浅谈道路的纵断面设计

摘要:近年来，国家进入了一个蓬勃发展的时期，特别是道路建设。而道路建设过程中，应该怎样更加科学合理地进行纵断面设计，是道路设计人员必须深入研究的问题。本文主要针对目前我国道路建设中对纵断面的设计进行了阐述，为其他道路建设项目提供参考。

关键词：道路；纵断面；设计 一、引言

在道路设计过程中，必须考虑纵断面的优化设计。它对路基稳定性、填筑量、开挖量、工程造价等有很大影响。为了确定纵坡是否合理，道路设计员必须具有较强的主观能动性和丰富的道路设计经验。这主要是因为纵断面的坡度，坡长等设计参数，影响了道路的土石方是否平衡，坡度是否过大而引起行车的安全性，以及平纵组合是否合理。虽然相关规范对道路纵断面的设计有严格的规定，但有时因为地质条件复杂，即使设计出完全符合规范的纵断面设计标准，但在实际施工过程中可能会难以实施，甚至会导致大量开挖，造成巨大的浪费。如何根据实际情况进行道路纵断面设计成为本研究的主要课题。

二、纵坡设计应遵守以下原则

1、为保证车辆安全稳定运行，纵断面设计应考虑舒适度。根据\"长缓坡、短陡坡\"的原则,纵坡较大的地区应坡长。如果没有充分的理由,应避免反向倾斜。

2、设计纵坡时，考虑道路沿线的地形、土壤等自然条件，并根据不同条件进行处理。如果要开挖一段道路,必须有一些纵向坡道,以便于开挖排水沟，在河流道路上，设计的防洪水位应高于0.5米的防洪标准。长期冻土区应避免5%以上的陡坡,防止车辆打滑。

3、纵坡设计注意与周边地形景观平面的协调,使平面线形与纵坡线形能够很好地结合,提高行车安全性。

三 、纵坡设计方法步骤 （一）标注控制点

控制点是影响纵断面设计的高程控制点。一种是属于控制性的控制点，其设计目的是控制路线的垂直坡度或上下移动。这些控制点主要包括出发点、终点站、入口、重要桥梁、专用隧道、受控制的隧道高度、穿过主要城市的通道高度、需要通过的道路上的检查站高度。二是参考控制点，山区、丘陵区公路除考虑控制点外，还应考虑各路段填挖的经济平衡点，以降低施工成本。横截面的经济成分由以下要素组成：（1）在地面坡度小的情况下，在地面中间桩的高度可以找到主要的平衡标志。在这个高度上掘进时，这个区的掘进量几乎等于土堆的体积。标高是它的经济点。当土壤横坡较陡时，通常很难稳定填充土壤。有时坡脚会进一步延伸。与砌体护坡相比，开挖量大、填筑量少，甚至整个路基开挖更经济。这时，当土坡较陡，无法填方时，应修建多体、小土方或全挖的路标。如地面坡度较陡，需要竖立屏障，则应采用一定的设计标高，以尽量减少1米长的土方工程费用和竖立屏障的费用。该标高是它的经济点。

（二）试坡

边坡试验主要根据工程标准和选线意向，结合不同控制点和地形的要求，确定纵向边坡设计线。

（三）调坡

坡度调整主要考虑试验坡度线与选线是否相匹配。如果脱离现状，就必须进行全面的分析，以确定原因，作出取舍决定。详细检查纵断面设计的坡度最大值、坡长、竖曲线长度等是否符合标准要求。特别注意合成坡度，平纵组合，桥梁、隧道等构造物的净高是否合理等，并及时解决和调整问题。

（四）核对定坡

核对控制点如挡土墙、至关重要的集水区设施、桥梁隧道结构的净高结构等是否符合要求。经过合理的调整和验证，可以确定边坡线。坡度的确定就是确定坡度值和坡度变化点的位置。

四、当前我国道路的纵坡设计中存在的问题 （一）平均纵坡设计

目前，我国的纵坡设计工作主要集中在汽车的爬坡性能上。二、三、四级公路建设前的纵坡设计是严格规范的，但我国一级公路和高速公路的纵坡设计没有相关标准。这可能会导致一级公路的建设出现一些不足，这是现行纵坡设计规范的盲点。

