道路勘测设计平面设计范文

导语：如何才能写好一篇道路勘测设计平面设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

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[关键词]道路勘测设计 教学时效性 教学质量

[中图分类号] [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）012-0050-02

道路勘测设计是工科院校土木工程路桥专业必选的专业基础课程。路、桥作为三维带状空间结构物，其勘测设计工作是基础。因此，该课程的教学效果将直接影响学生未来的基本专业素质。

道路勘测设计课程教学有课堂教学、室内课程设计和野外实习三个方面，全部讲授完需要60～70学时。同时，随着科技的发展，还要对计算机辅助软件进行深入讲解。而当前道路勘测设计课程课时数在逐渐减少，华南农业大学道路勘测设计计划理论课时仅为48学时，另加一周课程设计使得教学内容增加与课时数减少的矛盾日趋严重，因此，有必要对道路勘测设计课程教学的时效性进行探讨，以确保教学质量。

一、道路勘测设计课程的结构特征

（一）涉及内容多，知识面广

道路勘测设计课程有公路与城市道路两大体系，分别包括平面设计、纵断面设计、横断面设计三部分，另外还有平面交叉设计和立交设计等，涉及内容较多。该课程学习前要具备测量学、道路工程制图、工程力学、土力学、工程地质及水文地质等专业知识，后续将与路基路面工程、桥梁工程、公路施工组织与概（预）算等专业课程紧密相连，知识面广。

（二）实践性强

道路勘测设计是一门实践性很强的课程，它研究道路的走向、起伏，与工程实际紧密相关，开展实践教学尤为重要。

（三）影响长远

道路勘测设计课程是路桥工程设计、施工的基础，如果该知识欠缺，则工程后续工作将无法进行，就更谈不上具体道路和桥梁的设计和施工。

二、道路勘测设计课程教学现状

笔者结合自己及相关兄弟院校道路勘测设计课程的教学实际，将该课程教学现状的特点归纳如下。

（一）学生缺乏足够重视

由于道路勘测设计是开课时间较早的专业课程之一，涉及规范条文多，没有类似数学、力学等课程系统性及逻辑性的理论和计算。同时，该课程设计细节多、内容杂，使得学生在学习中有些无所适从，加之学生对工程实践和认识的缺乏，在不清楚实际工作要求情况下，增加了对专业课程的理解和把握的难度。因此，学生大多数缺乏学习主动性，态度不够重视。

（二）教学方法偏保守

传统课程的教学是，教师口头讲授并结合板书绘图和计算演示。如道路勘测设计课程按传统教学，表现为平铺直叙、按部就班、照本宣科，学生通常感到杂乱无章、摸不着头脑。同时，由于道路勘测设计课程实践性强，教学过程中如缺乏大量工程实例和有效直观的演示，学生对该课程内容难有深刻的认识和理解，实践设计也无从下手。当前，虽然大多数高校采用多媒体教学，弥补了部分缺陷，但仍存在教学课件设计普遍缺乏良好的情境创设、课堂互动性少、学生学习积极性不高等问题。教学重理论、轻实践、课程设计和野外实习时间短、学生锻炼机会少，使得学生对土木工程师的责任感缺乏深刻认识。

（三）与其他专业课缺乏良好结合

道路勘测设计课程虽然主要是讲述道路的几何线性，但在设计选线和定线过程中需要考虑水文、地形、地质等外界环境因素的影响。因此，道路勘测设计课程在讲授过程中要充分考虑测量学、土力学、工程地质及水文地质等专业课程。

三、道路勘测设计教学的时效性研究

“教学的时效性”是指教师要遵循、掌握教学活动的客观规律，从而投入最少的时间和精力，取得最大的教学效果，其核心问题即教学效率的问题。

（一）大学教学时效性的表现

大学教学时效性实现的前提就是由“要我学”变为“我乐学”，通过引导学生自主学习，激发和培养学生的学习兴趣。

对于大学时效性教学，教师要因“学”施教，其“教”的有效性取决于“学”的效果，而教师作为学生学习的指导者和引路人，应该利用多种教学形式、合理的教学内容、科学的教学过程，再经过有效衔接，促进学生时效性学习；而学生作为时效性教学的另一个行为主体，其探究学习、自主学习、合作学习是关键，要由“学会”转变到“会学”。因此，教师和学生要充分互动，运用课堂教学过程促进学生能力提高，提高学生的自主、探究、合作、实践的能力。

（二）道路勘测设计课程教学时效性的构建

1.整合教学内容，优化教学过程

道路勘测设计课程教学内容整合首先表现在培养目标整合上，使学生紧跟当前的技术进步。首先，应结合培养目的，对道路勘测设计中所涉及的教学知识点进行有机整合，让学生了解自己在学什么，并将运用何处。其次，应对教学进程进行整合，结合教学进程调整教材的章节顺序。如可以把“道路平面设计”、“道路纵面设计”及“道路横断面设计”中，关于“内业设计”、“绘图”的内容安排在“道路曲线测设”中教授，这既有利于教学的循序渐进，也有利于学生系统地了解道路设计的步骤，从而掌握道路设计的整体过程。再次，实践环节整合，将实践教学环节的野外实习融入课程设计中。道路勘测设计课程设计紧密结合野外实习实际地形，将课程设计内容提前布置给学生，分组进行，组内合作探讨选线、定线过程，然后独自完成一段全过程设计。课程设计应采用小组汇报和教师评价方式，以锻炼学生的综述表达能力，同时使学生充分认识到怎样才能设计出一条技术上可行、经济上合理的线形。

2.优化课堂时间分配，提高课堂效率

道路勘测设计课程头绪多、内容杂，应深入研究该课程的内在结构，理顺其相关联系，形成贯穿全课程路线设计的主线，对课堂时间进行优化分配，以提高课堂效率。

教学时数是有限的，对理论课时进行科学合理分配是增强教学有效性的关键因素之一。道路勘测设计课程重点为道路的平、纵、横断面设计及其选线和定线，突出难点为平面设计的曲线要素、坐标计算、横断面的超高和加宽、纵断面高程、土石方调配，应针对这些重点、难点问题，结合知识内在联系，进行详细讲解。而对汽车行驶理论、动力性能、行车视距公式推导等可简略带过，甚至不讲。

3.教学手段多样化，加强课堂互动

多样化的教学手段和教学方法，可以激发学生的求知欲望。教学手段的多样化一方面表现在教师对新的教学技术手段的应用，使信息以最佳的方式呈现出来。在教学过程中，笔者为丰富道路勘测设计课堂内容，使学生有更直观、清晰的认识，经常借助多媒体展示实际设计成果，通过实际的设计任务和设计图使学生产生直观认识；课堂上，强调学生遇到问题可随时举手提问，增强教与学的互动性。教学手段多样化另一方面表现在因材施教上，如在讲解山区越岭线布局，解决垭口选择及过岭标高选择、垭口两侧路线展线等问题时，对于垭口概念比较抽象模糊，不容易理解，无法将学生带到山区现场实地考察，因此，在授课时笔者自带了某公路工程越岭线的设计实例，制作成对应的课件进行讲解，取得了良好效果。

（三）道路勘测设计课程教学时效性的评价

为了解道路勘测设计课程教学时效性革新的效果，应引入以学评教的教学体系，使教师更多地关注学生在课堂上可能出现的反应，并思考如何应对，从而提高课堂教学质量。评价内容包括学生反应、学生认可度、学生对老师教学内容的认可度。为此，笔者随机调查了在校及已毕业的路桥专业学生各30人，以问卷形式进行抽样调查，共收回问卷56份，其中在校学生30份试卷全部收回，毕业学生反馈调查试卷收回26份。调查结果表明，教学时效性改革效果明显，新的教学方法有效。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 杨永红，姜艺，虞将苗，等.中美土木工程专业道路勘测设计课程教学对比研究[J].高等建筑教育，2012，21（3）：66-71.

[2] 於永和.大土木工程专业《道路勘测设计》课程教学改革探讨[J].高教论坛，2006，8（4）：52-53.

[3] 孙国富，冯，刘运通.道路勘测设计课程的数字化教学改革[J].高等建筑教育，2006，15（2）：74-78.

