高速公路设计

高速公路

高速公路设计

摘要：高速公路是一种高等级公路，车辆最高时速能达到120公里/小时或者更高的速度，路面有4个及以上车道的宽度。高速公路交通量大而且车速高，路面磨损和消耗相比于普通公路更大，作为最高等级公路，其等级和特点决定了其设计要求与普通公路的差异，选线是高速公路设计施工的关键，平纵横断面设计是高速公路设计的重要部分。在整个论证，选线，设计，施工等方面必须遵循更高要求的标准。

关键词：设计曲线断面高速公路

一：选线

（1）选线调查

在高速公路建设方案确定之前，选线是最为关键的一个环节。选线是指在路线起终点之间的大地表面上，根据计划任务书规定的使用任务和性质，结合当地自然条件，选定道路中线的位置的过程。影响选线的因素有许多，例如自然条件有地形，气候，水文地质等，经济社会政治条件要能够推动当地经济发展，与旅游景点，风景名胜的联系，尽可能缓解交通压力，或者能达到一定的政治目的。而且选线又要注意与其他已建网路相连，注意整体交通网络的构建。

（2）选线原则

高速公路选线非常重要，所以在选线时应遵循一定原则。应根据公路使用性质，综合经济发展情况与远景规划。合理选定路线方案，在能够保证行车安全、迅速前提下，使路线短捷。应该要适应当地地形、气候、土质、水文等自然情况，选线也应与环境保护相结合。并且能够充分利用地形、地势，尽量回避不利地带，正确运用技术标准。尽量使平面短捷舒顺，纵面平缓均匀，横面稳定经济。同时，选线应贯彻工程经济与运营经济结合的原则，也要考虑施工条件对选定路线的影响。

（3）选线步骤与方法

a）收集有关资料

在路线选择以前，首先要尽可能多地收集与方案有关的资料。比如：规划设计资料、交通资料、地形图、地质、水文、气象等资料。

b）确定初步方案

根据已确定的路线总走向和已收集到的有关资料，在1：5万或1：10万的地形图上，初步研究各种可能的路线走向。经比较淘汰确定几个可供下一步野外实地调查的初步方案，初步选择路线走向。在这种地形图上，可以看出地形、地物、特殊不良地质等。在据点之间可以找出几种可能的走法，经过比较，选择合理的方案。

c)野外实地调查

根据上面室内确定的初步方案，要到实地进行调查，调查中要跑到、看到、调查到，不遗漏任何一个可能方案。对调查中发现的新方案也要进行调查。

d）分项整理汇总调查成果，编写工程可行性研究报告，为上级编制或补充修改设计任务书提供依据。

二：平面设计

平面设计是指在路线平面图上研究道路的基本走向及线形的过程。直线，圆曲线和缓和曲线构成了平面设计的三要素。

（1）直线设计

直线距离短，直捷，通视条件好。汽车在直线上行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。便于测设。

a) 直线设计点

①不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地；

②市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区；

③长的桥梁、隧道等构造物路段；

④路线交叉点及其前后；

b）直线设计标准

①对于直线设计最大长度，我国没有具体规定。但应有所限制，采用长直线时，应根据实际情况采取相应措施。

②同向曲线之间最小直线长度以不小于行车速度的六倍为宜；

③反向曲线间的最小直线长度以不小于行车速度的两倍为宜；

直线线形大多难于与地形相协调，若长度运用不当，不仅破坏了线形的连续性，也不便达到线形设计自身的协调。过长的直线易使驾驶人感到单调、疲倦，

难以目测车间距离。因此，在设计高速公路时，我们也需要曲线设计。

（2）圆曲线设计

圆曲线为柔和曲线，能较好适应地形、灵活变换方向、自然诱导视线、景色多样。

a)圆曲线半径确定

①极限最小半径

指圆曲线半径采用的最小极限值。

b)一般最小半径

指在通常情况下汽车依设计车速能安全、舒适行驶的最小半径。

c)不设超高的最小半径

圆曲线半径大于一定数值时，可以不设置超高，而允许设置等于直线路段路拱的反超高。

d)圆曲线的最大半径

选用圆曲线半径时，在与地形等条件相适应的条件下应尽量采用大半径。但不宜超过10000米。

（3）缓和曲线的设计

汽车逐渐转向适应曲率半径不断变化的行驶轨迹，这一变化路段即为缓和曲线。 a）缓和曲线的最小长度

表1 高速公路缓和曲线最小长度

三：纵断面设计

纵断面设计是指在路线纵断面图上研究路线线位高度及坡度变化情况的过程。（1）设计要求

a)为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有平顺性。起伏不应过大和过于频繁。

b)尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。

c)一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减

少借方和废方，降低造价和节省用地。

d)纵坡除应满足最小纵坡要求，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。

e)对连接段纵坡，如大、中桥引道等，纵坡应和缓、避免产生突变。

f）纵坡设计应对沿线地面、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。

(2)设计内容

a)准备工作：绘出地面线及平面直线、曲线示意图，标出土壤地质情况、熟悉全线情况；

b)标注影响纵坡设计的高程控制点；

c)初步定出纵坡设计线；

d)结合选线示意图，对照技术标准或者规范进行调坡；

e)在有控制意义的特殊断面上进行核对；

f)把坡度值，变坡点桩号和高程定下来；

g)计算竖曲线和高程。

四：横断面设计

高速公路横断面设计是指研究路基横断面结构组成及尺寸的过程。

指垂直路线中线方向的断面形状，由车行道、路肩、中央带、边沟、边坡、护坡道、防护栏、用地标志、照明标志、地面线等围成的整个断面。

（1）设计要求

a) 行车道是高速公路横断面设计的主体，车道数主要根据远景年的设计交通量、车道的通行能力等确定。

b)中间分隔带宽度不小于3m，便于以后拓宽行车带。用地充裕的可以选择宽中间带，且中央分隔带每隔一定距离要设一个断口。

c) 临时应急停车带的确定要必须要考虑故障车辆可能行驶的距离和人力可推动的距离。

d)路缘石一般由水泥混凝土制作，边沟宽度和深度不应小于。

(2)设计内容

a) 确定路幅横断面尺寸

b) 确定路基高度：纵断面设计完成；