（二） 最大纵坡设计

在设计纵坡时，必须考虑国家规定的纵坡最高设计规范，并以油耗、承载能力和提升能力为导向。然而，在制定这一规则的过程中，没有明确区分分界线和综合路基。设计过程中，路基都是按照标准设计的，整体路基更加科学合理，对于分离式道路路基就没有考虑到合理性。

（三）互通式立交区主线的最大纵坡设计

目前，我国规范对互通式交线的最大纵坡作出了相应规定，作为宏观的指标，不应放松。然而，这些规定不够全面，并未考虑到车辆的加速度、驱动特性等行驶特性。

（四） 平、纵组合设计

目前，中国规范规定，平、纵线形设计原则必须相互对应；对于设计速度超过60公里/小时的道路，必须强调平面与垂直形式的结合，这将大大提高设计工作的规模。

五、浅谈道路的纵坡设计 （一）平均纵坡设计

在设计纵坡时，必须考虑国家交通系统组成的复杂性和各种车辆的拥堵。相关设计标准也未能充分反映道路的平均坡度，项目的最终结果因地区和设计部门而异。这些条件严重阻碍了纵坡的合理科学设计。一般来说，在设计长下坡段时，必须考虑平均纵坡的设计原则。特别是在地形环境极其复杂的地区设计纵坡时，应将其设计为阶梯式纵坡，在设计公路边坡时应考虑这种交错形式，以更好地控制车辆的速度，大大提高交通安全。

（二） 最大纵坡设计

根据路基剖面，分为路基和整体路基。对于整体式路基，由于侧车道是单个站台，滑行道一侧会发生减速和上升，另一侧会发生加速和下降。纵坡设计中，主要考虑车辆的油耗和上升能力。在道路分隔方面，应根据车辆的交通特性以不同的方式确定最大纵坡，因为两段道路是且未受干扰的。纵向坡度的最大值应严格按照车辆爬坡时的性能系数确定。斜坡的上升和下降没有问题。可以适当放宽，以确定最大坡度。

（三）互通式立交区主线的最大纵坡设计

互通式立交区是利用跨线结构物实现公路与地方公路连接的方法之一。根据进出车辆比例的不同，主要有两种行驶状态：驶入主线和驶离主线。一般而言，由于匝道半径较小，当汽车驶离主线并入匝道时要减速，而当汽车从匝道驶入到主线时则要加速。规范对其互通立交区的主线纵坡规定是确保了匝道往主线进行安全合流，并未考虑车道驶入和驶离的速度变化特性。所以对互通立交区内主线纵断设计时要按照汽车行驶特性进行纵坡设计。

（四）平、纵组合设计

平竖向组合设计的原则是“平曲线略长于竖曲线”，我们称之为“平包竖”。对于地形复杂地区的道路，如果平曲线长度较大，遵循“平曲线略长于竖曲线”的原则，会增加工程成本。“平面曲线包含多条垂直曲线的问题主要从驾驶员来考虑，使用凹形竖曲线时，如果与路面的距离较大，驾驶员可以同时看到多条竖曲线。此时，对准效果较差，这将增加驾驶员的驾驶难度。然而，由于地形的，在山区等复杂地形路段，驾驶员的视距不是很长。因此，即使在平面曲线上

设置多条竖曲线，也不会影响驾驶员视觉。因此，在山区等复杂地形的道路设计中，需要灵活考虑设计水平、垂直和线性综合设施。

六、 总结

总的来说，设计人员应根据车辆的实际行驶特点和标准化条件，尽量减少工程规模和成本，使纵断面设计更加科学合理。

参考文献：

[1]岳雷，姚红云，王慧.山区公路弯坡组合路段设计指标研究[J]. 中国矿业大学学报，2019年第3期520-528.

[2]易昕，张军华 .道路最小设计纵坡探讨[J].工程与建设.2019年03期.