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[关键词]路桥专业 道路勘测设计 教学改革

[中图分类号]G [文献标识码]A

[文章编号]0450-9889（2013）02C-0133-02

道路勘测设计是高等职业院校道路与桥梁专业的一门主干专业课程。课程主要包括道路路线设计的主要依据，道路的平、纵、横断面设计，道路的选线与定线，道路平面交叉口设计，道路平曲线设计计算和道路沿线设施等内容，是一门理论知识丰富、实践性强的课程。为了进一步提高教学质量和教学效果，适应新形势下高等职业教育课程教学改革的需要，打破传统教育模式，按照“以就业为导向，以服务为宗旨”的职业教育目标，对该门课程进行教学改革。

一、课程教学现状

（一）采用本科院校的教学方法

许多高职学生的综合能力不如本科院校的学生，如果按照本科院校对学生的要求及教学方法，遵照学科知识的内在逻辑顺序展开课程教学，教师上课时重理论轻实践，让学生接受非常困难，学生容易产生厌学情绪和自暴自弃的想法，从而对学习失去了信心。学生的学习态度又让教师觉得非常失望，自己付出的辛劳没有得到应有的回报。

（二）教材严重滞后于现行标准和规范

随着国内基础设施建设的蓬勃发展，道路建设也得到了进一步的完善，《公路路线设计规范》和《城市道路设计规范》也在随时间的推移和技术的发展不断得到修改、补充和更新，例如不同设计速度的平曲线和竖曲线半径和长度的限值，不同等级道路的纵坡和横坡的限值等都发生了相应的变化。但上课用的教材所引用的规范严重滞后于现行道路规范，使得学生在学习过程中引用错误的设计参数，设计出来的成果达不到现行规范要求。如何把最新的道路设计规范引入教材是当前教学工作的一个重点内容。

（三）师资力量薄弱

道路勘测设计是一门实践性很强的专业课，要求讲授该门课程的教师具有一定的工程实践经验。但是很多高职院校的教师是大学毕业后直接到学校从事教学工作，并没有相应的实践经验，没有在道路设计岗位工作过，不能深入了解具体的设计过程。因此很多教师在上课时只能完全按照课本来讲解，照本宣科，不能引入实际的案例，讲解起来枯燥无味，这极大降低了学生对本门课的学习积极性。

（四）实训时缺乏相应的设计软件

实训是理论联系实际的必要过程，本门课程的实训是在仿真的职业情景下，创建一个具体的综合设计项目（涵盖了本门课程的大部分知识点），让学生在完成该项目设计的过程中加深理论理解，加强动手能力。但由于经费等问题，学院并没有购买合适的设计软件，实训还停留在手工绘图的阶段。而在实际工作中，道路设计已实现软件设计、电脑绘图和打印，这导致学生走向社会后不能与对应的工作岗位实现无缝对接。

二、教学改革建议

（一）精心组织内容，对课程教学进行整体设计

职业教育课程的内容必须以职业活动为导向。要在知识与职业活动之间建立桥梁，以职业活动中可能遇到的问题为中心，以知识与职业岗位的关系来组织课程内容，通过项目载体，引导学生在完成项目的过程中主动建构理论知识和实践技能，从而提升职业能力。

根据道路设计岗位的要求，本门课程创建一个山岭区三级公路综合设计项目，该项目涉及所有需要掌握的知识点，包括6个子项目，分别是：公路选线与定线项目、公路平面设计项目、公路纵断面设计项目、公路横断面设计项目、公路平面交叉口设计项目和公路排水设计项目。每个项目对应不同的知识点、能力目标和检核方法。学生在学习完一个子项目以后，立刻进行项目考核，以能力考核为主。兼顾知识考核（能力考核占60%，知识考核占40%），力争人人过关。学生通过该子项目的考核后再学习下一个设计子项目。最后，在实训时通过完成一个综合设计项目来加深理解知识，加强实际设计能力，达到理论联系实际。这样，保证了学生的学习质量。同时对每个设计项目的教学都采用案例教学或项目教学等方法，必要时通过多媒体技术，把道路设计中的先进理念、难点、重点生动形象地展现在学生面前，以利于学生加深理解，同时提高他们的学习积极性。

（二）引入最新道路设计规范

我国道路建设处于蓬勃发展期，在这期间新技术、新工艺、新方法、新材料会不断出现，标准和规范也需要不断进行修改。这就要求任课教师不能照搬教材上的内容，应围绕学生职业能力的提高，及时更换教材上滞后的标准、规范和方法，并关注最新的道路设计动向，随时更新知识，将学科前沿信息渗透到教学中。

（三）组建教学团队，提高教师教学水平

组建道路勘测设计教学团队，教学团队由本专业的一名带头人和若干名承担本门课程教学任务的骨干教师组成，利用课余时间研究本门课程的讲授方法和内容，根据岗位设置要求，确定课程教学内容以及学生通过本门课程的学习应具备的知识目标和能力目标。教学团队中每位教师都要利用课余时间深入企业锻炼，立足实践，自觉加强学习，丰富自身实践知识，提高教学水平。在授课过程中，教师应注意节奏感，考虑学生的课堂接受能力，引导学生自觉思考问题，并积极回答学生的提问，营造活跃的课堂气氛，达到良好的师生互动，提高课堂效率。

（四）引入道路设计软件

目前道路外业勘测已由传统的纸上测绘地形图发展到了以GPS―RTK和航空、航天摄影测量及遥感技术为主的数字化测图，道路设计人员应该熟练掌握相应设计软件的应用，常用的道路设计软件有海地、红叶和CARD/1等，这些软件具有强大的人机交互功能，便于学生学习和掌握知识。在教学过程中引入这些设计软件，可以提高学生的设计计算速度，激发学生的学习积极性，培养学生的软件应用能力，提高学生的工作岗位适应能力和动手能力，为学生的就业奠定基础。

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【关键词】平面设计；纵断面设计；横断面设计；气候问题；交通安全

中图分类号：S611文献标识码： A

1 概论

交通安全是全球性问题，引发交通事故的原因很多，主要分为主观因素和客观因素两大类。完善的公路设计，有效控制交通安全，减少交通事故，减少经济损失。公路几何线形设计，要考虑公路平面线形纵断面与横断面的组成相互协调，还要注意视距的畅通，平面纵断面与横断面的组成相协调线形的好坏，对交通流的安全具有极其重要的作用，如果公路线形不合理，则会降低公路通行能力，造成运输者时间和经济上的损失。

2 平面设计与交通安全

平面线形应直捷、连续、均衡，与地形相适应，与环境相协调。公路平面线形一般由直线、曲线和缓和曲线三种基本线形要素组成。直线是最常用的线形，其优点是勘测设计简单，方向明确，路径短，但直线单调，对驾驶人员易产生乏味感，降低集中力，不利于行车安全。

2.1 直线设计

直线不宜过长，过长直线的枯燥感和单调感容易使驾驶员疲劳、磕睡，造成车速过快，视觉误差增大而引发交通事故，所以应避免使用长直线。直线亦不宜过短，如果两个平曲线之间直线太短，容易把直线和两个平曲线看成反向弯道，使整个线形缺乏连续性。我国《 公路路线设计规范》 规定：“对于设计速度大于或等于60km / h 的公路，同向曲线间最小直线长度（以m 计）以不小于行车速度（以km / h 计）的6 倍为宜；反向曲线间最小直线长度（以m 计）以不小于行车速度（以km / h 计）的2 倍为宜。”两同向曲线间直线长度难以满足上述要求时，应调整线形设置成单曲线或复曲线；两反向曲线间直线长度难以满足上述要求时，应设置成“S ”曲线。

2.2 曲线设计

曲线线形要适合地形的变化，应同相衔接的路段平、纵线形要素相协调，使之构成连续、均衡的线形。一般避免采用极限最小半径，三级公路以上还要采用缓和曲线来过度直线到圆曲线的曲率变化。曲线半径不宜太大或太小，曲线半径越小，交通安全性越差，交通事故越多，一般避免事故。

曲线转角对公路交通安全也有影响，小偏角曲线容易导致驾驶员产生急弯错觉，不利于行车安全因此，在公路设计中合理确定路线转角十分重要。小半径凸曲线地段由于视距不足更大采用极限最小半径,曲线半径太大可能导致曲线太大增加事故的隐患。

2.3 缓和曲线设计

缓和曲线通常采用回旋线，对于设计车速较高的公路，在计算缓和曲线时，横向加速度变化率宜采用0.45m/s3 ，并相应增加缓和曲线的长度。

3 纵断面设计与交通安全

纵面线形应注意纵向坡度和变坡点处的竖曲线，纵向坡度和别的线形因素不同，造成驾驶人员的视觉中断，诱发安全事故。因此，必须控制坡长，高速公路、一级公路应对纵坡长度受限路段采用平均坡度法进行验算，一般凸曲线段事故率要比水平段高，小半径凸曲线往往成为事故的诱因，竖曲线频繁变换会影响行车视距，严重降低公路安全性，在夜间没有照明的公路，凹曲线必须考虑视距问题。纵断面设计中，有时即使完全符合最大纵坡、坡长限制及缓和坡段的规定，也还不能保证使用质量，不少路段由于平均纵坡较大，上坡持续使用低速挡，也易导致四辆水箱开锅，下坡则因刹车过热、失效而导致交通事故发生，因为在纵断面设计当，有必要控制好路段的平均纵坡。必须按照公路设计规范指标采用。

