公路路线设计及应注意的问题和方法
【摘 要】 公路的兴建有利于地区的经济发展，有利于改善沿线居民的社会发展质量，能快速的为人们提供运输等优越性，具有很好的发展前景，本文结合公路实际情况，对公路的路线设计进行分析探讨，争取把公路设计工作做得更好!
【关键词】 公路路线设计安全性可靠性存在问题应对方法
公路线形设计是公路设计的核心，其设计应保证车辆行驶的安全舒适，驾驶员的视觉和心理反应，引导驾驶员的视线，保持线形的连续性，使驾驶员有足够的舒适感和安全感。公路线形质量的好坏，直接影响公路运营的安全、经济、舒适、快捷功能的发挥。目前我国公路路线设计采用中华人民共和国行业标准jtg d20-2006公路路线设计规范、jtg b01-2003公路工程技术标准所规定的各等级公路的线形设计标准值，采用设计车速为基础设计参数规定的最低设计标准，其他的设计指标根据设计车速相应取定。提高道路运输的能力和服务水平，达到线形设计最优经济性，建立合理、科学、完善的公路路线设计方案比选评价方法是科研和设计人员共同面临的挑战。
公路的路线定线是公路设计中最为关键的一步，因为路线线形是一条公路的骨架，线形是否合理，将直接影响到公路的桥隧、人工构造物、路基、路面等的设计，也是控制工程造价的主要因素，同时在公路建成后，如果再要改变线形，一般也是非常困难的。尤其是高等级公路的路线，一经建成将长期制约着公路的经济和社会效益的发挥。所以，有的国家提出公路路线是公路的生命，它对汽车行驶的舒适、安全、经济和道路的通行能力，都起着决定性的作用和影响。
1 公路线形设计
(1)纵断线形标准不高。新建公路的平面线形设计标准大部分取上限，这样考虑非常好，其优点在公路改(扩)建过程中得到充分的证实。相反纵断线形的设计几乎完全受填挖方量控制，从而导致纵断线形设计竖曲线半径过小，竖曲线短。建议今后在线形设计上考虑公路的综合服务水平，适当提高纵断线形标准。做到平、纵、横的合理搭配。
(2)改建和扩建工程设计时，往往受利用旧路减少占地的思想所限，导致平面线形标准偏低，比较方案思想放不开，可能有好的方案落选。如果摆脱利用旧路的思维局限，新线取直后即可提高新形指标又缩短了平面距离。因此建议新建公路以发展的观点确定路线平面线形标准，对于旧路改建工程设计思维要尽量摆脱利用旧路的限制。
(3)以往设计文件提供的工程占地基本准确，这为工程管理部门前期拆迁提供了依据，但也有个别设计文件提供的占地不准或量不够，同样给工程管理部门带来极大麻烦。希望在今后的设计中更加重视。
2 公路路线设计的原则
2.1 质量为本的原则
百年大计，质量为本。公路路线设计要严格按照既有的规范和标准来，设计的好坏直接关系到后续施工的质量和效果，平原地区线形设计属于常规设计，按照常规设计规范把握好设计质量即可。山区线形比平原地区复杂，除了要控制常规设计质量外，还要注意平面线形、超高的设置、纵面线形设计及爬坡车道和视距等问题。
2.2 整体与局部相结合原则
一般情况，路线大的走向在路网规划时就已确定。因此，路线选择需要从路网全局出发，根据路网整体情况觉得其中某条道路的走向，以使得整体路网的结构最佳，效益最大化。同时，局部道路的线路选择需要进一步细化，进行多方案必选。
2.3 多方案比选原则
公路线路设计往往穿越地形复杂。不同路段地质条件，施工条件和难度有所差别，尤其是山区道路，路线设计和选择需要考虑因素更多，设计要求、施工条件和造价、工期、技术角度、经济性角度等综合取舍，选定局部最佳方案。
3 公路路线设计现状及存在的问题及解决方法
(1)国外发达国家关于公路路线设计的理论已经从单纯考虑汽车的动力学要求，逐渐注重考虑驾驶员的生理心理特征，提倡以人为本的设计理念，注重线形设计后使用上的舒适性，并在开展设计的安全性、连续性、一致性、经济性等方面进行了研究。我国的路线方案基本上是采取传统的经济评价、财务评价以及工程技术方面比较方案优劣，存在的主要问题是忽视了环境、社会等方面的影响，不能全面反映线路的科学性和合理性，经济上最优的方案未必是最优方案。
