公路路线平纵组合优化设计浅析
公路线路优化设计策略与设计方案分析
公路线路优化设计策略与设计方案分析摘要：公路线路设计是公路工程的重要组成部分，同时也是公路工程设计的基础。
对公路线路进行设计必须以汽车的行驶要求为基础和依据。
所谓公路线路设计就是对公路线路的空间位置、几何形状以及尺寸等加以确定的过程。
公路线路设计的好坏直接影响着其建成后所能发挥的安全性、舒适性以及经济性的程度，还有公路沿线开发利用的程度。
从这个角度来说，加强对公路线路的优化设计就显得异常重要。
鉴于此，本文拟从公路线路优化设计的原则、公路线路优化设计的策略以及具体的公路线路优化设计方案三个方面进行分析与阐释，以期加深对这一问题的认识与理解程度。
关键词：公路线路；设计策略；设计方案；分析公路线路设计在整个公路工程中具有非常重要的地位和作用，不过在具体的设计过程中，可能由于各种各样的原因，很多的公路线路设计还存在着不少的问题和漏洞，无法达到完美的地步，这就需要对其进行优化。
因此，在对公路线路优化设计的策略以及具体的公路线路优化设计方案进行深入分析之前，我们先来了解一下公路线路优化设计的原则。
1.公路线路优化设计的原则对公路线路进行优化设计时，要有必须遵循的原则和要求，只有遵循这些原则和要求，才能更好地实现优化设计的目标。
为了理解和阐述的方便，对于这个问题，我们可以从以下几个方面来进行分析。
首先，在对公路线路进行优化设计时，必须将公路的功能与作用等考虑进设计，并对其所影响的以及被影响的各个因素进行充分的分析与论证，以更好地实现优化设计的目的；其次，不仅应从整体着眼，对公路路线的好坏进行分析，还应对其中的各个局部路段进行考虑，以更好地保证公路路线设计的合理与优化；第三，还要对自由变换的曲线进行灵活运用，以使公路线路的设计与周围的环境、景观等保持高度的协调与一致，从而取得较好的视觉效果；最后，在公路线路的优化设计过程中，还必须尽量避免小偏角曲线的出现，以减少发生交通事故的概率，更好地保证驾驶员行车的安全。
2.公路线路优化设计的策略在对公路线路设计进行优化处理的过程中，有一些可供借鉴和参考的策略与方法，并且这些策略与方法已经被实践证明可以有效推动公路线路设计优化与合理的实现。
公路平纵横综合设计要点
公路平纵横综合设计要点．平纵线形的协调为了保证汽车行使的安全与舒适，应把道路平、纵、横三面结合作为主体线形来分析研究，平面与纵面线形的协调组合将能在视觉上自然地诱导司机的视线，并保持视觉的连续性，平原地区地势平坦，纵断面以平坡为主，上、下坡多集中中在大、中桥头，由于有通航要求，桥面标高相对两侧路面标高要求高出许多，因此在桥头，桥面通常设置竖曲线，竖曲线半径要适当，既要符合一级公路技术指标要求，又不宜使竖曲线长度太长而使桥头填土过高而增加造价，而平曲线在选线时一般要考虑大桥桥位与河流正交，以减少构造物的工程量及设计施工难度，节约经费，减少造价。
（1）平曲线与竖曲线的配合（2）长直线上设置竖曲线，平原区平面上设置长直线较为常见纵断面设计无论如何避免不了在直线段设置竖曲线，资料显示小坡差多处变坡视觉稍有感知。
但直线段坡差较大竖曲线给驾驶员的不良刺激较强烈，西绕城公路有一段567037m的长直线，同时要满足0.3%的排水纵坡，设计时采用较大的竖曲线半径方法，以获得较好的视觉和行车效果。
（3）透视土的运用，平纵线形配合受到各种因素的制约和影响，同时要避免一些不良的组合，如长直线上不能设计小半径的凹曲线，直线段内不能插入短的竖曲线等，运用透视图进行检验是很好的方法，设计时对有疑问的路段进行透视图的检验，效果较好。
（4）平面与横断面的综合协调主要是超高的设计。