4 横断面设计与交通安全

平纵线形的组合，对视觉诱导起重要作用，在视觉上违背自然诱导的线形组合是导致事故多发的主要原因，在平纵线形设计中，要避免竖曲线与回旋曲线重合，特别是凹形竖曲线与平面上两反向回旋线的拐点重合；避免竖曲线顶部有急弯，以免驾驶员靠近顶部来不及判断，从而造成速度过高引发交通事故在平曲线的组合中，尽量避免或少采用反向曲线、断背曲线和复曲线。平纵配合对行车安全的影响公路线形是以平纵组合起来的立体线形而映入驾驶员眼帘的良好的组合，通常无需增加费用却能增进公路的效用安全和路容，获得满意的路线如果平纵组合不好，不但有碍于平纵线形各自优点的发挥，而且还会加剧两方面的缺点。所谓组合，主要指平曲线与竖曲线在一起时，它们技术指标之间的大小匹配应当均衡，不能一方大而缓、而另一方小而急。

公路的路面横向分布，即路幅宽的布置方式对交通安全也有一定的影响，公路横断面设计既受平、纵线形设计的制约，也对其起控制作用。应最大限度地降低路堤高度，做好防护、排水、取土、弃土等的设计，减少对沿线生态的影响，防止水土流失，保护环境，使公路融入自然。车行道、路缘带、路肩以及中央分隔带的形状和尺寸，也都应根据使用功能、交通量大小、交通流的组成以及安全行车要求进行合理设计，做到连续性和一致性。

公路交通安全设施包括安全管理设施和安全防护设施，进行设计时，除满足其重要的特殊的需求外，要能比较容易地引起驾驶人员的注意，提供的信息，要简明、易懂，要允许驾驶人员有足够的反应时间。随着公路管理的不断加强，具有光效应的公路轮廓标、车行道上的猫眼，其颜色、间距的正确设计，对保障夜间安全行车具有很大作用。中央分隔带上的防眩设施，是高速公路和大交通量的其他各级公路均应采用的安全措施。

5 气候问题与交通安全

由于不良气候条件引发的交通事故约占高速公路交通事故的39 ％。特别是隧道出口处为交通事故多发地段，这是由于隧道内常年恒温路面不易结冰，但出口处在冬天经常结冰，路面湿滑加之驾驶员大意，汽车行驶至此常易发生事故。因此，做好路面防排水，改善路面性能，提高路面抗滑耐磨、抗低温裂缝、抗水损坏性能，是减少高速公路安全事故的有效措施。

6 结束语

公路交通安全研究是一个涉及多因素的动态系统工程，大量交通事故表明，整个交通系统中公路属于基础设施，是交通安全的一项重要因素。良好的道路设计能提供安全可靠的行车条件，是减少交通事故、减轻旅客生命财产损失有效的手段，必须在设计阶段坚持设计和交通安全相统一的理念。

参考文献

[1] 徐吉谦，交通工程总论，人民交通出版社，2002

[2] 张维全，道路勘测设计，重庆大学出版社，2002

[3] 高建平，基于运行车速的公路线形设计质量评价，同济大学学报（自然科学版），2004

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关键词：数字地形图；公路设计；平面线形设计；纵断面设计；横断面设计

中图分类号：U41 文献标识码：A

1引言

随着国民经济的迅速发展，我国交通量明显增长，远远超过了现有公路的建设速度。公路建设速度影响着国民经济的快速发展，而公路设计在公路建设中起着举重轻重的作用。如何准确、快速地提高公路设计质量以及速度是关键。传统的公路勘测设计方法，耗时长，需要浪费很多物力、财力和人力。而采用数字地形图进行公路设计时，可以全面系统地规划、设计路线。同时也可从数字地形图上提取公路设计时所需的相关数据，如纵横断面地面线的高程等。利用数字地形图进行公路设计时，不仅可以保证质量，提高速度，还能够节约经费。

2 数字地形图的概述

数字地图，是以地图数据库为基础，以数字形式存储在计算机外储存器上，可以在电子屏幕上显示的地图。数字地形图根据数据形式分为栅格和矢量数字地形图，本文指的是矢量数字地形图。

在应用数字地形图时需考虑其更新速度的快慢。对于更新较慢的，由于在数字地形图上有些新建地物没有反应，因此一般不建议采用。数字地形图更新较快的，需确认地物更新状态并实地核对，无误后才采用。对少部分地物不符的，需进行补测、纠正后才能采用。公路设计时不同阶段对数据的精度要求不一样，需实际情况选择不同的数字地形图，以满足精度指标要求。一般公路在可行性研究阶段、初步设计阶段对精度的要求不高，而在施工图测设阶段对其要求较高。

3 工程实例

本文以该二级公路的K52+300至K56+800段为例，其设计速度为40km/h，路线长度为4.5km，路面宽度为7.0m，路肩宽度为2*0.75km，最大纵坡为7%等。利用测绘和道路软件如：ArcViewGIS（地理信息系统软件）、Surfer（三维绘图系统）、纬地等软件，分析在公路设计中数字地形图的应用。

3.1建立数字地面模型

地面数字地面模型是利用纬地系统结合三维地形图而建立的，其步骤如下：

（1） 新建工程项目。设置新建项目名称、文件存储路径以及设计者信息等。

（2） 新建数模。对点数据高程过滤进行设置，其中包括过滤器最大高程值以及最小高程值等。

（3） 读入三维数据及预检数据。读入三维数据并对其进行检查，以提高数据的质量。

（4） 三角构网。对三维点进行排序、索引等，并建立三维数字地面模型。

（5） 显示网格。显示三角构网结果。

（6） 优化三角网。优化三角网可消除平三角，使其更贴切反映地面实际情况。

3.2平面线形设计

平面线形设计是路线在大地投影面上的几何线性设计。传统的选线工作量大，比较麻烦，存在许多弊端。如果设计人员对路线不是很了解，可能会导致选线不合理，甚至可能需要重新返工。无论在经济上还是在时间上造成了一定的浪费。而基于数字地形图的平面线形设计，在CAD系统软件上可实现整体缩小或局部放大，从而设计人员能在整体上来把握全局。

在路线平面线形设计时，平面效果图由ArcView GIS3.3以及数量数据中的shp形文件生成。三维效果图由Surfer8.0以及矢量数据中的xyz文件生成。通过路线的矢量地形图，平面效果图，三维效果图以及现场的勘察按照要求确定路线的平面几何线形。

3.3内插纵横断面高程值

在平面设计后，对路线纵横断面的高程值进行内插，其流程如图1。

3.4纵断面设计

在进行纵断面设计时按照国家的标准以及相关规范，满足路基的最小填土高度以及构造物的设计标高要求，合理的选择技术指标，注意路线的行车安全，降低路线的工程造价。根据数字地面模型内插的纵断面地面数据，进行纵断面设计，然后绘制纵断面设计图。

在纵断面设计时受天气的影响较少，数据采集的速度较快，但是采集的数据是模型数据，跟实际地面数据存在着偏差。一般适用于精度要求不很严的公路设计阶段。

3.5横断面及路面结构设计

横断面设计是根据平面设计和纵断面设计的地形数据而进行的。横断面设计方法相对于传统方法采集数据速度快，缺点是有的数据精度不是很高，所以一般不适用在施工图设计阶段。

在该项目中，采用二级公路标准，路基宽为8.5m，标准横断面为2*3.5m行车道+2*0.75m土路肩。该段路线采用沥青混凝土路面，底基层为18cm级配碎石，基层为36cm水泥稳定碎石，面层为6cm中粒式沥青混凝土。

3.6 三维模型设计

实体的三维模型在进行完平纵横设计后，可利用纬地系统生成。三维模型在输出时可整体输出也可分段输出，其模型类型有路基模型、隧道模型和桥梁模型。在路线设计过程中要根据实际项目的情况选择合理的模型类型以及输出方式。同时可根据实际情况选择视点桩号、视点方向、距路基面的高度以及视线偏移的距离等，结合纬地系统生成路线的透视图，从而可实现从不同角度、桩号、方向以及高度来正确反映路线的视觉效果，从而更有利于行车安全，达到安全设计要求。

结语

本文利用ArcviewGIS3.3、Surfer8.0、纬地等软件结合实例分析了数字地形图在公路设计中的应用。在平面设计中，可整体把握公路的路线走向，从而有益于合理选线。在纵横断面地面线内插时，使纵横断面的数据采集效率大大地提高。在三维模型设计时，可从不通过角度对路线的位置进行客观地评价，为调整路线方案提供了参考依据。在公路设计中数字地形图的应用越来越广泛。

参考文献

[1]彭强.数模技术在公路勘察设计中的应用[J].湖南交通科技，2006.

[2]王辉，周建康.，李建.基于城市规划的数字地形模型及应用[J].城市勘测，2010（03）.

