公路線形設計

　　公路線形包括公路平面線形和公路縱斷面線形。公路平面線形是公路線路在平面上的投影；公路縱斷面線形是公路線路空間位置在立面上的投影。根據公路線路所處的地形、水文、地質條件，設計符合各種行車條件的公路平面線形和公路縱斷面線形的工作，即為公路線形設計。公路線形設計包括平面線形設計和縱斷面線形設計兩個方面。

　　公路線形對行車速度，以及行車的安全和舒適性的影響極大，因此，公路工程技術標準對公路線形制定瞭一系列技術指標。這些公路線形指標標，都是根據車輛運動學和力學的原理計算出來的。公路線形設計就是運用各項技術指標，使設計的公路線形既能滿足行車要求，又能達到工程造價最低的要求。也就是說，在公路線形設計過程中，要綜合考慮公路線形指標和工程造價之間的相互關系。公路線形指標高能夠提高公路使用質量，增大運輸效益，但是公路工程造價也高。在滿足運輸要求的前提下，應選擇適當的公路線形指標。

　　平面線形設計　公路平面線形由直線、曲線（圓曲線、緩和曲線）所組成。公路車輛在曲線上運行必然產生離心力，離心力的大小同曲線的半徑成反比，而同車輛的速度的平方成正比。當車輛產生的離心力使車輛失去平衡狀態時，車輛就會滑移或傾覆。因此，在平面線形設計中，應按設計的車速限制曲線的最小半徑。為瞭使較小的曲線半徑能通行較大車速的車輛，往往把曲線部分的路面建成內向的斜面，其斜率稱為超高度，以百分率表示。同時，路幅內側亦要適當加寬。在設計標準中，相應於公路等級的設計速度、最小半徑、超高度和加寬度均有明確規定。

　　圓曲線和直線的銜接，一般可在圓曲線的切點上連接。從直線進入圓曲線或從圓曲線進入直線時，為使曲率逐漸地過渡，可在直線和圓曲線之間設置一段緩和曲線。高等級公路一般都要按設計標準設置緩和曲線。

　　平面線形設計應合理地組合線形單元，找出行駛安全、舒適而又經濟的路線。一般講，由連續曲線組成的線形，比由長直線和短曲線或由長曲線和短直線組成的線形，更能符合行駛力學和視覺心理上的要求。優美的公路線形，主要取決於路線與地形和周圍環境的適應程度，以及路線平、縱面的協調配合。一般講，平原區以直線為主的線形，更易與周圍環境相協調，但不宜過長，以免因駕駛員失去警惕而發生事故。山區，特別是溝梁交錯的丘陵區，以曲線為主的線形設計是較合適的。設計平面線形時還要註意以下問題：線形組合要註意駕駛員視覺上的連續性，避免驟變；盡量避免交角小的曲線，不得已時，應加大曲線長度；盡量采用大於標準規定的最小半徑值；兩個同向彎曲的圓曲線間，不要設短直線，以免形成斷背曲線而造成駕駛員錯覺；緩和曲線長度應盡量選用大於行駛力學要求的長度；要註意同縱斷面線形的相互配合。

　　縱斷面線形設計　縱斷面線形由直線和拋物線（或圓曲線）所組成。當路線改變坡度時，在變坡點的相當長度范圍內需要用豎曲線連接。縱斷面線形設計必須綜合考慮地形，縱坡的大小、長度和縱坡前後情況，以及同平面線形的組合。在短距離內應避免變坡頻繁而形成鋸齒狀的連續縱坡。在兩同向豎曲線之間不宜設置短的直線坡段。坡度小的長坡盡頭處不宜設置急促的豎曲線或平曲線，長坡盡頭禁止用小半徑的回頭曲線。

　　平面線形和縱斷面線形的組合　公路的線形，是以平面和縱斷面兩種線形組合的立體線形映入公路車輛駕駛員眼簾的。組合得當會形成一種舒順、流暢的立體線形，從而便利行駛，給人以美感；相反，則會形成扭曲、折斷的立體線形，不利於行車甚至產生錯覺，造成駕駛失誤。

　　平面線形和縱斷面線形的組合，除在路線選定時應予考慮外，在路線設計階段要掌握以下基本原則：①線形在視覺上能自然而然地引導駕駛員視線去適應環境的變化，不致感到視野突變；也不致由於視野單調而感到厭倦疲困。②註意保持平面、縱斷面兩種線形的均衡。③選擇適當合成坡度的線形組合。根據這些原則，平面線形和縱斷面線形的組合應盡可能使平曲線和豎曲線重合，並盡可能一一對應（即一個平曲線內隻有一次變坡，隻含有一個豎曲線），使平曲線長度大於豎曲線長度。這樣，在駕駛員的視覺上才能構成平順優美的線形。此外，平曲線和豎曲線大小應保持均衡。同時，應根據公路技術等級，選擇適宜的合成坡度控制值。路面橫坡和路線縱坡度的合成坡度過大，對行車不利；合成坡度過小，對路面排水不利。