浅谈公路工程路线设计思路及要点

浅谈公路工程路线设计思路及要点

赵晓 屈廷

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摘要：路线设计的水平和质量将对公路工程项目的建设产生重要的影响，同时也关系到公路工程投入运营后的安全性和舒适性，因此必须提高对路线设计工作的重视程度。设计人员应积极学习先进的公路设计思路，准确把握各项公路路线设计要点，并通过对设计经验的总结和成功案例的借鉴来对设计方案进行优化，提高路线设计的科学性以及合理性，从而为公路工程的建设奠定良好的基础，推动我国公路建设事业的现代化发展。

关键词：公路工程；路线设计；交通运输

1公路线形设计的主要影响因素

1.1气候对公路线形设计的地形地质的影响

在公路线形设计中，设计人员要充分考虑气候因素对公路线形的影响。这主要是由于气候条件对地面径流流量分布和地下水水位等都会产生较大的影响，同时公路工程的降水量和强度等也会制约公路线形的选择设计。所以设计人员在设计公路线形时，要注意收集工程区域的气象数据资料，充分了解水文条件，这样材料合理设计公路排水设施的结构形态以及规格等，以减少路面积水等问题对公路交通安全的影响。

1.2水土对公路线形设计的地形地质的影响

在公路线形设计中还需要充分考虑水土因素对公路线形的影响。这主要是由于水流情况会直接路基土质特点，而土质结构特点直接关系到公路路面和路基的结构层式选择。所以设计人员在设计公路线形时要充分了解工程区域的水流情况以及当地的实际水土流失情况，特别是在对复杂地形条件公路工程路段进行线形设计时，更要全面收集相关资料，以确保线形设计的合理性。

2公路工程路线设计趋势

对以往公路路线设计工作进行深度剖析后得知，其采取的设计手段往往以手工设计为主。显然这种设计方式存在着较强的约束性，无法实现平面、纵面与横面的有效兼顾，公路设计离不开三维立体事物的大力支持。倘若只是简单地从某个方面加以设计，那么，久而久之一定会给其他方面带来严重的影响。相关设计者在对该问题进行深度剖析的过程中，对三维立体可视化技术进行了充分运用，从三个平面加以设计。对于技术人员来讲，仅需要在设计期间详细观察公路的实际场景。相关设计者在实际设计期间通过将以往设计手段与当代设计手段融为一体的方式，把三维的可视化技术渗透其中。不管是针对决策人员还是设计人员，均要在充分结合相关方案的基础上加以选择，并且还要对当地环境予以高度重视。总而言之，公路路线设计的一体化以及可视化是设计人员的终极目标。

3公路工程路线设计优化策略

3.1数字地面模型

为充分发挥三维可视化作用，将计算机技术与公路设计融合，可应用三维数字化地面模型，其构建可通过外业阶段和内业阶段实现。外业阶段要采用高新科技如无人机等进行勘察，来构建出一个实景模型，以此使公路路线的设计达到更准确、更精细的目的；内业阶段要利用高新科技软件采集地形图中的重要信息点，如等高线、高程点等信息，构建成一个精确的、数字化的智能三维模型。在这个模型中通过数字表达来描述地形的状况，在经过对地形表面取样后，以x，y，z来表示取样点的横、纵、竖坐标。也就是说，数字地面模型是按一定的结构和序列组成的数据组，该数据组代表地形特征的空间分布状态。数字地面模型在公路路线设计中的应用：（1）在三维立体的地面数字模型中选定公路线。三维立体数字地面模型能够提供所有可能的路线走廊，以供设计者进行选择。（2）在数字地面模型的基础上，再对初定的路线进行比较，确定出最佳线路。（3）通过CAD系统提供的路线平面逐桩坐标，求出路线的纵、横断面的地面线，生成设计路线纵、横断面图。（4）将设计好的路线与数字地形的三维模型进行技术处理，可以得到整个路线的三维真实模型。

3.2合理选择

应用高精度三维模型，对公路路线进行首次设计，该设计要严格遵循公路路线设计原则。公路建设过程中，路线设计是重要环节，路线的平面、纵断面、横断面等相关元素的设置对整个工程项目设计质量以及应用后行车安全都有很大的影响。因此，在设计过程中要对路线进行综合考量，不仅要考虑到美观和舒适度，更要考虑行车安全的因素，遵循相关交通规范，掌握路线的设计要点，结合当地环境的实际情况，最大限度地满足交通运输需要，提高路线设计合理性、安全性和舒适性等。结合对地形等外界条件判断设计纵断面，最后综合路线点进行考量得出该路线的最佳方案。

3.3优化整合

在严格遵循公路路线设计原则的基础上，三维可视化设计应用新兴科技软件对路线的平面模型进行修整，需要在真实感图形绘制与动态显示方面进行研究。对平面模型中的缺点不足，如高点挖锄过多、低点填埋过度，造成的进一步崎岖不平等进行调整。优化整合平面模型时，可以调出对应的纵面模型考察此时纵面路线的路况及走势，也可以调出横向模型考察在此平面及纵面模型基础上的横向构造及桥梁等部位在实际施工作业过程中的难易程度。除此之外，还可以观察调整后的平面模型的适用程度及改良状况；在进行优化整合纵面模型时，可以同样调取出平面模型及横面模型，以考察纵面模型优化后的地势、地貌、地物等状况；平模型、纵模型、横模型优化整合后，可通过仿真的实景三维模型对该工程项目的整体状况及各个方面的细节进行检查验收，以使工程建设达到高效率、低失误、高质量的目的。

3.4公路纵断面线形坡长设计要点分析

在对公路工程进行纵断面线形设计时，设计人员应合理控制纵坡坡长，尽量保持纵坡平缓均匀，并可以在条件允许的情况下适当加大坡长，以减少车辆驾驶中的频繁换挡操作，以保证行车的速度和安全。设计人员应按照设计规范要求根据坡长的最小值来控制变坡点之间的距离，因此坡长最小值应在达到设计标准的基础上还要能够承载直坡短。在设计竖向同向曲线时，由于凹形竖曲线有可能被误认为公路工程线形的组成部分，因此设计人员要合理确定直坡段的长度，以减少断背曲线的出现。为了防止较长直坡段会产生大半径竖向曲线的视觉误差，设计人员可以采取两端连接的方式来行车三心复曲线，以保证纵坡的平顺性。而在设计反向竖曲线时，则应将其长度控制在3S设计速度行程以上，并可以在曲线中间适当设置直坡段。

结语

在交通运输事业发展过程中，必须要确保交通建设的规范性与可靠性，就公路工程建设来看，公路路线设计的合理性直接关系着公路工程建设质量与成本控制，关系着公路运输的安全性。公路路线设计较为复杂，涉及内容较多，需要保证设计理念的先进化以及设计技术的有效性，才能够满足公路工程设计要求。鉴于此，本文提出要积极运用先进的设计思路，严格按照公路路线设计规范的要求，准确把握路线设计的要点，加强对各种因素的综合分析，提高设计方案的合理性，为公路工程的建设奠定良好的基础。

参考文献

[1]杨洁.公路路线设计的一体化与可视化[J].工程建设与设计，2019（1）：120-122.

[2]郭家芳.公路路线设计的一体化与可视化技术研究及应用[J].科技创新与应用，2020（6）：179-180.

[3]邓雍.公路路线设计的一体化与可视化[J].黑龙江交通科技，2019，42（9）：29-30.