公路線形放樣設計

1、<p><b>　　公路線形放樣設計</b></p><p>　　摘要：公路線形設計是公路設計的核心，本文對作者在線形設計工作中的體會和認識做了簡要敘述。 </p><p>　　關鍵詞：公路；線形設計；平縱組合；設計 </p><p>　　中圖分類號：X734文獻標識碼： A </p><p>　　1.平面線形

2、設計中幾何元素的協(xié)調 </p><p>　　幾何元素協(xié)調，則車速連續(xù)。若兩路段車速之比V2/V1大于等于0.8，就是連續(xù)。據(jù)此，在長直線末端連接的曲線半徑不應機械地套用技術標準，而應以運動的觀點分析直線的交通條件，考慮在直線末端可能形成的車速V2。通常規(guī)定的設計車速只能控制相應等級的幾何尺寸，不能控制駕駛員開車的速度。一般而言，道路條件好，交通條件允許，車速就快，否則車速就慢。故確定曲線半徑的大小，應考慮可能形成

3、的車速。 </p><p>　　我國公路技術標準規(guī)定了公路線形直線段不宜過長，但是具體多長為宜，沒有做詳細規(guī)定。具體到曲線設計時，幾乎所有的資料均提出盡量采用較大的半徑，提高曲線長度，卻很少有人注意到曲線行車時間過長，連續(xù)的曲線路段行駛，同樣使人感到乏味。據(jù)查閱大量有關資料，在具有很大半徑的彎道上差不多所有汽車都低于最佳行駛速度。也就是說，相鄰直線和曲線路段要協(xié)調，相鄰直線和曲線半徑保持一定的比例，一般情況應控制

4、在1：3的范圍內，超過就不易達到相鄰路段的協(xié)調。對于極限和一般最小半徑的鄰近曲線應逐步過渡為好，在直線和曲線的協(xié)調上，應防止長直線與小半徑曲線的線形設計，曲線的半徑也不是越大越好，超過R：10000m半徑的平曲線曲率很小也接近于直線，一般情況下不宜采用。 </p><p>　　兩曲線之間所連直線段長度也應有所分析。直線過長，則線形單調，容易驅使駕駛員開快車。直線過短，看上去直線向圓心所在一側彎曲，形成斷背曲線。基

5、本上所有關于道路的設計資料和設計規(guī)范中都強調避免斷背曲線，盡量做成單曲線和復曲線。我國規(guī)范規(guī)定以不小于計算行車速度（km/h）的6倍。這樣在公路線形設計上對直線路段長度的限定就比較明確，在6～20之間。但是滿足直線長度不超過20比較容易，而必須大于6的條件有時就比較困難。在實際處理這個問題時，可以根據(jù)斷背曲線的直線長度靈活運用復曲線、卵形曲線或C形曲線線形，從而避免出現(xiàn)斷背曲線。 </p><p>　　2 .縱斷

6、面線形設計 </p><p>　　規(guī)范中的豎曲線最小長度是根據(jù)汽車行駛力學計算出的緩沖汽車行駛沖擊力所需要的最小長度和為保證停車時間的最小長度所確定的，若僅停留在滿足最低標準的水平上，只能滿足汽車行駛力學的最低要求，而不能保證駕駛人員心里上的安全性、舒適性和連續(xù)性。因此在設計中避免使用規(guī)范最小值，盡量采用大于規(guī)范最小值的3～5倍的線形標準。雖然有時會增大一些工程量，或給施工帶來一些不便，但工程竣工后會給人一種連續(xù)

7、流暢的感覺，保證行車的安全、舒適、經濟。 </p><p>　　其實，縱坡設計中最為重要的應是平均填土高度的控制，它是路線設計中一項綜合技術指標。特別是在路網發(fā)達、河網溝渠密布的沿海、沿江等省市的周邊區(qū)域，路基填土高度受到眾多因素制約，其設計的好壞顯得尤為重要，但這一點卻正是我們在設計中容易忽略的。減少路基填土高度，對于縮小工程規(guī)模、節(jié)約國土資源、減少對城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃的影響具有非常重要的作用。 </p>

8、<p>　　縱斷面線形設計應該在視覺上獲得圓順的效果，因此縱面線形能否順適，指標是否均勻連續(xù)是衡量線形優(yōu)劣的一個重要因素。研究顯示，司機在高速公路上行駛的目光集中在前方大約300～600m范圍，如果縱面坡差相差過大，豎曲線半徑較為尖銳，容易造成司機視覺上的中斷而無法遇見未來，進而引起司機心里緊張，甚至危及行車安全。因此我們在縱坡設計中應綜合考慮平縱線形，適當增加工程量，以避免縱斷面凹凸反復、波浪起伏或中間暗凹的不利線形。

9、</p><p>　　3 .平、縱面線形組合設計 </p><p>　　空間線形在視覺上應對司機產生自然誘導，使其能及時掌握路線變化情況，不產生錯覺和誤會，給人以連續(xù)、圓滑、順暢、美觀且不單調的感覺。線形組合還應使線形指標均衡合理、組合協(xié)調，不產生線形中斷、扭曲等不良現(xiàn)象，以免造成司乘人員視覺和心理上的不良反應。 </p><p>　　為了在視覺上得到平順、連續(xù)的線

10、形，各元素的定位和取值應當匹配，保持均衡，要考慮平面、縱斷面標準的協(xié)調。若平面線形標準較低，沒必要將縱斷面標準定的很高，反之亦然。 </p><p>　　4. 路線中線施工放樣 </p><p>　　路線中線施工放樣是保證施工質量的一個重要環(huán)節(jié)。這是一項嚴肅認真、精確細致的工作，稍有不慎，就有可能發(fā)生錯誤。一旦發(fā)生錯誤而又未能及時發(fā)現(xiàn)，就會影響下步工作，影響工作進度，甚至造成損失。因此，要