[3]郑俊涛.数字地形图质量检查系统的研究与实现[D].江西理工大学，2011

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关键词：公路平面交叉口；问题；关键设计

中图分类号： U412 文献标识码： A

前言

近年来，随着机动车辆的迅猛增长，车辆发展的速度远远超过道路建设的速度，经济发展持久生成的交通需求远远大于道路资源、管理资源所能提供的交通供给，交通供需矛盾日益激化。道路平面交叉口是人流、车流集散的地点，是路网的重要节点，道路的运输效率、行车安全、车速和通行能力很大程度上取决于交叉口的正确规划和良好设计。

一、城市道路交叉通存在的主要问题

平面交叉口的交通控制与交叉口本身同样重要，主要在三个方面对交叉口进行交通控制：信号控制、停让控制、在交叉口配备一定数量的警力控制交叉口。通过有关调查发现，在交通控制方面，我国城市道路的交叉口存在许多不足，主要包括：交通信号灯可见性不强，信号配时对交通的需要不能满足等。各进口拓宽长度不足，直行车排队使得左转车难以驶入左转专用车道。

人流、非机动车流通过路口时，对机动车干扰较大的现象。进口道车道数不足，交叉口的同性能力不够。非机动车以及行人通行的车道绿灯时间短。市民交通安全意识和法制观念淡薄，交通公德意识差。机动车违章现象突出，随意抢道，随意左转、掉头、占用停车道;非机动车和行人肆意穿行，挤压和占用了机动车道，增加了交通压力。

二、平面交叉口设计的原则

主要道路与次要道路相交时，主要道路的纵、横断面均维持不变，而将次要道路双坡横断面逐渐过渡到与主要道路纵坡相一致的单坡横断面，以保证主要道路的交通便利。同等级的道路交叉时，纵坡一般都保持不变而改变它们的横坡，使横坡逐步地随纵坡变化。一般是改变纵坡较小的道路的横断面形状，将路面拱顶线逐渐向纵坡较大的道路的行车道边线移动，使其横断面与纵坡较大的道路的纵坡一致。交叉口范围内，不应使一条道路的雨水排入另一条道路上或流过交叉口的人行横道，也不应使交叉口内产生积水。因此，需合理确定交叉路纵断的变坡点和布设雨水口，设计时至少应有一条道路的纵坡方向背离交叉，雨水口应设在人行横道之前或低洼处。如遇困难的地形，交叉口设在盆状地形处，必须设置足够数量的雨水口。平面交叉口立面设计高程应与周围建筑物的地坪高程协调一致。

三、公路平面交叉口关键设计

1、交叉口车道数的确定

在设计车道和确定车道数时，不仅要考虑道路宽度、周围建筑物特点等环境因素，还要考虑到当地车流量、车辆类型等交通因素。最好采取可以量化的模型，以这些参数为输入变量，然后计算直行车道、转弯车道的数量和宽度等参数，以能否适应当地车流特点作为评判设计效果的最终标准。

2、道路交叉口平面设计

交叉口道路中线由城市房产和城乡建设局提供，道路桩号根据现场进行排桩。交叉口范围进行交通渠化设计，增设交通岛及中央分隔带、两侧分隔带，具体长度、宽度尺寸交叉口平面设计图。交叉口处道路平面设计原则上维持原设计非机动车道外侧立沿石边线位置不动，当车行道个数不够时一车或两车加宽路口右转弯道部分及交叉口内部进行渠化调整，设置交通岛及中央、两侧分隔带，道路立沿石边线位置均以道路中线为基准进行放线。同时给出了交叉口信号灯电缆线预埋的建议位置，以及信号灯电源井的建议位置，信号灯及其附属设施的详细设计由交管部门相关单位负责，施工时请事先与之取得联系。利用防护墩分隔的道路，防护墩的位置在交叉通设计中确定，防护墩施工时可根据交管部门的意见进行调整。

3、机动车车道设置

对于左转或右转交通流量较大的交叉口，合理渠化交叉口，布置导流岛，规范车辆在交叉口内的运行轨迹，在导流岛与人行道之间设置右转专用车道，分离不受信号灯控制的右转弯车辆；设置专门的左转弯车道，按流向纯化交通流，提高交叉口能力。左转或右转交通量较小时，才考虑直左或直右车道，以提高进口道的利用率。并可通过路网，让左转或右转的车辆提前转向，既不增加行车路程，又可以将交叉口的转向车道改为直行车道，充分利用交叉口的车道资源，大大增加交叉口的机动车通行量。

4、道路附属设施

无障碍设施：人行道均设盲道；在交叉口、出入口、公交停靠站以及其他被缘石隔断处均设置坡道。道路立沿石采用锯解花岗岩加工制作，人行道外侧边线采用花岗岩镶边石。道路附属设施均需与原道路设计取得一致，以免影响道路整体景观。施工时，请建设单位协助提供原道路附属设施相关设计图纸。

5、路面结构设计

路面结构与原道路结构相同。采用沥青混凝土高级路面，按城市主干路标准设计计算。除交叉口右转弯道部分外侧非机动车道局部变动的地方，新做结构采用非机动车道路面结构外，其余交叉口新建（展宽）道路路面结构按机动车道路面结构设计。交叉口平面设计图中给出了机动车道、非机动车道路

6、通行效率设计

右转车储车空间的设计。人行道的位置与交叉口的中心靠近，在相交道路的人行横道前，当右转机动车受阻时，车辆就停在本向的人行横道上，如此行人过街的通行空间不仅被占用了，而且直右混行车道中的直行车也受到了阻挡，还会给本向的非机动车通行造成困难。鉴于此，可适当后移人行横道，在两条相交的人行横道之间留出一个可以停驻小汽车的间距，这样可以使右转机动车对行人和直行机动车以及非机动车的干扰大大降低。

7、安全区域设计

适当增加交叉口安全岛面积，快速公交站台前伸，配合绿化设计相应景观，为过街行人提供中途停顿、等待的安全区域。行人斑马线可以适当提前，进一步缩小交叉口中心自由区域面积，减少可能发生行车冲突的区域。

8、行人过街安全设计

影响行人安全水平的关键因素是在交叉路口行人选择的通行方式，为了能够组织好行人在交叉口的交通安全，就要根据具体条件因地制宜的组织好。设置位置恰当、形状合理的导流岛、中央隔离带，都是为了让行人在交叉口能安全通过，对渠化交通起到至关重要的作用，渠化交通和行人交通安全结合在一切更好的对行人的安全起保障作用。当人行道的长度在20m左右时，就要设立行人安全岛，以便行人通过。虽然设置行人安全岛会占用一定的空间，但是在行人穿越人行横道时，由于时间过长就会和流动的机动车发生冲突，这样合理的设计安全岛就会给双方带来便利。保证信号灯相位。信号灯是为行人过街提供安全的通道，如果行人穿越人行横道时，没有信号灯提示，就会与机动车发生冲突，所以设计信号灯就可以避免发生冲突，确保行人安全过街。行人立体过街设施的建设。立体过街设施的设置是能够彻底地实现人车分流，这样能避免大部分人车冲突，在很大程度上也能够使行人违规行为减少，从而增加通行能力，间接减少车辆的延误，以此确保行人安全过街。

9、有效处理自行车的膨胀流

在交叉口，当自行车排队时，呈现紧密间距很小的状态，而当自行车驶出停车线时，由于安全行驶的需要，均需加大其前后左右的间距，形成膨胀流。所以，在处理交叉口空间上，应对自行车通过交叉口时的膨胀宽度予以考虑。也就是说，在直行机动车与自行车通行区域之间留出一定的安全空间，从而消除他们互相之间的影响。

结束语

城市交叉口设计是城市道路交通系统规划设计的一项非常重要的内容，是一项精细、系统的工程，可以有效提高交叉口的通行能力，从而增加整体道路网的容量，对道路交通拥挤的治理有重要的积极意义。

参考文献

[1]杨少伟．道路勘测设计［M］．北京:人民交通出版社，2009．

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关键词：老路改建，平面线形，纵断面线形，技术指标

 

官山路位于肥西县西南部地带，起点位于国道G312与官亭街道交口处，终点省道S311杨桃路山南镇汽车站，路线全长22.210km，三级公路，设计速度30km/h；荷载标准为公路-Ⅱ级；路基宽7.5米，路面宽6.5米。免费论文。

1 选择改建、扩建设计的要求

当公路交通量接近或达到饱和时或对行车安全有影响时，应对公路改建、扩建与新建进行充分比选论证。采用改建、扩建时应符合以下规定：

（1）改建公路应遵照利用与改建、扩建相结合的原则，按规定公路级的技术指标，合理、充分地利用原有工程。

（2）公路改建、扩建应符合相关等级公路标准的规定。利用有公路的局部路段，因提高设计车速而可能诱发工程地质病害时经过综合分析和技术经济论证并报主管部门批准后，可维持原型计速度设计，但长度不宜大于相应设计路段长度。改线路段按新建公路标准执行。

