刘静波

(贵州省黔南州交通设计院)

1 公路设计中的几个要点

1.1 圆曲线半径设计

圆曲线是道路平面设计中最常用的线形之一，在对圆曲线的最小半径进行设计时，主要目的是为了汽车在行驶过程中能够既保证安全又感觉到舒适。

圆曲线的最小半径主要包括一般值和极限值。在已经知道公路行车速度的情况下，圆曲线的最小半径主要与f 以及i 都有着直接的联系。从行车驾驶人员的自身承受度以及舒适度来说，横向力系数:当f ＜0.10 时，在公路行车中发生转弯时就不会感觉到通过转弯地区，可以说是比较平稳和舒适的;当f=0.15 时，在转弯的过程中就能够对转弯的情况感觉到，但是相对来说还是比较平稳的;当f =0.20 时，行车驾驶人员能够感受到曲线的存在，并且感觉不平稳;当f ＞0.40时，行车驾驶人员能够强烈的感受到曲线的存在，并且感觉非常不平稳，很有可能发生颠覆的现象。根据最大横向力系数fmax和最大超高imax值，即可计算得出极限最小半径值。

1.2 横断面设计

(1)横断面设计应符合公路建设的基本原则和现行《公路路线设计规范JTG D20—2006》规定的具体要求。设计前要充分了解工程地质和水文等自然条件，并确定公路等级、行车要求、自然条件结合施工方法，做出正确合理的设计。

(2)设计时要兼顾当地基本建设的需要，尽可能与之配合，不能任意减、并农田排灌沟渠，当灌溉沟渠必须沿路基通过时，如流量较小，纵坡适宜，可考虑与路基边沟合并，但边沟断面应适当加大。

(3)路基穿过耕地时，为了节约用地，如当地石料方便，可修建石砌边坡，或修筑直立的加筋土挡墙。

(4)地面水和地下水严重影响路基的强度和稳定性，须采取拦截或迅速排至路基外的措施。设计排水设施时，应保证水流排泄畅通，并结合附近农田灌溉，综合考虑进行设计。

1.3 排水设计

进行路基排水的主要目的是保证路基的安全性和稳定性。路面排水主要包括地表排水以及地下排水。路基排水是一项经济有效的防治病害的技术措施。路基排水设计包括整个排水系统的规划和具体排水结构物的设计。

1.3.1 排水设施分类

路基排水设计时，必须拦截路基土方的地表径流，循序汇集基身表面的降水、截流、疏干和降低危害路基的地下水，把这些水引排到适当地点或通过桥涵宣泄至路基下方的水道内，勿使它们危及路基的稳定，见表1。

表1 路基排水分类

1.3.2 截水沟设计

截水沟也被称为天沟。截水沟的长度以200 ～500 m 为宜;超过500 m 时，可在中间适宜位置处增设泄水口，由急流槽或急流管分流引排。在进行截水沟的设计中，截水沟的位置应设置在路基边坡以外的一定距离内，路堑堑顶截水沟应设置在坡口5 m 以外，方向大致与路中线平行，并尽可能与水流方向垂直，以拦截更多的水，并具有足够的流水断面和纵坡。

截水沟通常采用梯形断面，深度和底宽不小于0.5 m，具有1% ～3%的沟底纵坡，沟底纵坡最小不小于0.3%。

2 案例分析

2.1 工程概况

S309 惠水七里冲至威远段公路(二级公路)两阶段施工图设计。采用的各项技术指标见表2。

表2 主要技术指标表

2.2 路线圆曲线设计

设计速度为40 km/h，根据相关规范得知:最小平曲线的最小半径的一般值为100 m，极限值为60 m，本方案设有三个弯道，即有三段圆曲线，半径依次为120.6 m，200.651 m，156.712 m。比较最小的平曲线半径为120.6 m，大于最小半径的一般值100 m。