2．线形与环境的协调（1）定线时尽量避开村镇等居民区，减少噪音对居民生活带来的影响，同时采用柔性，沥青混凝土路面以减少噪音。
（2）路基用土由地方政府同意安排，利用开挖鱼塘或沟渠，避免乱开挖，同时又利于农田、水利建设。
（3）注意绿化，对路基边坡及中央分隔带加强绿化和防护，在护坡道上互通立交用地范围内的空地上均考虑绿化。
（4）对位置适当的桥梁在台前坡脚（常水位以下）设置平台，以利非机动车辆和行人通过。
（5）对位于公路两侧的建筑物建议注意其风格，以求和道路想协调，增加美感。
公路设计中平_纵线形组合浅谈_孔祥明
２００８年第２期ＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＪＩＬＩＮＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ在公路设计中，平、纵面是极为重要的组成部分。
平、纵面线形配合不好，不但有碍于行车舒适等优点的发挥，而且会加剧视觉不良，造成行车上的危险。
平、纵面线形的组合设计很好的配合，通常无须增加造价就能提高道路的品质，安全和完美线形，并有助于保持连续、匀速行驶。
所以，平、纵面线形的合理组合，对于设计速度大于等于６０ｋｍ／ｈ的公路尤为重要。
对景观要求较高的城市道路亦是如此。
下面就谈谈在实际设计中平、纵面线形结合时应该遵循和注意的问题。
１平、纵线形组合的基本原则１．１平、纵面线形的合理组合设计，应使线形连续，在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，使其能安全、舒适地高速行车。
所以，不能出现转折、错位、突变、遮断等不好线形。
在视觉上能否自然的、连续的诱导驾驶员的线形，是衡量平、纵面线行组合最基本的也是最重要的指标。
１．２需考虑平、纵面线形大小的均衡，使线形在视觉上、心理上保证协调。
这不仅关系着平、纵面线形的平顺性，而且与工程费用也有重要关系。
在纵断面反复起伏的路段、仅在平面上使用大半径的线形是毫无意义的。
反之也一样。
１．３应选取恰当的合成坡度，使其不产生路面排水迟缓或滞水，这是良好线形的必要条件。
如果路面排水不良，雨天溅水成雾，妨碍行车安全。
所以设计要注意不使纵坡接近水平。
相反，也应避免采用横断面、纵断面两者的坡度过大，而形成合成坡度过大的线形，特别在积雪严寒地区更要避免这种过大的合成坡度。
否则，行车的危险更大，事故又多。
例如，由竖曲线的顶部开始有急转弯时，驾驶员靠近竖曲线顶部才开始知道有平曲线，事先心中不可能有准备而迷惑。
速度高时，不能立刻反应，也有时发生行车错误的情况。
如果曲线从到达顶部之前就开始，那么，自然知道前面有曲线，所以就成为视觉上合理诱导。
２设计中的一般要求在平面线形设计时要考虑纵面坡度的问题；纵面线形设计时也一定要与平曲线行相协调配合。
平原区高速公路的平纵设计
平原区高速公路的平纵设计摘要：论述平原区高速公路的平纵设计及需要注意的各种情形。
关键词：平原区高速公路平面纵断面平纵组合0 引言平原地区地势平坦，道路纵横，软土等不良地质分布广泛，其高速公路设计车速一般为120或100km/h，设计时追求路线平面线形短捷、顺直，强调线形舒展顺适、平纵组合协调合理，达到行车舒适、视觉良好及快速高效的目的。
1 平面线形设计公路路线设计在几何设计的手法上无论是以直线为主还是以曲线为主,总是涉及到量化的长度。
直线行程短捷, 在平原区容易接纳, 曲线吻合地形,在山岭区更多采用。
线形设计着眼于流畅、舒顺、自然, 不应因为线形的突变造成驾驶员操作困难, 或因单一僵滞的线形带来操作上的麻痹。
