陈浩

摘 要：文章主要分析了公路路线设计的基本原则和设计内容，重点介绍了公路路线设计可靠性，它不仅能够提高公路路线设计的科学性、合理性和可靠性，而且还可以确保公路施工的进度和质量。通过对公路路线设计可靠性进行分析和研究，以期为公路路线施工的顺利进行奠定良好的基础，确保公路的行车安全，实现经济效益和社会效益的最大化。

关键词：公路；路线设计；要求；内容；可靠性

中图分类号：U412.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）29-0096-02

Abstract： This paper mainly analyzes the basic principles and design contents of highway route design， and emphatically introduces the reliability of highway route design， which can not only improve the scientificalness， rationality and reliability of highway route design， It can also ensure the progress and quality of highway construction. Through the analysis and research on the reliability of highway route design， this paper aims to lay a good foundation for the smooth construction of highway route construction， to ensure the safety of highway operation and to realize the maximization of economic and social benefits.

Keywords： highway； route design； requirement； content； reliability

公路线形设计属于公路建设施工中比较重要的组成部分，其需要确保车辆行驶的安全性和舒适性，为驾驶员的视线起到一定的引导性作用，提高驾驶员的舒适感和安全感。通常情况下，公路线形设计效果的好坏，将会对公路建设和运营的经济、舒适、安全、快捷产生一定的影响，因此要对公路路线设计可靠性给予重点研究。实际上，公路线形属于公路的骨架，其线形设计是否科学、合理，将会对公路的人工构造物、桥隧、路面、路基等的设计产生一定的影响，进而对公路的施工进度和质量产生影响。因此，做好公路路线设计工作，不仅可以提高公路的通行能力，而且还可以提高其使用寿命，降低安全事故的发生率。

1 公路路线设计的基本要求

1.1 安全性特点

在进行公路路线设计过程中，需要遵循安全性原则，并要求设计人员严格按照国家的相关规范和标准来进行公路路线的设计，尽可能选择直线与曲线的公路路线，从而有效提高公路的安全效益。同时，公路路线设计人员还需要对其坡度与弯度问题给予准确的把握，以安全性指标为指导来开展设计与控制工作，尽可能把公路路线的弯坡度值控制在预期范围内，从而有效降低对车辆通行的影响，提高公路的通行效率。

1.2 高效性特点

在公路建设过程中，涉及到人力、物力、财力等多方面的内容，而且各方面的内容需要较大的投资成本。因此，在进行公路路线设计过程中，需要遵循高效性原则，以确保各项经济性指标的有效落实，有效提高公路建设施工的整体经济效益。同时，公路路线设计还需要以降低施工成本为重点，结合项目的具体情况对各个阶段的公路线路进行科学、合理的设计，从而形成系统化、高效化、规范化的施工系统，确保公路施工的顺利进行。

1.3 环保效益性特点

遵循环保效益性原则，公路路线设计最终目标是降低路线对周围环境产生的不利影响。因此，要求公路路线设计人员，要对线路周围的环境全方位的调查和分析，促使公路施工过程中砍伐树木、过度开垦等问题得到有效的避免，以确保公路路线设计更好的满足环保效益性原则。

2 公路路线设计的内容

2.1 初步设计

在进行公路路线初步设计过程中，需要确定路线选择和设计的方案，并明确路线的具体范围。该阶段需要对公路路线周围的环境详细的了解，尤其是经济规划与城镇布局，在提高周围经济发展能力的同时，有效提高公路的整体效益。

2.2 平面设计

通常情况下，公路路线的平面设计一般应用于穿越区域内，并对路线的铺面进行重点规划。公路路线平面设计过程中，最好根据不同等级的公路，对其曲线转角进行针对性的设计与敷设，最好将转角角度控制在8～30°，并确保其连续性，对于相邻的曲线一般需要采用转角进行控制，并根据平面设计的实际情况来对曲线的S型进行调整，对于平面立体交叉口位置，需要选择规范的技术指标来对其进行设计。

