浅谈公路纵断面设计要点

浅谈公路纵断面设计要点
作者：张映高
来源：《华东科技》2013年第07期
【摘要】公路纵面线形是永久性设计要素，是公路线形设计的关键。

必须掌握公路纵断面设计要点，合理进行公路纵断面设计。

【关键词】公路；纵断面；设计；要点
公路是个复杂空间带状构筑物，它主要由平面、纵断面、横断面三方面构成，这三方面的组成就形成了公路的骨架。

纵断面设计主要是解决公路线形在空间竖直面上的位置、形状和尺寸。

公路纵断面设计是否合理，将直接影响到工程经济造价的合理性、汽车行驶的安全性、乘客的舒适程度等。

而公路平纵面线形是永久性设计要素，在公路建成后再进行改善线形的不足是非常困难的。

因此，合理进行公路纵断面设计成为公路线形设计的关键，下面就设计人员需要掌握的公路纵断面设计要点进行阐述。

1 纵坡设置
纵坡度的表示方式不用角度，而用百分数（%），即每一百米的路线长度其两端高差几米，就是该路段的纵坡，其上坡为“+”，下坡为“-”。

规范上对不同设计速度的公路最大纵坡进行了规定，这是根据汽车爬坡性能和考虑经济等因素制定的极限值，设计时因谨慎采用。

纵坡过大，沿陡坡上行的汽车的燃料消耗大，而沿陡坡下行时制动次数增多，易引起制动器发热、失效，重车或有拖挂车的车辆都易出事故，对运输的经济与安全极为不利。

因此，在各级公路设计中纵坡限值不应轻易采用且应留有余地。

同时，也为以后提高公路等级和公路改扩建、补修留下设计余地。

在各级公路的长路堑地段，以及其他横向排水不畅的路段，为保证路面和边沟排水，防止水渗入路基，最小纵坡不应低于0.3～0.5%，当困难条件下必须设计平坡或小于0.3%的纵坡时，其边沟应作纵向排水设计。

2 路基高度
路基强度与稳定性的影响因素主要是水。

水浸入路基，造成路基土由固态、半固态、塑态变为液态，承载能力下降，加速路基路面破坏。

在不利季节当路基分别处于不同的分界稠度时，路槽底面距地下水位或地表积水水位的最小高度，可根据土质、气候等因素按当地经验确定，当缺乏实际资料时可按照《公路路基设计手册》表 1-1-4取值。

同时为保证路面有足够的强度，一般要求路基处于干燥或中湿状态，即确保路基有一定的填土高度，这个最小填土高度具体规定如下：（1）砂性土：0.3～0.5m；（2）粘性土：0.4～
0.7m；（3）粉性土：0.5～0.8m。

一般情况下，在水稻田及旱地段，综合路基工作区深度和80cm高路床压实度的特殊要求，最小填土简易计算方法为：0.8m+横坡+路面结构厚度。

3 设计洪水位
各等级公路路基、桥梁设计标高必须满足相应的水位要求，具体分述如下：
3.1 设计洪水频率
3.2 不通航河流桥面最低标高
3.3 通航河流桥面最低标高
3.4 路基最低标高
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米高度以上，即路基最低标高=设计洪水位+雍水高+浪高+0.5m 安全高度。

4 桥梁
桥梁设置，要结合地形、地貌及地质勘查的有关资料，充分考虑路基纵坡、接线处理，合理确定上跨或下穿方案。

若无通航要求应满足设计洪水位要求，详见上节3.2。

跨越江河的桥梁应满足通航净空要求，详见上节3.3；若无通航要求应满足设计洪水位要求，详见上节3.2。

跨越道路的桥梁应满足被交道建筑限界的净空要求。

高速公路、一级公路、二级公路的净高应为5m；三级公路、四级公路的净高应为4.5m。

跨越铁路，不仅要考虑净高要求，还有考虑电气化改造等要求。

以跨越铁路桥为例，在平面选线时，首先将纵断面最高点作为控制点，满足平面最高点能够控制的竖曲线。

为降低桥长，最高点两侧要选用较大的纵坡，并在总说明中论述，如两侧选用最大纵坡时，工程量的比较情况。

尽可能为最高点寻找依据，并作为附件内容。

5 通道与天桥
在纵断面设计前，应对全线的路线交叉做认真的调查，为方便附近人民群众的日常生活，一般情况下，高速公路平均每公里应设置通道或天桥1～2处。

通道净空应满足规范要求，坚持实事求是原则，不迁就地方政府过高要求，以免增加路基高度，增加工程造价。

同时，通道路面标高结合排水要求，一般应高于原地面，原则上不下挖。

对于因个别通道而导致主线抬高、导致工程量增加较大的情况下，可将通道改为天桥。

互通立交处，也须对匝道上跨及下穿情况作反复对比，以合理确定交叉形式。

在平原微丘区通道成为高等级公路的主要控制点，如通道过密，为降低工程造价，结合县乡道路网情况，对通道进行合理归并或取舍。

6 结语
我国地少人多，合理进行公路纵断面设计，可以有效的节约占用土地资源，防止水土流失，保护生态环境，使公路工程建设融入自然中。

线形设计的好坏，对汽车行驶安全、舒适、经济以及公路的通行能力都起到决定性作用。

掌握公路纵断面设计要点，合理进行公路纵断面设计成为公路线形设计的关键，必须给予重视。

参考文献：
[1]中华人民共和国交通部.公路路线设计规范（JTG D20—2006）[S].北京：人民交通出版社，2006.
[2]中华人民共和国交通部.公路工程技术标准（JTG B01—2003）[S].北京：人民交通出版社，2003.
[3]赵一飞，王少伟.高速公路设计[MI.北京：人民交通出版社，2006.。