高速行驶的车辆应被保证能够在某种给定的线形区间内从容自如地调整方向安全行驶, 不会产生正常视域内的知觉错误。
平面线形要素中直、曲线圆、回旋线合理运用是线形几何形状的技术体现, 并将由此导致驾驶员和乘客的不同感受。
1.1直线的运用直线具有能以最短的距离连接两控制点和线形易于选定的特点，但线形缺乏变化，平原地区地形起伏变化小，景观单调乏味，在高速公路行车速度快的情况下，易使驾驶者感到单调、疲乏、难以准确目测车距，增加夜间行车车灯眩目的危险，还会导致出现超速行驶状态。
因而须慎重选用。
最长直线长度：一般认为在城镇及其附近或其他景色有变化地段可稍大于20V，在景色单调的地点<20V。
最小直线长度：规范规定两圆曲线间直线长度不宜过短，同向圆曲线间最小直线长度6V，反向圆曲线间最小直线长度为2V（条件受限时宜将反向曲线做成“S”形曲线）。
条件宽松时取同向曲线间直线长900m、反向曲线间直线长500m 即能获得非常满意的效果。
1.2 平曲线长度一般情况下高速公路极少采用凸型线，所以平曲线的极限长度采用3倍最小缓和曲线长较为合适。
在平原区高速公路设计中，条件更为宽松，平曲线长一般都大于规范表7.8.1中一般值5V。
山区公路项目路线平纵线形组合设计
总467期2018年第17期（6月中）收稿日期：2018-03-08作者简介：何金燕（1987—），女，工程师，从事公路桥梁设计相关研究工作。
山区公路项目路线平纵线形组合设计何金燕（茂名市交通设计院有限公司，广东茂名525300）摘要：首先阐述了山区公路路线设计的主要影响因素，包括地理环境的复杂性、可利用资源的稀缺性等，然后分析了山区公路平纵线形组合设计的要点以及平纵线形组合中平包竖的设计方法，最后探讨了平纵线组合设计的注意事项。
关键词：山区公路；平纵线形；组合设计；安全中图分类号：U412.3文献标识码：B0引言山区公路平纵线的设计过程中，定线时应该全面考虑到平面与横断面，可以采取合理的设计思路与理念，以工程的安全性为出发点，并且严格控制路线，遵循合理性原则，选择最为合理的线形数据，并且根据工程实际情况来随时调整曲线设计方式，最终确定符合实际情况的平面线位图。
总的来说，山区公路设计时，应该以山区实际情况为出发点，综合分析多种影响因素，确定合理的设计方案，确保方案的科学合理。
1山区公路路线设计的影响因素1.1地理环境的复杂性山区地形条件复杂且气候变化异常，与平原地区存在较大的区别，主要是由于这些地区地形结构存在较大差异，很多地区还容易发生泥石流、山体滑坡等自然灾害，更为普遍存在的是地表塌陷。
另外，由于地理环境的因素造成了山区内气候条件变幻莫测，洪水、雷暴天气频发，给山区公路路线设计带来非常严重的影响。
山区地形条件复杂，沟壑交错布置，给公路路线的铺设带来了较大的困难，很多的施工区域都要根据该地区的地形条件来进行高填深挖施工[1]。
1.2环境保护的艰巨性在生态环境保护较好的山区中，植被种类非常丰富，生物形态也非常多，自然风景宜人。
这也提高了山区公路的建设难度，最为直接的表现就是在路线选择上。
路线设计需要以自然条件为基础来进行，不能损坏自然环境与生态环境，同时需要考虑到施工的便利性与安全性，选择符合各方面利益的公路路线。
公路路线的平纵面设计要点分析
力 学 的前 提 下 ， 还应 满足 驾驶 员 视 觉 、 心理 方 面 的舒适 性 ， 以及 与 周 围环 境 的