2.3 纵断面设计

实际上，纵断面一般是指竖曲线、直线两大类，其中直線设计一般反映了公路路线断面上下坡的高度。竖曲线代表公路路线的坡度转折位置，如：抛物线、圆曲线。在进行纵断面设计过程中，要对竖曲线给予科学、合理的运用，并对填挖平衡、坡度起伏和低洼区域有效的控制，避免对纵断面的设计效果产生不良影响。

2.4 横断面设计

横断面的设计工作，首先根据公路设计的规范和标准，对公路限速和基本等级进行综合考虑，同时确定路面的宽度。其次，需要对环境因素、交通指标等给予综合考虑，以此来确保公路横断面的安全性和整体经济效益。最后，还需要适当的降低路堤的高度，以确保周围环境与公路路线和谐统一。通常情况下，横断面设计过程中，工程地质、排水体系、整体路基等都会对其设计效果产生影响，因此要严格按照规范和标准对横断面进行设计。

3 公路路线设计的可靠性

3.1 可靠度与失效概率

通常情况下，在公路路线设计可靠性研究过程中，可靠度β与失效概率Pf是比较重要的横梁指标，其能够对公路路线设计的状态给予真实的反馈，可以通过函数计算来获得与可靠度和失效概率相关的数据信息。借助可靠度与失效概率的关系函数，能够在驾驶期望值内及公路路线设计中得到广泛的应用，并根据可靠度与失效概率要求来对其随机变量进行针对性的选择，然后得出概率密度函数，以确保随机参数与变量的独立性，并得到公路路线设计的极限方程。如Z=g（S，D）=S-D，其中Z表示功能函数、D表示驾驶期望参数、S表示随机变量，式中S与D相互独立，其主要包括下述三种类型的表述方式：（1）Z=0，其反映公路路線设计达到了极限状态；（2）Z<0，其反映公路路线设计不满足功能标准，即处于失效的状态；（3）Z>0，其反映公路路线设计满足功能标准。通常情况下，可靠度与失效概率保持着一定的相关性，其可以反映公路路线设计表征破坏发生的概率，具体关系如图1所示。从图中可以发现，中阴面面积越小，则说明失效概率越小，越可靠性，反之失效概率越大，越不可靠性。

3.2 可靠度计算

公路路线设计可靠度计算一般选择蒙特卡罗模拟法、一次二阶矩法和直接积分法。例如，在可靠度计算阶段，一次二阶矩法一般不需要对基本变量所产生的影响考虑，其可以通过对基本变量进行统计、分析，并得到基本变量的标准值、平均值，通过线性化处理后就可以获得可靠度数据。

4 实例分析

图2表示的是平面全无控制交叉口。当驾驶员驾车达到交叉口时，会在与冲突点相距一段距离的位置做出决策，在一定程度上交叉口上的视距将会对驾驶员的决策产生一定的影响，且交叉口上良好的视距可以确保交叉口的交通安全。SA和SB分别反映了道路A和B上车辆与交叉口停车视距，如图中虚线表示的是视距三角形，在此基础上对其可靠性进行设计。

停车视距计算公式一般为：S=0.268Vt+V2/254（f+i）

式中：S表示的是驾驶员做出刹车反应到车辆完全停止所经历的距离；V表示车辆行驶速度；t表示驾驶员反应时间，一般取2.5s；i表示道路纵坡；f表示轮胎与路面间的纵向摩擦系数。

经过相关计算交叉口道路A和B的数据发现，在该公路路线进行设计过程中，可以把VA和VB作为最终的确定，t取为2.5s，fA和fB为设计速度时所产生的摩擦系数。根据所计算的数据可以计算出停车视距的可靠指标，从而实现对公路路线设计可靠性的研究。

5 结束语

总之，科学、合理的公路路线设计，不仅可以确保公路各个环节施工的顺利进行，而且还可以有效提高公路施工的进度和质量。同时，公路路线设计可以为整个公路项目的管理起到一定的参考和借鉴，在降低安全事故的发生率，有效提高公路的使用寿命。

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