2)视觉分析:所谓线形状况是指汽车快速行驶中，道路的立体形状给驾驶员提供的连续不断的视觉印象。

该视觉印象的优劣，除依靠设计者对三维空间的想象判断之外，比较好的方法是利用视觉印象随时间变化的道路透视图来评价。

透视图不仅可以判断平面线形和纵面线形以及公路和风景是否协调，而且小自超高过渡段的连接，大至构造物的设计，几乎在公路几何设计的所有领域中都可以利用。

高速公路复习题第一章绪论一、名词解释：1、高速公路：具有四个或四个以上车道，并设有中央分隔带，全部立体交叉并具有完善的交通安全设施与管理设施、服务设施，全部控制出入，专供汽车高速行驶的公路。

二、简答题：1、高速公路的效益和意义。

答：(1)、良好的投资效益；(2)、对国民经济发展的促进作用；(3)、带动沿线地方社会和经济发展；(4)、有利于城市人口的分散和卫星城镇的开发；(5)、有利于国防。

2、高速公路的优缺点。

答：(一)、高速公路的优点。

(1)、行车速度高、通行能力大；(2)、交通事故降低，安全性较好；(3)、运输效益提高。

(二)、高速公路的缺点。

(1)、投资大，造价高；(2)、对环境影响大。

第二章高速公路的设计依据一、名词解释：1、交通量：是指道路上某一断面在单位时间内通过的车辆数量，如小时交通量、日交通量。

2、高速公路用地：公路两侧排水沟外边缘(无排水沟时为路堤式护坡道坡脚)，或路堑坡顶截水沟外边缘(无截水沟时为挖方坡的坡顶)，加上一定的附加宽度后的土地。

3、可能通行能力：在实际环境或预计的道路、交通条件和良好的气候条件下，不考虑服务水平，标准车辆在单位时间内通过一条车道或一车行道上某一断面的最大车辆数。

4、建筑限界：是在保证公路上汽车交通正常运行的安全条件下所规定的空间限界，空间限界包括高度和宽度，在此空间限界内不得有任何部件侵入。

5、设计通行能力：在良好的气候条件下，交通运行状态保持在一定的服务水平上，标准车辆在单位时间里通过有代表性的、均匀路面上的一条车道或一车行道上某一断面的最大车辆数。

第三章高速公路的规划与勘测设计一、名词解释：1、净现值：即ENPV，是项目效益的现值减去项目费用的现值总额的差额，或项目在评价期内各年的净效益折现到基年的现值之和。

2、折现：将未来各年度的效益和费用的价值折算为现在同一年份的过程。

第四章高速公路平面线性设计一、名词解释：1、安全视距：也称行车视距，为保证行车安全，驾驶者应看到前面相当距离的道路，以便遇到汽车或障碍物时能及时刹车或绕过的距离。

第四章纵断面设计一、填空题1、在公路路线纵断面图上，有两条主要的线：一条是（）；另一条是（）。

2、纵断面的设计线是由（）和（）组成的。

3、纵坡度表征匀坡路段纵坡度的大小，它是以路线（）和（）之比的百分数来度量的。

4、新建公路路基设计标高即纵断面图上设计标高是指：高速、一级公路为（）标高；二、三、四级公路为（）标高。

5、纵断面线型的布置包括（）的控制，（）和（）的决定。

6、缓和坡段的纵坡不应大于（），且坡长不得（）最小坡长的规定值。

7、二、三、四级公路越岭路线的平均坡度，一般使以接近（）和（）为宜，并注意任何相连3KM路段的平均纵坡不宜大于（）。

8、转坡点是相邻纵坡设计线的（），两坡转点之间的距离称为（）。

9、在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部应避免插入（）平曲线，或将这些顶点作为反向平曲线的（）。

10、纵断面设计的最后成果，主要反映在路线（）图和（）表上。

二、选择题1、二、三、四级公路的路基设计标高一般是指（）。

A 路基中线标高B 路面边缘标高C 路基边缘标高 D路基坡角标高2、设有中间带的高速公路和一级公路，其路基设计标高为（）。

A 路面中线标高B 路面边缘标高C 路缘带外侧边缘标高D 中央分隔带外侧边缘标高3、凸形竖曲线最小长度和最小半径地确定，主要根据（）来选取其中较大值。

A 行程时间，离心力和视距B 行车时间和离心力C 行车时间和视距D 视距和理性加速度4、竖曲线起终点对应的里程桩号之差为竖曲线的（）。

A切线长 B 切曲差 C 曲线长5、平原微丘区一级公路合成坡度的限制值为10%，设计中某一路段，按平曲线半径设置超高横坡度达到10%则此路段纵坡度只能用到( ).A 0%B 0.3% C2% D3%6、最大纵坡的限制主要是考虑（）时汽车行驶的安全。

A 上坡B 下坡C 平坡7、确定路线最小纵坡的依据是（）。

A 汽车动力性能B 公路等级C 自然因素D 排水要求8、公路的最小坡长通常是以设计车速行驶（）的行程来规定的。