平 面 设计 的技术 指 标 ： 路 沿线 情 况采 用 必要 的 应对 措施 ， 以避 免 公路 沿 线景 观 单 调 的缺 陷 。规 范 规 定， 设 置在 高 速公 路 中的 同 向 曲线之 间的 直线 最 小长 度 不 小 于 ６ ｖ， 而 反 向曲 线 之 间直 线 的最 小 长度 不 小于 ２ Ｖ 。其 中ｖ为设 计速 度 。
形设计决定了公路的总体设计效果， 是公路设计的主要评价标准。路线的线 形设计包括平面， 纵、 横断面的设计 ， 首先进行公路平面线形设计 ， 确定公路 的骨架线形 ， 在平面线形的基础上进行纵、 横断面设计 ， 此后再进行平面线形 和纵 、 横断面之间的组合问题的设计研究。
求。第一 ， 满足《 公路工程技术标准》 的规定 ； 第二 ， 应充分结合沿线地形、 地 貌、 水文等 自然条件 ； 第三； 基于经济角度 ， 合理采用填挖平衡 ， 适当采用各种 运输 工 具 和农业 机 械 ， 降 低工 程造 价 。 在 进 行纵 坡段 设计时 ， 通常 不要 轻 易采 用各级公路的极 限值， 为公路后续的改、 扩建或修补 留下余地。 纵断面设计可 以计算工程的土石方量 ， 确定工程造价 ， 且将结合平面设计后可以确定道路
的 空间 位置 。
２ ． ２ 横 断 面设 计
１ ． 平面 设计 要点 分析
山区公路因受特殊地形 的限制 ， 选线 时应适应地形变化 ， 以高程作பைடு நூலகம்主
导， 线 形 以 曲线为 主 ， 应 密 切结 合 当地 地形 和 车辆 的 转弯 半 径 ， 合 理 设计 平 面 线 形 中 的 圆曲线 、 缓 和 曲线 ， 灵 活运 用各 种 组合 线 形 ； 而平 原微 丘 地 区 的公 路 选线 ， 以方 向 为主 导 ， 尽 量 多采 用直 线线 形 ， 并 尽 量减 短 路径 长 度 。
勘测设计阶段公路平纵线形组合的优化设计方法
段长度受限 。对 于反 向曲线 ，直线段长度应满足 ： Ｌ （ 。 ／ ０ 式中： ≥ Ａ ＋Ａ ） ４ （ Ｌ为直线长 ， 。 Ａ 为回旋 Ａ 、 线参数） 对于同向曲线 ． ； 当缓 和曲线 问的直线长度 小于 ４ 倍设计车速时，应｝ 殳汁成包络这两个 曲线的 卵形 圆或者设训 成复 线
据。 ２ ２ 汽车行驶 轨迹 分 析 ．
由式 （） ２ 可计算各级计算行车速度 的缓和曲线
表 ｌ 缓和曲线最小参数 Ａ
／ ｍ
ｋ ｈ０ ２ √ ｍ／ ． ５
ｌＯ ２
ｌＯ Ｏ ８ ０
０２ ７ √ ０ １ √ ．０ ．９ Ｄ １ ９ √ ０ １６ √ ．６ ．６
潘 威 ： 测设计 阶段 公路 平纵 线形 组合 的优 化设 计 方法 勘
－ １－ ３
面线型设计 的出发点是以汽车行驶的轨迹为依据 ，
Ａ ￣． １／ ＝ 。 ４ｐ ２ 最小参数 ， 如表 １ 。
。
（） ２
要求平面线型组合彼此协调 ， 线型变化有比例 ， 均匀
平顺 ， 没有平面连接上的突变 ， 并由此确定公路的平 面线型设计 的一系列标准 。但是平面线型最后的设 计成果 ，或者说道路设计的最终结果是 以固定形态 为动态行驶 的汽车服务的，而汽车的行驶轨迹具有 受各种因素所控制的不确定性 的特点 ， 因此 ， 以固定 形态的几何线型来适应动态的质点运动 ，显然具有 不可避免的矛盾 ，怎样使道路的平面线型更好地适 应汽车的行驶特性，是平面线型优化设计的量化依
果。
满足 曲率连续 ， 必须避免线形的突变。
２ １２ 平 面线 形 以 曲线为 主 ． ． 因为 曲线 比直线 能 更好地 适 应地 形 ，并可 获得
平、纵线形组合设计原则及要求
平、纵线形组合设计道路的线形状况是指道路的平面和纵断面所构成的立体形状。
线形设计第一从路线规划开始，而后依据选线、平面线形设计、纵断面线形设计和平纵线形组合设计的过程进行，最后展此刻驾驶员眼前的平、纵、横三者组合的立体线形，特别是平、纵线形的组合对峙体线形的好坏起着至关重要的作用。