（3）其它公路改建、扩建时，应做保通设计。并确保既有公路通行安全。

（4）公路改建、扩建设计必须遵照“远近结合、设计要有预见性”的原则。改建、扩建设计时，应为为后续改建、扩建留有余地和创造有利条件。

2 平面线形设计

2.1 平面方案

官山路改建工程自北向南布设，起于国道G312与官亭街道交叉处，经官亭街道后在K2+179处上跨宁西铁路；至K5+150处下穿合武高速铁路；在K10+699下穿肥西水利渡槽；拟合磨墩水库坝上现状公路中心，在K21+260大房庄处向南改线，终点位于省道S311杨桃路山南汽车站处。本项目牵涉到街道段的利用、下穿铁路和渡槽的处理、水库段的老路加宽和利用，老路的局部改线处理等诸多影响公路平面方案确定的因素，具体我们都根据现场和设计要求进行设平面设计和调整。

2.2 路线方案的确定

官山路改建工程由于终点路段老路两侧房屋较多、线形较差，如其沿老路改建方案存在安全隐患，且局部路段侵占河道。为了合理布设路线线位，首先在1 / 10000 地形图上进行纸上定线。布设在1 / 2000 的地形图上，针对路线平、纵面进一步优化和多方案比选论证，选择合理方案。经过方案比选，确定采用K21+260~终点路段线位改线方案作为推荐方案。

改线方案的优点：拆迁房屋减少1000平方米；减少侵占河道150米；消除终点交叉口山南路、山双路与省道S311交点错开36米的安全隐患。

2.3 平面线形设计

2.3.1设计一般原则

平面线形设计时，应以老路为主要控制物，充分利用老路，同时还应将大型建筑物、大河等作为控制点。在一般较为顺直的路段，尽可能采用较高的指标进行调整，以求改建、扩建后的良好行驶条件下；在较困难路段，应充分利用规范允许的曲线组合，在满足技术指标的前提下，充分利用老路；穿越城镇区时，应注意结合地方发展，尽量与城镇规划相协调。

2.3.2 直线及其应用

现行规范对长直线没有具体规定，本次设计中长直线控制为20V，即72秒的行程，使线形更趋合理。平曲线间最小直线长是基于保证线形连续性考虑。按公路路线规范规定，官山路设计时，我们通过计算，并参见相关设计经验，针对官山路设计速度30 km/h；同向和反向曲线间直线最短长度取50m ，这对司机调整方向盘和心理感受基本不会有影响。在达曲线间直线达不到上述要求时，将其设为复曲线。

2.3.3 圆曲线及其应用

目前规范针对大半径小偏角问题。在官山路定线时，一般将转角控制在7°以上，平曲线长度控制在150m以上，最小值也在50m，这对提高老路利用率十分有帮助。S形曲线的设计中，充分使用以反向曲线为主的曲线线形。本段路线在定线过程中，对S 形曲线的转角、圆曲线半径反复进行了调整，将相邻圆曲线半径之比控制在1 ~1 / 3 范围之内，全线线形组合成一条整体美观的水波线形。官山路设计缓和曲线均采用了回旋曲线，其长度基本与圆曲线等值。

3纵断面线形设计

老路改建、扩建项目的纵坡设计，追求路线的提高老路的利用率。在可能的情况下，尽量拟合老路纵坡，减小公路的平均高度，降低工程造价。免费论文。免费论文。

3.1 纵断面设计

本项目纵断面设计时尽量利用老路的路面作为新建结构层的底基层，以减少对老路的破坏，降低工程造价。根据对老路面弯沉的检测，通过验算确定老路的最小补强厚度。在路线纵坡设计时，本着最大限度地降低路基高度、减少工程造价的原则，对路线纵坡反复进行了调整，从而达到平纵组合较好、整体线形在视觉上连续的效果。

3.2 平纵线形组合

平纵线形组合原则为：合理设置平曲线内变坡点位置及变坡次数，在视觉上能自然地诱导驾驶员视、线，保证平面、、

纵断面线形指标大小均衡。老路改建、扩建公路变坡点较多，平纵线形组合不容易达到一一对应的要求规范规定，驾驶员在任一点所看到的纵面线形起伏一般不超过5 个。

4 先进技术设计手段

在路线设计中，大力推广新技术、新工艺和计算机辅助设计CAD软件技术。将GPS 全球定位系统用于公路勘察设计全过程，极大地提高了平、纵、横断面的测量速度和线形组合设计的合理程度。设计中运用了众多的设计软件。其中有中交第一公路勘察设计研究院和西安海德公司的纬地三维道路CAD系统、广州阿安毕路桥软件公司的RoadCAD路线设计软件及东南大学的路面结构分析软件成图系统等。

5 结束

老路改建、扩建公路线形设计是一项非常复杂的综合性工作。官山路的设计经过反复地平面定线、纵断面设计、横断面检查、平面调整及技术经济比较，经过多次优化设计、方案比选，才设计出经济上合理、技术上适用的路线方案。对于老路改建、扩建工程应灵活运用线形设计指标，在困难地段适当调整，在满足线形要求的前提下，充分利用老路。以上为笔者的一点浅显的认识。

参考文献：

[1] 张雨化.道路勘测设计[M].北京：人民交通出版社

[2] 李嘉.公路设计百问.北京：人民交通出版社

[3] 黄兴安.公路与市政道路设计手册.北京：中国建筑工业出版社

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关键词：道路线形；线形优化；平面线形；纵断面线形

中图分类号： TU972+.4 文献标识码： A

引言

随着科技发展，道路设计逐渐向功效学阶段发展，注重“以人为本”的理念，即道路线形设计中，设计者除了考虑汽车通过性外，还要考虑道路线形对驾驶员心理、生理影响，以减少或避免交通事故发生。从安全角度来看，人的交通安全应比车的交通安全显得更加重要，因此，道路必须进行线形安全设计，来满足人身安全的需要。本文通过对道路线形的安全性进行设计，提出道路线形设计时应遵循哪些设计要点来满足驾驶者的安全性，并根据某工程实例来验证笔者所提出的观点。

道路线形安全评价指标

合理的道路线形设计，应不仅在工程造价上具有最优经济性，更应使其在使用质量上满足行车的安全性与舒适性。因此，在设计阶段进行线形安全性的检验与评价有其重要意义。目前对安全性的评价方法较多，比较传统的就是《规范》中规定的各项技术指标值，而这些值的规定基本上是根据汽车的行驶性能和汽车行驶的稳定性而确定的。但是，只用这些方法来评价道路线形设计是否安全是带有局限性的。例如，以设计速度为基本参数的道路线形安全设计中，该行车速度的极限指标一般不能轻易地采用，需结合地形条件尽可能采用比极限值大的指标。因此，以设计速度为依据的设计方法必然导致车辆超速行驶，只不过因为行驶车辆、车况的不同造成超速大小不等而已。笔者认为，建设高速公路要坚持“以人为本”、“安全至上”和“环保优先”的原则，要强调“安全、快速、舒适、经济”，不应片面追求路线线型的高标准，而关键在于相邻的线形指标应均衡。

平面线形设计技术

2.1 直线、圆曲线的运用

平面线形设计应符合宜直则直，宜曲则曲，直中有曲，曲中有直，既不强拉直线，也不硬性设置不必要的曲线，只有这样才能做到不仅经济而且具有高安全性的和谐统一。否则如直线过长，道路易显僵直而且道路两傍景观呆板单调，容易引起驾驶员麻痹与疲劳，从而导致出现超速行驶发生交通事故。笔者认为在长直线段应适当增加曲线，使得路线显得柔美，既满足建筑美学要求，也有助于减小交通事故发生的可能性。

另外，道路线形设计时宜采用圆曲线，这主要由于曲线是具有柔和的几何线形，能够较好地适应地形的变化。但根据统计，有10%～20%的交通事故发生在平曲线上，而且曲线半径越小，发生的交通事故也越多，即曲率愈大，事故率愈高。表1是英国学者格兰维尔通过试验调查研究的道路平曲线曲率与道路交通事故率的关系。从汽车行驶的安全性和舒适性考虑，建议圆曲线安全适用半径采用不小于极限最小半径的3倍或一般最小半径的2倍为宜，使其超高可以控制在4%之内，这样不仅平面线形较为均衡连续有节奏感，而且纵面线形容易与之配合协调。

表1曲率与交通事故率关系统计表

2.2 平面线形的连续

道路线形设计时要满足安全性，其中最重要的反映指标是设计线形的连续，即线形指标连续、均衡、曲率连续变化。对曲率变化的取值范围，目前国内尚无成型的规范，但规范对相邻路段不同线形组合参数(连接的直线长度、曲线参数及曲率半径)有规定。只有曲率连续且在一定范围内变化时，才能避免所设计的道路产生事故黑点路段，保证汽车快速、顺畅、安全行驶；汽车在曲率变化不连续的路段上行驶，因曲率的跳跃突变，导致行驶车辆的离心加速度大小及方向也随之突变，容易造成汽车失稳。为了满足线形技术指标的均衡与连续性要求，就必须保持线形的连续性，避免路线的突变。如路线的转角不宜突然变大，否则驾驶员容易在原来车速的基础减速不及时，增加了事故的发生概率。

