浅析路线设计曲线加宽的计算方法

浅析路线设计曲线加宽的计算方法
摘要：随着国民经济和公共交通建设的快速发展，人民的物质生活水平继续不断发展和改善，人们对交通的安全也越来越重视，人们也在不断改善道路设计格局。

如何对路线设计进行曲线加宽成了道路施工和研究的新课题，本文以缓和加宽法为例，对缓和曲线加宽法的具体计算公式和计算步骤进行了讨论分析。

关键词：路线设计曲线加宽计算方法
0、引言
与快速发展的公路缓和曲线段的扩大受到越来越多的关注相比，内外边缘坐标和曲线长度的计算是很繁琐，很少有在这方面的介绍后扩大，它是通过理论计算内外边缘的坐标和曲线公式。

它的提出，具有一定的参考价值。

路线设计浅谈
随着国民经济的快速发展，道路交通量迅速增长对现有公路道路等级的要求越来越高，道路越来越不能满足交通发展的需求，这就要求现有的公路和城市道路旧路拓宽，以及加上其他建设项目的实际需要，并实施了大量的道路的进行多种互相的密切的配合，共同发挥其建设项目的快速，舒适，安全功能，以减少交通意外的道路系统工程的不利影响，并最大限度地提高工程的一个组成部分，在这方面道路的越野功能起着重要的作用。

成立运输工程沿线的地形，地物，道路几何设计基于综合考虑交通工程的设置位置，以提高道路使用年限和使用时间长度。

道路三维线性具有利弊性，能够给司机提供一定程度的安全、快捷和舒适的道路质量。

道路设计合理，并且有明确的交通方向的目的，能够提供足够的视野线，能够满足司机普遍预期的设计效果。

交通道路设计安全的影响因素是有很多种类的，并且发挥其多方面的作用，公路几何设计在公路安全的先决条件的作用，并确定几何线性的选线，以确定向几乎所有其他项目的道路已经能够识别与选定，其他如桥梁和涵洞的结构、位置、安全设施等问题，是如何使其趋于更加合理化。

道路勘测和设计工作，我们必须考虑基本道路功能，行车安全，自然环境等因素，它是要坚持地形选线，地质选线，而且是一个安全的路由选择；必要采取充分考虑自身的运营安全，有安全的公路设施，也消除多点和道路交通事故的安全隐患；设法改善的水平和垂直对齐的措施，从根本上解决行车安全问题，尤其是在纵向坡度陡、长的道路安全问题，应给予足够的重视。

因此，高速公路的设计工作必须完成的道路三维线性设计，以确保道路安全、舒适、和谐。

要安全第一，采取一切有效措施，为道路使用者提供安全性和个性化的服务，切实提高道路交通安全水平和服务水平。

沿路的地形地貌特征是客观的，不可改变的。

因此，设计，交通工程和公路几何设计相结合的公路上设置的交通工程的直接影响几何设计，也影响公路经营。

公路几何设计的主要内容包括：平面线形设计、纵向截面设计的线性设计、
设计的线性组合、线性和桥梁和隧道设计、线性和设施、以及变化设计等等。

2、加宽方法和计算方法
按照《公路路线设计规范》的相关规定，我国公路平曲线路面进行加宽的过度方法一般有3种，分别是：①在对应的回旋线以及超高、加宽缓和段的范围内，按照不同的长度，依据一定的比例进行增加加宽的方法，一般来说这种方法计算简单，在实践中运用较广，是常用的加宽方法。

但是，这种方法也有缺点，那就是这种方法加宽的路面的内侧边缘线的位置就不能成为回旋线了，而且在加宽过度段的起点，路面内侧边缘线一般是呈现折线型。

②如果是在一级公路或者有路容要求的二级公路上进行加宽的话，我们可以按照高次抛物线的形式进行加宽，这种方法就不会出现第一种方法中出现的折线型转折点了；③在一级和二级公路的一些特殊的路段上进行加宽的话，我们可以采用插入回旋线的方法，这种方法可以完全避免出现第一种方法中出现折线型转折点的缺点，可以有效的保持路面内侧边缘线的连续性，用这种方法加宽之后，路面内侧就会成为回旋线，避免了第一种方法的弊端。

结合笔者自己的思考和实践，下面对路线设计曲线加宽的方法进行简要介绍。

2.1 中央分隔带加宽
为了不改变车道的原来位置，我们可以采用比较宽的道路中央分隔带加宽方法。

这种加宽方法利用的是对外敷路基内侧进加宽的办法，压缩中央分隔带，对内幅路基直接在曲线的内侧进行加宽。

但是要采用这种加宽方法需要有一定的条件，首先需要中央分隔带的宽度很宽，可以满足压缩的要求，另外在加宽后剩余的宽度还需要满足《公路路线设计规范的》里面的规定，才能保证道路通畅。