平、纵线形组合设计是指在知足汽车动力学和力学要求的前提下，研究怎样知足视觉和心理方面的连续、舒坦，与四周环境的协调解优秀的排水条件。
特别在高等级公路的设计中一定着重平、纵线形的合理组合。
（一）组合原则平面与纵断面组合应依据以下设计原则：1.应能在视觉上自然地引诱驾驶员的视野，并保持视觉的连续性；2.平面与纵断面线形的技术指标应大小均衡，不要悬殊太大，它不单影响线形的平顺性，并且与工程花费亲密有关，任何单一提升某方面的技术指标都是毫无心义的。
3.选择组合适合的合成坡度，以利于路面排水和安全行车；4．应注意线形与自然环境和景观的配合与协调 ,以减少驾驶员的疲惫和紧张程度。
特别是在路堑地段，要注意路堑边坡的美化设计。
（二）组合方式1．平曲线与竖曲线组合 a 平曲线和竖曲线二者在一般状况下应互相重合，且平曲线应稍擅长竖曲线以下图，宜将竖曲线的起终点，放在平曲线的和缓段内；这类立体线形不单能起到引诱视野的作用，并且可获得平顺和流利的成效。
b平曲线与竖曲线大小应保持均衡，此中一方大而缓和时，另一方切忌不可以形成多而小。
1 / 5平、竖曲线几何因素要大概均衡、均匀、协调，不要把过缓与过急、过长与太短的平曲线和竖曲线组合在一同。
c当平曲线半径和竖曲线半径都很小时，平曲线和竖曲线二者不宜重叠，或一定增大平、竖曲线半径。
d凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部不得插入小半径的平曲线，也不得与反向平曲线拐点相重合，免得失掉指引驾驶员视野的作用，使驾驶员操作失误，惹起交通事故。
2．平面直线与纵断面的组合 a 平面的长直线与纵面直坡段相当合，对双车道公路能供给超车方便，在平展地域易于地形相适应，行车单一，驾驶员易疲惫。
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公路路线平纵组合优化设计浅析
摘要：路线设计是公路设计的基础和灵魂，路线设计的合理性直接关系到公路建设的可行性，更直接影响公路在运营时期的安全性及舒适性。
文章以公路使用性能为出发点分析平纵线形优化设计的思路，探讨一些实用的设计方法。
关键词：优化设计平纵组合安全舒适
1.公路平纵线形优化设计的理念
公路是一种长条带状三维结构物，公路立体线形的确定是依据平面线形的设计、纵断面线形设计以及横断面的布置综合体现。
最优设计应该是：在满足给定的约束条件下（包括控制因素、路线走向、几何标准、交通需求等），在保证运营安全性的同时使得工程规模最小、工程造价最低、更好的适应环境、经济效益最大。
公路工程中通常运用运行速度这一能够体现公路线形变化的中介指标来衡量公路路线设计的一致性与均衡性。
通常技术标准中的设计速度对一特定路段而言是一固定值,然而实际的行驶速度总是随公路线形、车辆动力性能及驾驶员特性等各种条件的改变而变化，只要条件允许，驾驶员总是倾向于采用较高车速行驶。
因此公路线形设计的一致性和均衡性直接影响着公路运行的舒适和交通安全状况。
2.公路平纵组合优化设计的原则
公路立体线形组合设计一方面是满足汽车行驶力学上的要求，体现在行车安全和行驶顺畅；另一方面是视觉和心理上的要求，体现在驾驶员和乘客的舒适和愉快感上。
就技术指标而言，行驶力学要求的是线形指标的最小值，保证行车稳定，而视觉心理感受要求的则是最大值。
较大值往往与工程经济性相矛盾。
这就要求在线形设计时要根据道路的等级处理好视觉心理要求、舒适、美观与经济的关系。
