道路勘測設計平面設計范文

導語：如何才能寫好一篇道路勘測設計平面設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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[關鍵詞]道路勘測設計 教學時效性 教學質量

[中圖分類號] [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）012-0050-02

道路勘測設計是工科院校土木工程路橋專業必選的專業基礎課程。路、橋作為三維帶狀空間結構物，其勘測設計工作是基礎。因此，該課程的教學效果將直接影響學生未來的基本專業素質。

道路勘測設計課程教學有課堂教學、室內課程設計和野外實習三個方面，全部講授完需要60～70學時。同時，隨著科技的發展，還要對計算機輔助軟件進行深入講解。而當前道路勘測設計課程課時數在逐漸減少，華南農業大學道路勘測設計計劃理論課時僅為48學時，另加一周課程設計使得教學內容增加與課時數減少的矛盾日趨嚴重，因此，有必要對道路勘測設計課程教學的時效性進行探討，以確保教學質量。

一、道路勘測設計課程的結構特征

（一）涉及內容多，知識面廣

道路勘測設計課程有公路與城市道路兩大體系，分別包括平面設計、縱斷面設計、橫斷面設計三部分，另外還有平面交叉設計和立交設計等，涉及內容較多。該課程學習前要具備測量學、道路工程制圖、工程力學、土力學、工程地質及水文地質等專業知識，后續將與路基路面工程、橋梁工程、公路施工組織與概（預）算等專業課程緊密相連，知識面廣。

（二）實踐性強

道路勘測設計是一門實踐性很強的課程，它研究道路的走向、起伏，與工程實際緊密相關，開展實踐教學尤為重要。

（三）影響長遠

道路勘測設計課程是路橋工程設計、施工的基礎，如果該知識欠缺，則工程后續工作將無法進行，就更談不上具體道路和橋梁的設計和施工。

二、道路勘測設計課程教學現狀

筆者結合自己及相關兄弟院校道路勘測設計課程的教學實際，將該課程教學現狀的特點歸納如下。

（一）學生缺乏足夠重視

由于道路勘測設計是開課時間較早的專業課程之一，涉及規范條文多，沒有類似數學、力學等課程系統性及邏輯性的理論和計算。同時，該課程設計細節多、內容雜，使得學生在學習中有些無所適從，加之學生對工程實踐和認識的缺乏，在不清楚實際工作要求情況下，增加了對專業課程的理解和把握的難度。因此，學生大多數缺乏學習主動性，態度不夠重視。

（二）教學方法偏保守

傳統課程的教學是，教師口頭講授并結合板書繪圖和計算演示。如道路勘測設計課程按傳統教學，表現為平鋪直敘、按部就班、照本宣科，學生通常感到雜亂無章、摸不著頭腦。同時，由于道路勘測設計課程實踐性強，教學過程中如缺乏大量工程實例和有效直觀的演示，學生對該課程內容難有深刻的認識和理解，實踐設計也無從下手。當前，雖然大多數高校采用多媒體教學，彌補了部分缺陷，但仍存在教學課件設計普遍缺乏良好的情境創設、課堂互動性少、學生學習積極性不高等問題。教學重理論、輕實踐、課程設計和野外實習時間短、學生鍛煉機會少，使得學生對土木工程師的責任感缺乏深刻認識。

（三）與其他專業課缺乏良好結合

道路勘測設計課程雖然主要是講述道路的幾何線性，但在設計選線和定線過程中需要考慮水文、地形、地質等外界環境因素的影響。因此，道路勘測設計課程在講授過程中要充分考慮測量學、土力學、工程地質及水文地質等專業課程。

三、道路勘測設計教學的時效性研究

“教學的時效性”是指教師要遵循、掌握教學活動的客觀規律，從而投入最少的時間和精力，取得最大的教學效果，其核心問題即教學效率的問題。

（一）大學教學時效性的表現

大學教學時效性實現的前提就是由“要我學”變為“我樂學”，通過引導學生自主學習，激發和培養學生的學習興趣。

對于大學時效性教學，教師要因“學”施教，其“教”的有效性取決于“學”的效果，而教師作為學生學習的指導者和引路人，應該利用多種教學形式、合理的教學內容、科學的教學過程，再經過有效銜接，促進學生時效性學習；而學生作為時效性教學的另一個行為主體，其探究學習、自主學習、合作學習是關鍵，要由“學會”轉變到“會學”。因此，教師和學生要充分互動，運用課堂教學過程促進學生能力提高，提高學生的自主、探究、合作、實踐的能力。

（二）道路勘測設計課程教學時效性的構建

1.整合教學內容，優化教學過程

道路勘測設計課程教學內容整合首先表現在培養目標整合上，使學生緊跟當前的技術進步。首先，應結合培養目的，對道路勘測設計中所涉及的教學知識點進行有機整合，讓學生了解自己在學什么，并將運用何處。其次，應對教學進程進行整合，結合教學進程調整教材的章節順序。如可以把“道路平面設計”、“道路縱面設計”及“道路橫斷面設計”中，關于“內業設計”、“繪圖”的內容安排在“道路曲線測設”中教授，這既有利于教學的循序漸進，也有利于學生系統地了解道路設計的步驟，從而掌握道路設計的整體過程。再次，實踐環節整合，將實踐教學環節的野外實習融入課程設計中。道路勘測設計課程設計緊密結合野外實習實際地形，將課程設計內容提前布置給學生，分組進行，組內合作探討選線、定線過程，然后獨自完成一段全過程設計。課程設計應采用小組匯報和教師評價方式，以鍛煉學生的綜述表達能力，同時使學生充分認識到怎樣才能設計出一條技術上可行、經濟上合理的線形。