(2)直线设计是最经济的方法，不但可以减少工程建设所需要的材料，还可以开课司机的视野，减少视线盲区，在一定程度上可以降低交通事故的发生，但并非是一味的将直线设计为公路线形。研究表明，长久设置直线又将导致司乘人员因线型单一，沿线景观单调而引起疲劳，故公路线形设计不能无限制的设计长直线。
(3)直线过长，在平原地区，由于路线选择受地形限制很小或基本不受限制，为了节约成本和缩短工期，在路线设计往往会设计过长的直线段。
(4)缓和曲线长度不满足总和要求，部分公路在路线设计师只满足和曲线的最小长度，而没有综合考虑到路线线形，这样就会出现缓和曲线的长度不符合线形和超更高要求。
(5)超高横坡度及超高过渡段位置不合适，公路经过居民区的路段，车辆必须限速，同时车辆必须受到当地交通的管制，这样的情况下适当的减小超高横向坡度是有利的，但是往往在设计时只考虑横坡设计，设计相同的双向横坡，这样就不能保证有足够的超高横坡，造成车辆在弯道出转弯困难进而引发交通事故。
4 公路路线分析方法
公路路线优化问题具有设计目标不可公度性和目标间的矛盾性两大特点，设计目标的不可公度性是指各个目标没有统一的度量标准，很难加以比较。线性设计目标间的矛盾性是指如果采用某种方案去改进或改变某一目标值，可能会使另一目标的最优值变好或变坏。
5 可靠性研究分析
可靠度理论在公路线形设计中的应用很早就已经开始研究，而我国将可靠度理论应用在公路路线设计方面研究还未全面开展。可靠度理论在一些领域特别是结构工程和岩土工程学中应用较广泛，同时在运输工程学领域也有研究，如公路排水管道设计、交通信号灯间隔时间可靠性分析，信号配时设计等。可靠度理论是以概率论为基础的极限状态设计，用概率来描述工程结构可靠性的问题。
《公路路线设计规范》中明确规定：公路路线设计应对公路的平、纵、横三个面进行综合设计，做到平面顺适、纵面均衡、横面合理公路路线设计规范是公路设计的依据，也是评价公路路线设计可靠性质量的标准，其表现为一系列规范条文，这些规范条文既有原则性的。也有针对各个细部的，所有规范条文构成一个系统现状数据，包括路线设计成果及公路环境约束的数据。公路设计成果数据为主要技术经济指标采用值，环境约束状况则包括地形、地质、水文情况等。将公路设计现状与评价标准进行比对，将公路环境约束与设计现状比对，分析路线设计的合理性，论证需要加以改进的，基本合理但仍有改进余地的，基本达到技术要求而不满足经济要求的，满足经济要求而实际技术指标不太理想的对公路分析评价中发现的问题进行合并、归类，找出重点.提出科学合理的优化方法，并付诸实施，同时对公路优化后的成果数据进行再分析与优化。
6 结论
当前的公路线路设计中还存在着问题，从公路路线设计工作中存在的问题出发，提出了一些解决方法。这样做才能省工、省时还能有效节约资源，降低建设费用，因此设计工作着应该从多方面角度考虑，合理设计路线方案，为交通车辆提供安全，希望本文提出的方法能对公路路线设计更为安全和经济起到作用。
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1、最小曲线半径：它是保证汽车在设置超高的曲线部分行驶时所产生的离心力不超过轮胎和路面的摩阻力所允许的界限，其中并须考虑使乘车人感觉良好和驾驶员操纵方便。
确定最小曲线半径时，必须综合考虑以下各项因素：汽车在曲线上行驶的速度与平稳性、乘客的舒适程度、车辆和轮胎的损耗、燃料的消耗以及修建费用等。
2、加宽：汽车在平曲线上行驶时，各个车轮的轨迹不相同，靠平曲线内侧后轮的曲线半径最小，而靠平曲线外侧前轮行驶的半径最大，即在平曲线路段上行车部分宽度比直线路段为大。