纵断面线形设计技术

纵断面线形设计主要是满足标高控制约束，使公路工程数量和工程费用最少，且行车舒适平顺。纵断面线形指标主要包括坡度、坡长和竖曲线半径三个几何要素。纵坡与竖曲线的设计，既要满足汽车行驶力学和安全的需要，又要满足视觉上的舒适性。在竖曲线设计时曲线的长度和半径应大大超过行车安全所规定的最小值为宜。在坡差很小时，计算得到的竖曲线长度很短，在这种曲线上行车会给驾驶员一种急促的感觉。按照安全操作的需要，竖曲线最小长度必须有3s行程。

纵断面设计线是否合理，对于减小工程总费用起关键作用。在公路工程中，一般沿着道路中心线确定纵断面线形，即以中心地面线作为基准线，从而确定纵坡设计线。但传统的方法并没有考虑路面的设计高程应该沿着横断面的轴线移动到一个合适的位置。而加权地面线法解决了这一问题。考虑土的性质的“加权地面线法”是通过优化道路土方量，实现工程总费用最小化的有效方法，这种方法要求纵坡设计线尽可能接近加权地面线，同时充分考虑土的性质，从而实现填挖平衡和土方量最小化，进而达到减少工程总费用的目的。

平纵组合线形设计

道路线形设计如果只按平面、纵断面线形标准优化设计，而不是将二者结合考虑，最终不一定是良好的设计。因此，道路线形设计不能单独考虑平面线形优化设计和纵断面线形优化设计，应从平面设计开始就应该注意两者的协调和组合，做好平、纵线形组合优化设计。良好的线形组合，线形的连续、均衡、协调应能自然诱导驾驶员视线，并保持视觉的连续性。根据笔者工程经验，道路线形的平纵组合设计时尽可能让平曲线与竖曲线相互对应。当平曲线与竖曲线相互对应，即平曲线的变曲点和竖曲线的变曲点处于大致相同位置时，由于平曲线起点位于凸形竖曲线顶部之前，驾驶员在到达凸形竖曲线顶部之前就可以知道前方平曲线的转向，有助于能够做到安全行车；虽然在纵面变坡点处纵坡坡度为0，但此处刚好在平曲线上有最大的横坡，有利于路面排水。因此，平纵组合设计在视觉、排水和行驶上都可以获得满意的效果。另外，平、纵线形组合还应考虑排水要求及与道路周围环境相配合。

实例分析

笔者对某已建成运营道路来分析影响交通安全的路线线形因素。根据该道路交通事故的车型实际情况以及该道路的事故汇总情况，发现该道路交通事故多发生在起点的30km附近。表2给出了该道路部分路段安全性分析结果。由表2可看出，高事故率地段，即黑点路段，运行速度协调性和连续性都较差。

表2某公路安全性分析

如表2的JK20+646—K22+313路段，平面线形为长直线与曲线组合，圆曲线半径为600m，路段共发生23起交通事故，即事故率为13.8次/km，可知曲率变化大、陡坡设计过长及平曲线半径偏小是交通事故发生的主要原因，验证了前面所提到的要点的正确性。

结语

为降低交通事故的发生率，首先应该从道路线形设计上注重安全设计。一般设计人员在线形设计时所选用的平纵线形指标很容易满足规范要求，但并不是所有满足规范要求的线形设计就是安全的，应合理地选用平纵线形指标，对道路线形安全性影响较大的指标尤其要慎重。另外，道路平面、纵断面线形组合设计涉及面广，影响因素多，是一个反复、细致、不断深化和优化的过程。因此，在道路线形设计时，对线形的组合设计还有待于进一步的探讨和优化。

参考文献：

[1] JTGD20-2006．公路路线设计规范[S].

[2] 王秀平．高速公路线形连续性分析与评价[J]．公路，2009，(5)：245-248.

篇8

面对公路勘察中存在的能源环境问题，笔者根据自身的专业知识和工作经验总结出以下优化措施：

a)提高勘察设计从业人员的节能环保意识，提高公路建设质量。“人”作为整项工程的关键因素，应充分重视人在公路勘察设计中的作用的。首先，对从业人员来说，应加强节能环保意识，从小事培养节能环保的习惯。其次，公路勘察设计单位应全程进行节能环保的宣传工作，使节能环保理念潜移默化在从业人员思想中，并把思想付诸实践。再次，勘察设计单位应及时地进行从业人员的节能环保培训工作，从形式上重视该工作，才能在实际工作中真正重视。最后，注重专业素养与节能环保新理念的结合，加强综合性骨干人才的培养，在公开勘察设计行业中形成精英团队，带领行业人员不断提高、不断创新，把公路勘察设计工作推向更高的水平，做好人、社会、环境的协调发展；

b)加强勘察设计单位在公路工程中防护措施，保护环境。勘察设计单位面对公路建设中产生的环境资源问题，应进行及时的预防和保护，尽量减少资源的浪费和严重的环境污染。勘察设计单位应充分调查沿线的工程地质、地形地貌、水土流失现状等，在土地暴露面及坡面，应依据相关规定因时因地的栽种植物或其他覆盖物；不占用农田，不占用林地；对于要求清理表土的要取完土后再平整土坑，恢复植被，减少对原有自然环境的破坏，做好水土、资源等环境保护工作。同时，地表植被还能可以减少沿线的噪声污染、废弃排放污染、水土流失、夜间行车的灯光等带来的环境问题，更可以体现一个城市的城市特色和文化底蕴，是城市的一个标志。因此，公路设计应根据地形、道路功能与等级、自然环境和人文环境等多方面，进行全面合理的勘察设计，充分发挥绿化的功能对交通的作用；

c)重塑设计标准，体现环保理念。在公路路线平面设计和纵线设计中满足安全性和功能性的前提下,灵活运用指标,并通过多方案的比较分析，建立新的取舍标准，主要是对人和自然的影响,对资源的利用和与环境的协调方面。路线总体设计注重路线的景观选线、环保选线、地质选线、安全选线,同时针对不同的地形就行灵活选线。根据不同路基，在考虑技术经济合理性和生态保护的要求下,可全线选用一个设计标准,也可分段选用不同的设计标准。对于一级公路、二级公路，要区别对待。设计者在设计过程中尽量使公路与地形、地物相吻合，避免大填大挖，合理掌握路线,不片面追求高指标，在旧路改造扩建工程，不追求裁弯取直，不大量废弃旧路；

d)合理设计，减少或避免公路建设对环境的破坏。公路勘察设计时应因地制宜，根据不同地区不同地形进行详细彻底的勘察后，再进行科学合理的设计工作。首先，在选线时尽量减少对公路周围的地貌、地形、建筑物等破坏，保护周围自然环境的原貌。其次，还应巧妙地利用周围景物，使司机能够在驾驶的过程中减轻疲劳感。特别在一些线形平曲线地区，对司机的驾驶效果有很强的放松作用。再次，设计中要综合社会协调工作、土地资源利用等问题，在尽量减少对村庄居民的干扰下，要充分利用有限的土地资源，坚决贯彻合理利用土地和切实保护耕地的基本国策，采取切实可行的措施减少和节约用地，设计人与自然和谐的方案。最后，根据不同地区的不同城市的人文地理景观，设计科学的线形和断面，使交通运输更加安全、便捷，同时与沿线自然景观与人文景观的相融合，提高了排水效果和行车舒适性；

e)重视公路地质勘察工作，保持勘察信息与设计方案的统一。在勘察、调查工作中要彻底且具有深度，具体问题具体分析，因地制宜。对于地形的基础资料的收集要尽可能的详尽，确保勘察工作提供信息的科学性和准确性，为接下来的设计工作打好坚实的基础，保证勘察工作与设计工作的统一和协调，使整个公路项目具有科学的依据和较高的水准。在事实地质基础上的勘察，并进行合理的设计，一方面能够保证工程的经济效益，还能带来巨大的社会效益，更给企业带来无形的资产，为企业品牌建设奠定基础。

公路勘察设计中节能环保理念的意义

公路勘察设计的节能环保理念，首先，对公路勘察设计行业来说，规范了公路勘察设计行业的秩序，使之正常有序地进行。从公路地质勘察到设计方案的呈现，从公路勘察设计的技术到勘察设计的人员，从勘察设计的实施到理念的灌输，节能环保理念对其起到了巨大的推动作用，使资源得到充分的利用，防止了工程浪费现象。其次，对整个公路工程来说，切实保证了工程质量和工程水平，实现了工程的最终目的，即满足社会全方面的发展。新理念的应用，使得工程勘察更加彻底，设计更加科学，使整个工程水平更上一层楼，逐步缩小与发达国家的差距，使中国的工程勘察设计工作接近世界水平。最后，对现如今的社会来说，节能环保理念的贯彻，不仅在公路勘察设计行业中得到了彻底的应用，还将会影响各行各业，促进新理念的灌输。节能环保理念，符合中国社会的发展方向，有利于推动社会的文明建设，推动和谐社会的建设。对人们来说，坚持“节能环保”、“以人为本”，全力满足市民的需要，将市民的利益最大化，实现公路勘察设计的人性化思想。

结语

篇9

关键词过街通道大断面矩形顶管设计

Abstract The pipe-jacking method is a trenchless technology to build a tunnel construction, by using hydraulic jack equipment to jacking segment linings prefabricated into soils according to design schemes. It can significantly reduce the influence of road traffic, pipeline moving, etc in engineering construction by using the design of large-sections-rectangular pipe jacking in cities exit passageway projects. Based on the large sections of pipe jacking rectangular scheme for metros exit passageway of project design schemes are introduced and analyzed, and verifies the large-sections-rectangular pipe jacking scheme is an advanced method to solve underground passage construction in the city, not only the construction speed is quick, engineering construction is safe and reliable, but also it has the good social efficiency and created great economic benefits.