精巧的设计会使道路线条优美，行车平顺舒适，工程规模小，造价低，更难得的是会使道路融合于自然景观中，成为自然环境的点缀，让道路成为一道亮丽的风景线。
这是所有设计师们所追求的最终目的。
平纵线型设计时按下述方法可得到较为合理的立体线型。
2.1.平面线形设计
平曲线布设时应根据地形地势随弯就势，使路线与周围环境相和谐，避免应片面追求平面高指标，采用僵硬的线条而与周围环境相悖的情况。
实践证明曲线为最为优美的线条，当平曲线半径选用最小值的4-8倍数值是，能取得曲率过渡的顺滑。
采用直线线形时，直线长度不宜过短。
由于受地形条件的限制，相邻的两交点间距较短，在满足曲线半径设置的前提下，连接曲线的直线段长度受限。
对于
反向曲线，直线段长度应满足2倍的设计速度；对于同向曲线，当缓和曲线间的直线长度小于4倍设计速度时，应设计成的卵形曲线或复曲线。
过长的直线会造成驾驶员的驾驶疲劳，从而引发交通事故，一般直线长度不宜超过20倍的设计速度。
2.2纵断面线形设计
纵断面设计是应根据地势的高低起伏以及公路排水要求合理的选用纵坡和坡长，避免高填深挖路基。
对于地形复杂路段因注重平均纵坡的控制，无特殊要求时还需考虑总体填挖平衡的要求。
2.3平纵组合优化设计
①平竖曲线一一对应，平曲线比竖曲线稍长（通常简称平包竖），是视觉美感最理想的组合。
两曲线顶点错位越小，视觉舒顺程度越好；曲线半径增大，错位容许值可适当增大；曲线偏角值增大或者纵向坡度增大，错位容许值应适当减小。
②相邻的平竖曲线半径大小要均衡。
平竖曲线重叠，要以平曲线为主导。
平曲线半径如果大于 1 000 m，竖曲线半径大约为平曲线半径的10～20 倍时，可达到均衡的目的。
实践证明，它是视觉要求和投资经济相协调平衡的合适关系。
③在平面线形是直线段的地方，纵面线形设计时尽量设计成直坡段，这样可以避免设置凸凹面看不见的纵面线形，这样容易产生视线折断感。
应条件限制在长直线段设置凹形竖曲线要尽量使竖曲线半径大些，以便获得顺适的线形。
④交通事故调查表明，当回旋线与竖曲线组合、较小的竖曲线设置在S型曲线拐点时事故率最高，特别是凸形竖曲线最为不利。
⑤设计速度越高（例如大于60Km/h）对平纵组合的要求越低，当平纵面指标较低，坡度方向且坡差较大时应强调平纵组合设计。
⑥从美学角度看，平竖曲线一一对应最为美观，一个平曲线包含多个凸、凹相间的竖曲线尤为不美。
鉴赏的角度不同，（如空中俯视路段全貌，在不同比例图上看）得出的结论也不同。
公路几何最重要最根本的功能是供驾驶员驾驶使用，驾驶员在路上的实际视野景观才直接影响驾驶行为，一般驾驶速度越高，驾驶人的注视点越远。
驾驶人行驶视野表
一般驾驶员同事看到两个货多于两个竖曲线时会感到紧张，表中数据可知，如果视野不是特别开阔，驾驶人正常的视野范围不会出现多个竖曲线，因此一般情况下，一个平曲线包含多个竖曲线与车辆运行无大妨碍。
某高速公路一个大于8000m半径的平曲线内包含了12个竖曲线，多年运行实践表明无不良反映。
3.结语
公路是一种特殊的带状人工建筑物,经过的地区多,影响的范围大,是人们生活环境中的一个重要组成部分。
公路路线设计对自然环境和社会环境都有一定的影响。
公路路线平纵组合优化设计是公路设计的关键部分。
公路线形的平纵组合应得当,要求线形应舒展、流畅、美观,这样才能保证汽车高速运行的需要和道路使用者的视觉需求。
1
参考文献
1.[公路工程技术标准] JTG B01-2003
2.[公路路线设计规范] JTG D20-2006
3.[公路路线设计细则](总校稿) JTG/T D20-200X
4.[新理念公路设计指南] 交通部公路司人民交通出版社。