为了汽车在转弯中不侵占相邻车道，平曲线路段的车行道必须靠曲线内侧加宽。加宽值根据车辆对向行驶时两车之间的相对位置，以及行车摆动幅度在平曲线上的变化，综合确定，它又与平曲线半径、车型以及行车速度有关。
3、超高：在设计平曲线时，由于受地形、地理等因素的影响，往往不可能都采用较大的平曲线半径，当采用较小的平曲线半径时，为使汽车转弯时不致倾覆和滑移，保证车辆行驶的稳定性，需将路面外侧提高，把原来的双面坡改成为向内侧倾斜的单面坡。
4、缓和曲线：当汽车从直线地段驶入曲线时，为了缓和行车方向的突变和离心力的突然发生和消失，并能使汽车不减速而平稳地通过，在平曲线两端采用适应汽车转向和离心力渐变的缓和曲线，用来连接直线和平曲线。
5、回头曲线：山区道路在山坡盘旋上升时所采用的一种回转形曲线。如果遇到山坡陡峭起伏，上下两控制点的高差大，靠自然展线无法取得必要的距离以克服高差时，路线可利用地形设置回头曲线，其作用是展长距离以使不超过最大纵坡。
参考资料来源：百度百科-城市道路平面设计
计算行车速度是指行车条件良好、公路设计特征均起控制作用的情况下，在公路上能保持的最高安全速度，其作用为基础参数，以规定最低设计标准，是一个设定值。
运行车速是在特定路段长度上车辆实际行驶的速度。由于不同的车辆在行驶过程中可能采用不同的速度，因此通常采用第85个百分点上的车辆行驶速度作为运行速度。
运行速度与计算行车速度的区别在于前者是车辆的实际运行速度，后者为用来确定设计参数的一个规定车速。国外研究表明，当计算行车速度为80km/h以下时，第85%个百分点上的车辆实际行驶速度一般比计算行车速度高10km/h，当运行速度与计算行车速度之差达到10km/h以上时，就很容易发生交通事故。
扩展资料：
注意事项：
1、在设计路线的各个环节，对路线方案必须选用各种先进手段进行深层次地调查与探究，在多方案论证、比较的前提下，进行最佳路线方案的选择。
2、应在确保行车安全、舒适、迅速的基础上进行路线设计，确保公路工程具有较低造价、高效率等特点，并确保设计对施工与后期养护十分有利。
3、公路工程选线应配合农田的基础建设，做到尽可能占用较少的农田，并做到尽可能不占用高产地、经济作物田等。
4、如公路建设必须在名胜古迹、风景园林等地通过时，必须协调其附近的环境或景观，并对原有自然环境或历史文物进行保护。
5、应提前深入勘察公路工程所建位置的地质情况及水文条件，避免对公路工程质量造成严重影响。
参考资料来源：百度百科-公路设计规范
参考资料来源：百度百科-设计车速
一、一阶段设计
一阶段施工图设计，设计依据：批准的可行性研究报告。
二、二阶段设计
包括初步设计和施工图设计两个阶段。以批准的可行性研究报告、设计合同和初测资料为依据，编制初步设计文件和工程概算。根据批准的初步设计，详细测量，编制施工图设计文件和工程预算。
三、三阶段设计
在初步设计和施工图设计之间，增加的一个设计阶段，称为技术设计，是根据初步设计资料进行的，是对初步设计的技术、经济规划的具体和深化，从而制定更为完善的设计和施工方案。进而确定各项工程量，提供相关数据，修正概算。
公路工程基本项目一般分两阶段设计，对于简单的小型项目采用一阶段设计，技术复杂或特殊大型桥梁、隧道、立交桥等分部工程，可采用三阶段设计。
扩展资料：
公路路线总体设计要点：
1、路线起、终点应符合路网规划要求。确定起讫点位置时，应为后续项目预留一定长度的接线方案，或拟定具体实施设计方案。
2、根据公路功能、设计交通量、沿线地形与自然条件等，论证并确定公路等级、设计速度和设计路段。恰当选择不同设计路段的衔接地点，处理好衔接处的过渡及其前后一定长度范围内的线形设计。
3、高速公路、一级公路应根据设计交通量论证并确定车道数。具集散功能的一级公路、二级公路应根据混合交通量及其交通组成论证设置慢车道的条件，并确定其设置方式、横断面型式与宽度。