2.3 横断面设计

2.3.1 路幅及行车道宽的确定

根据《规范》规定并结合实际情况取道路等级为二级公路，路幅定为整体式双幅二车道。根据《规范》可以得出山岭重丘区二级公路行车道宽度为3.5 m。

2.3.2 加宽值的确定

最小圆曲线半径为400 m ＞250 m，因此本设计不采用加宽。

2.3.3 路肩的确定

设计路段为山岭重丘区二级公路，需要设置路肩。参照我国《公路工程技术标准》的有关规定，选择的路肩宽度为硬路肩宽度2.5 m，土路肩0.75 m。硬路肩的坡度为2%，土路肩的坡度为4%。在填方路段，为使路肩能汇集路面积水，需在路肩边缘设置路缘石。为了便于排水，可在路基边缘设置高出路面10 ～20 cm，宽为10 ～15 cm 的路缘石。

2.3.4 路拱和超高的确定

(1)路拱

取2.0%，以利于横向排水。

(2)超高值的计算

根据《规范》可以确定山岭重丘区二级公路的最大超高为8%，最小超高为该道路所采用的路拱坡度值。超高过大会使慢行的车辆产生向曲线内侧滑移的可能性，最小超高应满足道路排水性的要求。

超高值的计算公式

式中:i 为超高横坡度;μ 为横向力系数;V 为行车速度，km/h;R 为圆曲线半径，m。

因为本工程为二级公路，所以设计超高方式为绕中心设计线旋转，路堤边坡采用1∶1.5，路堑边坡采用1∶1。

(3)超高的过渡方式

在进行设计超高过渡方式的选择时，需要从三种方式中进行选择，即绕内边缘旋转，绕中线旋转和绕外边缘旋转。只考虑无中间分隔带的超高过渡，主要采用的超高的过渡方式是中线旋转的方式。

(4)曲线上超高缓和段长度的确定

在进行缓和曲线的最小长度确定的过程中，需要对超高缓和段所需要的最短长度进行考虑，所以在一般情况下，超高缓和段与缓和曲线长度相等。但因照顾线形的协调性，则超高的过渡可仅在回旋线的某一区段内进行。从有利于排除路面降水考虑，路段的超高渐变率不得小于1/175。

超高缓和段长度按下式进行计算

式中:β 为旋转轴至行车道(设路缘带为路缘带)外侧边缘的宽度，m;Δi为超高坡度与路拱坡度代数差，%;p 为超高渐变率，即旋转轴与行车道(设路缘带为路缘带)外侧边缘线之间相对升降的比率。

结合上述情况并参考有关设计实例，在各缓和段采用缓和曲线的长度为85 m。

2.4 排水设计

为保证路基和路面的稳定，防止路面积水影响行车安全，需要设置完善的排水设计，以排除路基、路面范围内的地表水和地下水。该地区地下水位低，地下水对路基的影响很小，因此，主要考虑的是地表排水。路基的地表排水需要采用边沟、截水沟、排水沟等设施。

2.4.1 边沟设计

因为地质情况良好，土质较密实，边沟的断面形式采用梯形，底宽和深度为0.8 m;结合本路段的具体情况，内侧边坡采用1∶1.5，外侧边坡根据地质情况确定，在挖方段与挖方边坡一致。

2.4.2 截水沟设计

截水沟的形式采用梯形，底宽为0.8 m，深度为0.8 m，边坡坡度视土质而定;截水沟沟壁最底边缘开挖深度不能满足断面设计要求时，可在沟壁较低一侧培筑土梗，土梗顶宽1 ～2 m，背水面坡1∶1.5，迎水面坡采用1∶1，如果土梗基底横坡度陡于1∶5 时，沿地面需挖0.5 ～1.0 m 宽的台阶。

3 结 语

综上所述，公路设计牵涉到的内容非常多，所要考虑的因素也比较广泛，其中涉及到的计算内容也比较多，因而可以说公路设计是非常复杂的，在进行公路设计的过程中，需要综合考虑各个方面的因素，做好公路设计工作。

［1］公路路线设计规范(JTG D20－2006)［S］.北京:人民交通出版社，2006.

［2］公路排水设计规范(JTJ018－97－2006)［S］.北京:人民交通出版社，2006.