Key wordsExit passageway for crossing a street; Pipe-jacking system with large-rectangular section; Design

中图分类号：TB21文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）02-0020-02

1引言

城市轨道交通的建设，越来越受到了地铁周边环境的限制，尤其是各个繁华路口的交通疏解压力以及地下管线的迁改。在各种市政管线层叠密布的交通要道下修建过街通道，如何降低施工对交通的影响，如何减少管线迁改，如何安全快速地建设，就成了大家非常关注的问题。武汉地铁二号线王家墩东站Ⅳ号出入口下穿汉口的交通要道青年路，就遇到了这样的难题：工程地处交通要道、上部管线多、地质条件差、隧道埋深浅，若采用明挖法施工则交通疏解困难且管线改移费用高昂；若采用暗挖法施工则所处淤泥质地层富水、软弱，施工风险太大。在针对工程特点进行了技术、经济等方面的综合比选后，确定采用大断面矩形顶管方案，成功地解决了上述各种难题，实施了该过街通道工程。

2大断面矩形顶管简介

2.1机械设备组成

大断面矩形顶管一般采用大刀盘土压平衡式矩形顶管机，机械由顶管机壳体（含刀盘系统、纠偏系统和螺旋出土机）、顶进动力装置、后靠体、机架及垫块等设备组成。王家墩东站Ⅳ号出入口顶管工程采用4m×6m偏心多轴土压平衡式矩形顶管机，设有2个3m×3.5m的大刀盘（由8根偏心轴驱动）、16个纠偏千斤顶、两个螺旋出土机和主顶进装置等设备，如图1所示。主顶进装置由12台油缸及U形顶铁、顶环、垫铁、底架、钢后靠等组成。12台油缸分成两组，呈对称分布，并用分体式结构的支座固定。每台油缸可单独控制，根据需要可编组工作。

图1顶管机设备组成图

Fig.1Composition figure of jacking equipment

2.2顶管工作原理

土压平衡式顶管机是在利用土压力平衡和支护开挖面土体并控制地表沉降下进行顶进施工的。大断面矩形顶管机采用两个单独的刀盘切割土体，并挡住开挖面土体，有效防止正面土体倒坍，由螺旋出土机排出土仓里由刀盘系统切削下的碴土，由主顶进动力装置推动顶管机壳体和管节向前运动，从而实现掘进施工。

每个刀盘由四组偏心轴支撑、驱动，可进行相对或相反方向运转，在偏心驱动轴的旋转和推进油缸的顶进作用下，进行偏心平面运动和朝前移动，带动正面刀具和周边刀具切削土体，带动后面的长短搅拌棒进行切削土的搅碎和搅拌，并在土仓内形成土压。

螺旋输送机的功能是将土仓内已开挖的土排出，其入口位于顶管土仓隔板的底部，前端槽体为前壳体的一部分，后端用法兰与中段槽体连接，螺旋叶片绕制在空心轴上，采用液压马达驱动，通过螺旋输送机上的出土闸门控制排土量，以维持工作面正确土压和控制地面沉降。因顶管机的横断截面为4m×6m，为达到更好的出土性能，采用两个螺旋机同时出土，每个螺旋机的最大出土量为42m3/h。

为保证隧道轴线的偏差的可控制性，顶管机壳体设计成前后两段，中间由纠偏油缸联接，以便控制机头的姿态和进行系统纠偏。

2.3顶管施工工艺

大断面矩形顶管法建造地下过街通道的施工工序是：在建造好的工作井内（始发井）进行矩形顶管机的组装、调试、试运转，将其准确地安放在符合设计轴线的机架上，顶管机头出洞，顶管机沿设计轴线向地层内不断顶进并安装预制管节，当顶管机将要到达终点时，准确测定矩形顶管机的位置，调整和控制其姿态，使顶管机准确无误地进入（进洞）预先建造好的接收井内的基座上，其顶进施工工艺如图2所示。

3工程概述

3.1工程概况

王家墩东站是武汉市轨道交通二号线与七号线的换乘站，位于青年路与建设大道交叉路口处，二号线车站地下两层，跨建设大道沿青年路呈南北走向布置；七号线车站地下三层，沿建设大道方向布置。车站所处位置东侧主要有青年路高架桥和招银大厦等建筑，西侧、北侧主要是建设大道、青年路变电站及沿街砖结构商铺、住宅楼。

Ⅳ号出入口位于二号线车站的东北角，下穿青年路，下穿段过街通道长约60.8m，于青年路东侧出地面，平面位置如图3所示。出入口所在范围地下管线密集，主要有两个较大的排水箱涵（7m×2.7m）、多根高压电力、给水、电信及煤气等管线。出入口所处地层较差，主要为人工填土及淤泥质粉质土等。

图2顶管施工工艺图 图3工程平面图

Fig.2Pipe jacking construction technology figure Fig.3Planar graph of the Project

3.2工程地质与水文地质

根据地质勘察报告，场区地形平坦，地面高程一般在20.82~21.75米之间，场地在地貌单元上属长江北岸I级阶地。根据钻探揭示及对地层成因、年代的分析，场地分布地层自上而下可分为以下几个单元层：（1-1）层杂填土、（1-2）层素填土、（3-1a）层粘土、（3-3）层淤泥质粉质粘土、（3-4）层粉质粘土夹粉土、粉砂、（3-5）层粉质粘土、粉土、粉砂互层、（4-1）层粉细砂等。通道工程的地质纵剖面如图4所示，通道基本位于（3-3）层淤泥质粉质粘土、（3-4）层粉质粘土夹粉土、粉砂中。

场地内的地下水有上层滞水，孔隙承压水和基岩裂隙水三种类型。据勘察报告反映，抽水试验孔中测得承压水水头在地面下3.05m，水头标高年变化幅度在3.0~4.0m之间。

图4 地质纵剖面图

Fig.4Geological profile of the Project

4大断面矩形顶管通道工程设计

4.1顶管工作井设计

4.1.1 顶管工作井结构设计

工作井的宽度：B=d+2b，式中：B-工作井的宽度(m)；d-顶进管节的外径尺寸(m)；b-工作坑内安好管节后两侧的工作空间(m)。

工作井的长度：L=L1+L2+L3+S1+S2，式中：L-工作井的长度(m)；L1-管节长度(m)；L2-千斤顶及顶进的长度(m)；L3-后背支座厚度(m)；S1-顶进管节留在导轨上的最小长度(m)；S2-管内出土操作在管尾留出的空间长度(m)。

工作井的深度：由设计管底高程及基础厚度决定。管底高程减去基础厚度，即为坑底标高。

在确定工作井的结构尺寸后，根据工作井所受的水土压力大小进行结构计算，确定工作井结构厚度并进行配筋设计。王家墩东站顶管始发井结构尺寸为20m×10m，接收井尺寸为11.7m×5m，始发井及接收井的开挖深度分别为11.7m和11.65m，结构墙厚度为0.8m。

4.1.2顶管工作井围护设计

顶管工作井为明挖施工，围护结构的设计应既能起到围护结构作用，又方便在顶管机进出洞时破除围护结构，减少顶进难度，故工作井一般采用SMW工法桩围护结构形式：施工工作井时SMW工法桩内插型钢起围护结构作用，顶管机进出洞时拔出相应围护桩中的型钢，方便顶管机进出洞。王家墩东站顶管工作井基坑围护均采用SMW工法桩围护，标准桩长21m，采用桩径Ø850mm的三轴搅拌桩机进行施工，密插H700×300型钢；顶管工作井根据深度变化设置1~2道Ø609钢管支撑。

4.2顶管后靠背设计

顶管后靠背结构一般由4 部分组成：由工作井外至内依次是后靠背加固土体、工作井围护、工作井结构和主顶油缸支座。后靠背为主顶动力装置提供支承反力，顶管机械的支座反力通过千斤顶传到后靠背钢梁和钢板，再通过钢板均布到工作井钢筋混凝土结构上，部分的反力通过钢筋混凝土结构的变形传递到土层中。因此，在设计后靠背时，工作井结构应满足强度、刚度、稳定性等要求，同时被动区的土体以不产生破坏为原则。