一般来说，这种方法是设计最简单的方法，计算也十分的简便，计算公式和方法在《公路路线设计规范》中都有详细的介绍，实用性非常广。

这种方法的缺陷是，使用这种加宽方法需要占用比较多土地，同时投资的规模要求较大，所以采用与否要结合投资情况和土地使用情况综合考虑。

这种方法的具体设计图如图1所示：
图1中B代表的是设计路基的宽度；
图1中的M2代表的是中央分隔带的宽度；
图1中的b代表的是平曲线路基的加宽的值；
2.2边缘加宽法
如果要不改变中央分隔带的位置和中央分隔带的宽度而对道路进行加宽的话。

我们需要采用路基边缘加宽的办法。

时使用这种加宽方法，我们要根据平曲线的相关要素、对路基的宽度进行准确的掌握、准确把握平曲路线需要加宽的加宽值、这样才能确定路基边缘线的位置。

具体来说，如果我们假设平曲线的半径为R；假设缓和曲线的长度为LS；路线的总体偏角假设为Q、整个圆曲线的长度为LY，而加宽值我们设为b。

在对曲线进行加宽之后，对于路基的两端边缘线我们仍然采用缓和曲线和圆曲线的线型，同时我们需要保证在加宽后，路基内外边缘的缓和曲线的HY’’、HY’点以及法线这中线HY三条线重合。

这个时候，我们就保证路基内外缓和曲线角和路中线的缓和曲线角相等。

根据这个缓和曲线叫，我们就可以算出内外边缘的曲线参数，以这个参数为根据，确定路基边缘的位置。

整个设计图，如图2所示
2.2.1确定路基缓和曲线的位置
要确定路基缓和曲线的位置，我们需要根据路线缓和曲线的加宽值来确定，路基内的外缘线也是缓和曲线，并且根据上文叙述，路基内外边缘缓和曲线和路中线的缓和曲线的偏角是相等的。

这样根据路线的平曲线要素，我们就可以推到出内外边缘线的曲线的基本公式了，我们把公式和要素的对比情况，列表如下：
要素标识中线（公式）路基内侧边缘线（公式）路基外侧边缘线（公式）
半径（曲线）R R=R R’’=R-(B/2+b) R’=R+（B/2+b）
缓和曲线偏角βOβO=LS/2RβO’’=Βo
βO’’=LS’’/2R’’βO’=Βo
βO’=LS’/2R’
缓和曲线长度LS LS=LS LS’’=LS-LS/R（B/2+b）LS’=LS+LS/R(B/2+b)
平曲线长度L
L=（Q-2β0）π/180R+2LS L’’=L-(B/2+b)(2LS/R+π/180-2Βo)L’=L-(B/2+b)(2LS/R+π/180-2Βo)
缓和曲线切线的增加宽度值q
Q=Ls/2-Ls3/240R2 Q’’=Ls’’/2-Ls’’3/240R”2Q’=Ls’/2-Ls’3/240R’2
圆曲线内移值P P=LS2/24R P’’=LS’’2/24R’’P’=LS’2/24R’
缓和曲线 C C=R*LS C’’=R’’*LS’’C’=R’*LS’
任意点的曲线角ββ=L2/2Cβ=L’’2/2C β=L’2/2C；
缓和曲线任意点横坐标 X L-L5/40C2 L’’-L’’5/40C’’2+T-B/2tgB/2-T’’L’-L’5/40C2-(T’-T-B/2tgB/2)
缓和曲线任意点纵坐标 Y L3/6C-L7/336C3 L’’/6’’-L’’7/336C’’3+B/2 L3/6C’-L7/336C3+B/2
切线T T=q+t T’’=q’’+t’’T’=q’+t’
表中的L、L’、L’’是所求的点到它对应的曲线的曲线长
2.2.2确定曲线位置
圆曲线的长度L Y’=LY*(R+B/2+b)/R
L Y’’=LY*R-(B/2+b)/R
ZH为原点，导线是X轴，法线为Y轴，那么外侧、中线、内侧圆曲线任意点的坐标计算公式如下：
中线任意点坐标：X=q+R*sin（β0+ly/R）
Y=p+R*[1-cos（β0+ly/R）]
内侧任意点坐标；Xn=q+R’’*sin（β0+L Y’’/R ）
Yn=B/2+P’’+R’’*[1-COS(β0+LY’’/R’’)
外侧任意点坐标；Xw=q=R’*sin（β0+LY’’/R’’）
Yw=-B/2+P’+R’*[1-cos（β0+LY’’/R’’）]
3、结语
随着我国社会的快速发展，公路功能的发展较为缓慢，不能满足日益增长的交通需求，必须强制执行，将原来的道路扩阔。

在高速公路拓宽工程的设计，应该是合理的方案，并充分利用的老路；要求基本信息应完整，准确和可靠的设计必须遵循的设计原则。

为了使合格的设计，为路线曲线加宽的安全可靠运行提供保障。

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