4、高速公路、一级公路一般情况下宜采用整体式路基。位于丘陵、山区时，应结合地形、地质条件以及桥梁、隧道的布设等论证采用分离式路基的可行性。
5、路线设计应合理确定路堤高度，减小对沿线生态环境的影响，并做好防护、排水、取土、弃土等设计，防止水土流失，保护环境，使公路工程建设融入自然。当出现高填、深挖时，应同架桥、建隧方案进行比选论证。
参考资料来源：百度百科-公路设计阶段
作 者： 张继尧，王昌将 编
出 版 社： 人民交通出版社
出版时间： 2004-3-1
简介：本书系统地论述了悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥的设计与计算、建桥材料与设备、施工方法与工艺、质量监控与裂缝控制，以及竣工后的桥梁试验等。书中列举了我国大量的设计与施工实例，较全面地反映了我国当代悬臂浇臂浇筑预应力混凝土连续梁桥的建设成就的技术水平。为便于读者更好地学习和理解，以具体设计实例为主体，较详细地介绍了悬臂浇筑连续梁桥的建设成就和技术水平。为便于读者更好地学习和理解，以具体设计实例为主体，较详细地介绍了悬臂浇筑连续梁桥设计计算方法和对计算程序的掌握和应用。
本书可供从事桥梁工程科研、设计、施工、监理、养护的技术人员阅读参考，也可作为高等院校桥梁专业师生的教学参考书。
2连续梁桥
作 者： 邹毅松，王银辉 主编
出 版 社： 人民交通出版社
出版时间： 2009-4-1
简介：本书为《桥梁工程》教材的配套教学参考书，全书由三个比较典型的预应力混凝土连续梁桥计算示例组成。示例包括：先简支后连续预应力混凝土连续T形梁桥计算示例，悬臂施工预应力混凝土连续箱梁桥计算示例，支架现浇预应力混凝土连续箱梁桥计算示例。全书基于交通行业最新公路桥涵设计规范《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）编写。
本书是土木工程专业桥梁工程方向、公路与城市道路工程方向的师生进行课程设计和毕业设计时的桥梁工程参考教材，亦可供从事桥梁工程设计的技术人员参考使用。
3现代桥梁预应力结构
作 者： 朱尔玉 等编著
出 版 社：
出版时间： 2008-10-1
简介：本书主要讲述预应力结构的理论、分析计算方法在桥梁工程中的运用。介绍了预应力技术的发展历史、预应力混凝土桥梁结构材料、桥梁预应力施工工艺、预应力混凝土桥梁结构分析与设计原理、预应力桥梁耐久性研究，以及预应力在混凝土桥梁（连续梁桥、刚构桥、刚构—连续组合梁桥、混凝土拱桥、斜拉桥、悬索桥）中具体的运用。
本书既可作为桥梁和结构工程专业本科生和研究生的教材或教学参考书，也可作为桥梁与结构工程领域技术人员和高等院校教师的参考用书。
4桥梁工程（上册）（土木工程专业用）
作 者： 范立础 主编
出 版 社： 人民交通出版社
出版时间： 2001-11-1
本教材分上、下册。上册共有三篇，第一篇总论；第二篇混凝土梁桥，包括钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥；第三篇混凝土刚架桥。
5桥梁设计百问——公路建设百问丛书
作 者： 邵旭东，胡建华 编著
出 版 社： 人民交通出版社
出版时间： 2005-11-1
本书依据最新公路桥涵设计规范，并吸取近年来桥梁科学和工程技术发展的最新成果，在第一版的基础上进行了订正和补充，包括桥梁总规划与布置、桥梁上的作用、梁式桥、拱桥、斜拉侨、悬索桥、结构设计计算、桥梁下部结构、桥梁支座与附属构造及混凝土桥梁加固改造等内容。
6桥梁设计与计算
作 者： 邵旭东，程翔云，李立峰 编著
出 版 社： 人民交通出版社