11、嚴格按照有關規(guī)范、規(guī)程的要求，對測量數(shù)據(jù)認真復核檢查，不合格的成果一定要返工重測，要一絲不茍，樹立質量重于泰山的意識。為確保施工測量質量，在施工前必須對導線控制點和路線控制樁進行復測，施工過程中要定期檢查。放樣時應盡量使用精良的測量設備，采用先進的測設方法。 </p><p>　　路線中線施工放樣又稱為恢復中線。一般有兩種方法：①用沿線導線控制點放樣；②用路線控制樁(交點JD、直圓ZY、圓直YZ、直緩ZH、緩直H

12、Z、緩圓HY、圓緩YH等點)放樣。 </p><p>　　用導線控制點放樣中線，放樣精度能得到充分的保證。在測量技術飛速發(fā)展的今天，測距儀的使用越來越普遍?，F(xiàn)在，幾乎所有的施工單位都有測距儀或全站儀，因而這種方法得到了廣泛的應用，成為恢復中線的主要手段?！豆仿坊┕ぜ夹g規(guī)范》(JTJ 033-95)規(guī)定，對高速公路、一級公路，應用坐標法恢復路線主要控制樁。實際應用中，二級以上的公路勘察設計，均沿路線建有導線控制

13、點，作為首級控制，故可采用導線控制點放樣中線。具體方法如下： </p><p>　　(1)計算綜合曲線上各點獨立直角坐標值 </p><p>　　采用直角坐標法放樣綜合曲線，常將獨立坐標系的原點選在緩和曲線的起點，即ZH點或HZ點上，切線定為X坐標軸，過ZH（或HZ）點與切線垂直的方向定為Y坐標軸。綜合曲線是由緩和曲線與圓曲線組成，兩種曲線上的點坐標計算公式如下： </p>

14、<p>　　緩和曲線上各點的坐標應用緩和曲線的參數(shù)方程式計算： </p><p>　　緩和曲線上點的坐標， </p><p>　　該點離開曲線起點(ZH或HZ)的緩和曲線的長度， </p><p>　　緩和曲線終點（圓曲線起點）處圓曲線的曲率半徑， </p><p><b>　　緩和曲線全長， </b><

15、/p><p>　　圓曲線上各點的坐標應用圓曲線的參數(shù)方程式計算： </p><p><b>　　sin（1） </b></p><p><b>　　-cos)（2） </b></p><p>　　、圓曲線上各點的坐標， </p><p><b>　　切垂距， </

16、b></p><p><b>　　內移距， </b></p><p>　　圓曲線的曲率半徑， </p><p>　　為圓曲線上點的切線方位角，以弧度為單位，,其中為緩和曲線終點（HY）的切線方位角，為圓曲線上點的起點距（起點至圓曲線上點的弧長）， 為緩和曲線全長， </p><p>　　(2)合成綜合曲線上各點在整

17、體坐標系中的坐標值 </p><p>　　XJ=A+Xicos-Yi sin </p><p>　　YJ=B+ Yicos+Xi sin </p><p>　　XJ、YJ 為綜合曲線上的點在整體坐標系中坐標值, </p><p>　　A、B 為ZH或HZ點坐標， </p><p>　　Xi、Yi 為 綜合曲線上各點獨立

18、直角坐標值，即上面公式（1）、（2）計算出的坐標值， </p><p>　　兩坐標系中x軸與綜合曲線切線的正向夾角， </p><p>　　用路線控制樁來恢復中線有兩種情況：一是公路兩旁沒有布設導線控制點，公路中線都是用交點樁號、曲線元素(轉角、半徑、緩和曲線長)標定，施工單位只有根據(jù)路線控制樁來恢復中線，這種情況在修建低等級公路時是常見的；另外一種情況就是由于施工單位沒有測距儀，無法利用

19、控制點，也只好利用路線控制樁恢復中線，但這種方法，常用于低等級公路。 </p><p>　　用路線控制樁來恢復中線有上述直角坐標法和偏角法，現(xiàn)簡要說明偏角法放樣綜合曲線： </p><p>　　(1)緩和曲線偏角法放樣，在ZH或HZ置儀器，緩和曲線上每隔相等的距離（10米或20米）放樣一點， </p><p><b>　　， </b></

20、p><p>　　為緩和曲線上第n個等距點（10米或20米）的 折線距離和， </p><p>　　為緩和曲線上第n個等距點（10米或20米）的偏角值， </p><p>　　為緩和曲線上第1個等距點（10米或20米）的距離， </p><p>　　為緩和曲線上第1個等距點（10米或20米）的偏角值， </p><p>　　

21、（2）圓曲線偏角法放樣，在HY（YH）點或ZY(YZ)點置儀器， </p><p><b>　　, </b></p><p><b>　　， </b></p><p>　　為圓曲線的偏角（即弦切角），以度數(shù)為單位， </p><p>　　為弦所對的圓心角，以度數(shù)為單位， </p>&l

22、t;p>　　為圓曲線上的點至HY（YH）點或ZY(YZ)點的曲線距離， </p><p><b>　　為圓曲線的半徑， </b></p><p>　　為圓曲線偏角（即弦切角）對應弦長， </p><p><b>　　5 .結束語 </b></p><p>　　隨著公路建設的發(fā)展，對公路線形設計

23、的要求越來越高，因此在路線線形設計中直線、曲線、緩和曲線的設計指標運用要靈活，摒棄靜止的、孤立的套用道路技術標準各項指標的設計方法，在符合設計標準的前提下，做到線形均衡、連續(xù)，確保行駛的可預見性。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]JTG B01—2003.公路工程技術標準 </p><p>　　[2