后靠背的反力根据推进系统的顶推力进行变化，顶推力R由掘进机前端的迎面阻力N和管壁外周摩阻力F组成。掘进机前端的迎面阻力主要为正面土压力，采用Rankine压力理论进行计算。经计算的顶推力为理论计算值，只能作为最初设定值，随着顶进施工，主顶力随顶进距离的增加而增大，其值应根据实际顶进参数、地面沉降监测数据作相应的调整。

王家墩东站顶管后靠背设5排桩径Ø850mm的搅拌桩加固土体，要求加固后土体强度大于1.0MPa。经计算，预设计最大顶进推力为18900kN，小于顶管机额定主顶力24000kN以及后靠背设计可承受顶力极限值27000kN。该工程顶管始发井结构和后靠背设计如图5所示。

图5顶管始发井结构和后靠背设计图

Fig.5Design of initial well structures and Pipe jacking back after

4.3顶管管节设计

王家墩东站顶管通道覆土厚度约为5.9m。顶管结构全部采用预制矩形钢筋混凝土管节，管节混凝土强度等级为C40，抗渗等级为0.8MPa。顶管通道横断面净空尺寸为5m×3m（宽×高），管节外形尺寸为6m×4m，管壁厚为0.5m，长度为1.5m，单节重约33.7t。本工程共计管节41节。管节两端分别预埋钢套环和钢环，管节内还预留对称压浆孔、起吊孔及翻身孔。顶管管节结构如图6所示。

图6顶管管节横断面结构设计图

Fig.6Section structure design of Pipe jacking

4.4顶管通道平面设计

本工程所在范围地下管线较密集，设计考虑从平面上完全避开排水箱涵、电力、给水、电信及煤气等管线和青年路立交桥桥桩。因此， 本次顶管工程在青年路东、西两侧各设一个顶管工作井，两个工作井之间的净距离为60.8m，采用土压平衡式大断面矩形顶管机掘进施工，下穿青年路。顶管通道结构距离青年路立交桥桥柱的最近距离约为4.3m。在顶管进出洞处设搅拌桩进行土体加固。

4.5顶管通道纵断面设计

通道顶部管线繁多，主要为7m×2.7m砖砌箱涵、110KV电力、10KV电力、φ300和φ100煤气钢管、φ100铸铁给水、光纤、光缆、军缆等。其中，7m×2.7m砖砌排水箱涵内底距离通道结构顶部约为1.6m。因该排水箱涵底高程控制，设顶管始发井于青年路东侧，设顶管接收井于青年路西侧，纵向坡度设计为+0.3%，顶管自东向西推进。

4.6顶管通道防水设计

本地下通道以后作为人行通道使用，对渗漏水的要求比较高。因此，通道防水采用了混凝土结构自防水、接缝防水和其他辅助防水等综合防水措施。管节混凝土抗渗等级为P8。管节间设多道防水措施：“F”型承插式接头间的橡胶止水条和顶进结束后的双组分聚硫密封膏嵌缝及管节外的注浆。在顶管顶进过程中，“F”型承插式接头间的橡胶止水条已经能够起到止水效果。在顶进结束长时间后，管节周围的地下水逐渐丰富起来，将往管节内渗水。因此，须将管节间的缝隙清理干净，用双组分聚硫密封膏填充，并在管节背后进行注浆，形成一道防水的外壳。

5工程分析

5.1施工速度快

本通道工程若明挖顺作实施，因青年路路面以下市政管线繁多，地下通道埋设于现有市政管线的下方，施工前必须将通道上方的市政管线先行搬迁，而市政管线的搬迁一般会涉及到多个权属单位，各单位间协调工作复杂，工期较长且不可控。而且，因青年路地面交通繁忙，施工期间需要保持地面交通，故一般采用分两~三段施工，但分段施工的效率较低，施工工期很长。

本通道工程采用顶管方案，已于2011年8月8日从顶管始发井开始掘进施工，并于当月底到达顶管接收井，顺利贯通了过街通道，正常掘进施工能达到每天4~5m的进度。采用顶管法实施，避免了管线迁改的工期，也无须交通疏解，一次实施完成通道工程，大幅度节约了施工工期。

5.2社会影响小

青年路、建设大道均为汉口地区交通干道，地面交通繁忙，车流量很大。若明挖顺作实施地下通道，施工期间需要保持青年路的地面交通，一般采用分段施工，占用青年路部分机动车道，仅可维持50%的交通流量，难以保证施工期间地面交通的畅通。而且，给水、排水、电力、通信等众多管线的迁改，对周边居民的生活也会造成一定影响，这样就对道路的日常交通带来了困扰，影响了周边市民正常的生活秩序。

本通道工程采用矩形顶管法施工，无需在地面道路范围进行围挡，地面交通与未施工时一样，对现有道路交通基本无影响，而且不需要对地下管线进行搬迁。采用先进的土压平衡顶管机，施工期间无噪音。因此，采用大断面矩形顶管，既顺利实施了过街通道工程的建设，又避免了传统明挖方式在城市干道上的“开膛破肚”，减小了对社会的影响。

5.3工程安全性好

本通道工程处于3-3、3-4淤泥质粉质粘土中，工程地质条件差，汉口地区地下水又异常丰富，若采用暗挖施工，地层变形难以控制，施工风险极高；而且，通道顶部尚有两个常年过水的巨型砖砌结构的箱涵，地层稍有变形就会引起砖砌箱涵开裂和漏水，漏水后必将会造成工程事故，甚至出现大范围的垮塌，施工安全没有保证。

本工程采用大断面矩形顶管实施后，地面沉降及地下管线的变形均在可控制范围，距离顶管井19.2m处、39m处（大型排水箱涵处）的通道正上方监测点累积沉降值与顶进距离关系分别如图7、图8所示。施工监测数据表明：在顶管机临近测点所在断面时，监测点处地表产生隆起，当顶管机通过该测点所在断面时，该处地表隆起值持续增大，至顶管机通过后，地表隆起值逐渐减小转化为地表沉降。在穿越大型排水箱涵过程中，因在顶管内超量压注泥浆，管道周围土体受到注浆压力的挤压，向外移动，使得地表隆起持续，而当掌子面通过箱涵所在范围后，注浆压力的逐渐减小，地表隆起值逐渐减少，顶管施工的地层损失和管节周围经扰动后的土颗粒再固结引起了地表沉降。

王家墩东站Ⅳ号出入口大断面矩形顶管通道工程的成功实施，大幅度提高了软弱、富水地层通道工程施工的安全性和可靠性。

图719.2B点累积沉降值与顶进距离变化关系图图8 39B点累积沉降值与顶进距离变化关系图

Fig.7 Figure of point 19.2 cumulative sedimentation value Fig.8Figure of point 39 cumulative sedimentation value

5.4综合经济性强

明挖法与矩形顶管法比较，明挖法施工的优势在于土建造价较低，而矩形顶管法由于设备研发、折旧等因素，其造价要高于明挖法。但考虑到地下管线的改迁费用、道路翻交费用，尤其地下存在搬迁费用较高管线（如电力管、通信管、信息管等）时，矩形顶管法往往就有明显的优势。就本通道而言，矩形顶管方案避免了明挖方案需改迁的两个7m×2.7m大型砖砌排水箱涵、5根10KV电力、一根φ300铸铁中压煤气管、一根φ100铸铁给水管、光纤和电信管群等大量管线的迁改工作。根据估算，本通道工程矩形顶管方案管线迁改费用与明挖方案相比，减少了约2420万元。虽然顶管段的土建费用较明挖有所增加，但结合管线迁改的费用，在本通道工程实施中，矩形顶管方案仍然节约了数以千万计的建设工程费用，有效节省了工程的投资，明显具有很强的综合经济性。

6结束语

王家墩东站Ⅳ号出入口通道大断面矩形顶管工程的成功实施，避免了过街通道工程施工时对交通干道的影响，减少了多种地下管线迁改，缩小了施工占地面积，降低了施工噪音，形成了良好的社会效益，并创造较大的经济效益，省时、省力、又省钱。而且，该工程开创了武汉地区首次采用大断面矩形顶管施工过街通道的良好局面，对引导和促进地铁过街通道人性化、绿色环保地施工，具有很好的推动作用。该过街通道大断面矩形顶管法的成功经验，既可在武汉地区建设中大范围推广应用，也可为后续的类似工程提供参考借鉴作用。

参考文献

［1］地下建筑结构中国建筑工业出版社 朱合华 主编2007

［2］顶管施工技术人民交通出版社 余彬泉 陈传灿 编著1998

［3］王家墩东站岩土工程勘察报告机械工业第三勘察设计研究院，2008

［4］王家墩东站Ⅳ号出入口施工图设计中铁隧道勘测设计院有限公司， 2009