本书共分六篇，详细介绍了公路桥梁设计中涉及的基本计算公式、梁式桥、刚构桥、拱桥、斜拉桥与悬索桥，可作为桥梁设计人员必备的手册工具书，内容全面、翔实，具有较强的针对性及可操作性。
出版时间： 2007-2-1
解析：
①根据使用任务的要求和交通情况确定路面等级（高级、次高级、中级或低级），考虑路上车型组成和交通量大小，以及当地自然条件、材料供应情况和施工条件等因素，选定面层类型。
②根据面层与基层相互配合的需要，满足基层承重作用和传递、分布荷载的要求，按就地取材的原则，选取基层类型，基层可做成双层或多层。对冰冻和水文条件不良地区，为防止路面冻胀翻浆，应作垫层设计和土基特殊处理。
③各个结构层应取得合理的组合,强度和厚度要配合得当,在各种自然因素的综合作用下，能在使用期限内始终保持足够强度，满足行车需要。
④根据路面力学计算方法或其他经验公式计算确定各结构层厚度。
⑤选配各结构层材料，包括粒料的级配组成、结合料（水泥、沥青等）的用量计算等。
扩展资料：1.根据使用任务的要求和交通情况确定路面等级（高级、次高级、中级或低级），考虑路上车型组成和交通量大小，以及当地自然条件、材料供应情况和施工条件等因素，选定面层类型。
2.根据面层与基层相互配合的需要，满足基层承重作用和传递、分布荷载的要求，按就地取材的原则，选取基层类型，基层可做成双层或多层。对冰冻和水文条件不良地区，为防止路面冻胀翻浆，应作垫层设计和土基特殊处理。
3.各个结构层应取得合理的组合,强度和厚度要配合得当,在各种自然因素的综合作用下，能在使用期限内始终保持足够强度，满足行车需要。
4.根据路面力学计算方法或其他经验公式计算确定各结构层厚度。
参考资料：路面设计 百度百科
在一级公路、高速公路上，为确保主线车道车辆的正常行驶，我国规定的最大坡度为3%(山岭重丘区4—5%)。
是根据小汽车正常速度，载重汽车用0.5设计速度可以爬上去的条件设定的。当规定的纵坡条件很难满足，交通量又大时，可采用设置专门的爬车坡道。
我国规定当纵坡大于4%时，可设置爬坡车道(设在右侧)，宽度一般为3.5米，其长度为500米，专供大卡车及爬坡性能差的车辆使用。
设计速度120km/h时，最大坡度为3%；设计速度100km/h时，最大坡度为4%；设计速度80km/h时，最大坡度为5%；设计速度60km/h时，最大坡度为6%；设计速度40km/h时，最大坡度为7%；设计速度30km/h时，最大坡度为8%；设计速度20km/h时，最大坡度为9%。
扩展资料：
道路设计最大坡度的目的：
在地形起伏较大地区，最大纵坡直接影响路线的长短、使用质量的好坏、行车是否安全、运输成本以及工程造价的高低。
各级道路允许的最大纵坡根据汽车的动力特性、道路等级、自然条件以及工程、运营经济等因素，通过综合分析，全面考虑，合理确定。
为使道路上行车快速、安全和通畅，希望道路纵坡设计的小一些为好。
参考资料来源：百度百科——纵坡
根据现行交通行业标准JTG B01-2014 《公路工程技术标准》规定：
1.车道宽度：四级公路设计速度有30km/h和20km/h两种。当设计速度为30km/h时，车道宽度为3.25m；当设计速度为20km/h时，车道宽度为3.00m。
一般应设置双车道，只有在交通量小或者困难路段可以设置单车道。设置单车道时，宽度应为3.5m。
2.路肩宽度：设置双车道时，路肩宽度为0.25m，设置单车道时，路肩宽度为0.5m。
3.综上所述：设置双车道时，路面整体宽度为7.0m和6.5m两种规格。设置单车道时，路面整体宽度为4.0m。
扩展资料
多数处于经济发达、地势平坦环境下的四级公路会陆续改造升级成三级公路甚至是二级公路，部分没有通等级公路的乡村地区将继续加快四级公路的建设。
在平原地区和沿海地区，四级公路比重会下降，但在山岭地区和内陆地区，四级公路将保持较大的比重。
参考资料：公路工程技术标准_百度百科