2.優化課堂時間分配，提高課堂效率

道路勘測設計課程頭緒多、內容雜，應深入研究該課程的內在結構，理順其相關聯系，形成貫穿全課程路線設計的主線，對課堂時間進行優化分配，以提高課堂效率。

教學時數是有限的，對理論課時進行科學合理分配是增強教學有效性的關鍵因素之一。道路勘測設計課程重點為道路的平、縱、橫斷面設計及其選線和定線，突出難點為平面設計的曲線要素、坐標計算、橫斷面的超高和加寬、縱斷面高程、土石方調配，應針對這些重點、難點問題，結合知識內在聯系，進行詳細講解。而對汽車行駛理論、動力性能、行車視距公式推導等可簡略帶過，甚至不講。

3.教學手段多樣化，加強課堂互動

多樣化的教學手段和教學方法，可以激發學生的求知欲望。教學手段的多樣化一方面表現在教師對新的教學技術手段的應用，使信息以最佳的方式呈現出來。在教學過程中，筆者為豐富道路勘測設計課堂內容，使學生有更直觀、清晰的認識，經常借助多媒體展示實際設計成果，通過實際的設計任務和設計圖使學生產生直觀認識；課堂上，強調學生遇到問題可隨時舉手提問，增強教與學的互動性。教學手段多樣化另一方面表現在因材施教上，如在講解山區越嶺線布局，解決埡口選擇及過嶺標高選擇、埡口兩側路線展線等問題時，對于埡口概念比較抽象模糊，不容易理解，無法將學生帶到山區現場實地考察，因此，在授課時筆者自帶了某公路工程越嶺線的設計實例，制作成對應的課件進行講解，取得了良好效果。

（三）道路勘測設計課程教學時效性的評價

為了解道路勘測設計課程教學時效性革新的效果，應引入以學評教的教學體系，使教師更多地關注學生在課堂上可能出現的反應，并思考如何應對，從而提高課堂教學質量。評價內容包括學生反應、學生認可度、學生對老師教學內容的認可度。為此，筆者隨機調查了在校及已畢業的路橋專業學生各30人，以問卷形式進行抽樣調查，共收回問卷56份，其中在校學生30份試卷全部收回，畢業學生反饋調查試卷收回26份。調查結果表明，教學時效性改革效果明顯，新的教學方法有效。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 楊永紅，姜藝，虞將苗，等.中美土木工程專業道路勘測設計課程教學對比研究[J].高等建筑教育，2012，21（3）：66-71.

[2] 於永和.大土木工程專業《道路勘測設計》課程教學改革探討[J].高教論壇，2006，8（4）：52-53.

[3] 孫國富，馮，劉運通.道路勘測設計課程的數字化教學改革[J].高等建筑教育，2006，15（2）：74-78.

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[關鍵詞]路橋專業 道路勘測設計 教學改革

[中圖分類號]G [文獻標識碼]A

[文章編號]0450-9889（2013）02C-0133-02

道路勘測設計是高等職業院校道路與橋梁專業的一門主干專業課程。課程主要包括道路路線設計的主要依據，道路的平、縱、橫斷面設計，道路的選線與定線，道路平面交叉口設計，道路平曲線設計計算和道路沿線設施等內容，是一門理論知識豐富、實踐性強的課程。為了進一步提高教學質量和教學效果，適應新形勢下高等職業教育課程教學改革的需要，打破傳統教育模式，按照“以就業為導向，以服務為宗旨”的職業教育目標，對該門課程進行教學改革。

一、課程教學現狀

（一）采用本科院校的教學方法

許多高職學生的綜合能力不如本科院校的學生，如果按照本科院校對學生的要求及教學方法，遵照學科知識的內在邏輯順序展開課程教學，教師上課時重理論輕實踐，讓學生接受非常困難，學生容易產生厭學情緒和自暴自棄的想法，從而對學習失去了信心。學生的學習態度又讓教師覺得非常失望，自己付出的辛勞沒有得到應有的回報。

（二）教材嚴重滯后于現行標準和規范

隨著國內基礎設施建設的蓬勃發展，道路建設也得到了進一步的完善，《公路路線設計規范》和《城市道路設計規范》也在隨時間的推移和技術的發展不斷得到修改、補充和更新，例如不同設計速度的平曲線和豎曲線半徑和長度的限值，不同等級道路的縱坡和橫坡的限值等都發生了相應的變化。但上課用的教材所引用的規范嚴重滯后于現行道路規范，使得學生在學習過程中引用錯誤的設計參數，設計出來的成果達不到現行規范要求。如何把最新的道路設計規范引入教材是當前教學工作的一個重點內容。

（三）師資力量薄弱

道路勘測設計是一門實踐性很強的專業課，要求講授該門課程的教師具有一定的工程實踐經驗。但是很多高職院校的教師是大學畢業后直接到學校從事教學工作，并沒有相應的實踐經驗，沒有在道路設計崗位工作過，不能深入了解具體的設計過程。因此很多教師在上課時只能完全按照課本來講解，照本宣科，不能引入實際的案例，講解起來枯燥無味，這極大降低了學生對本門課的學習積極性。

（四）實訓時缺乏相應的設計軟件

實訓是理論聯系實際的必要過程，本門課程的實訓是在仿真的職業情景下，創建一個具體的綜合設計項目（涵蓋了本門課程的大部分知識點），讓學生在完成該項目設計的過程中加深理論理解，加強動手能力。但由于經費等問題，學院并沒有購買合適的設計軟件，實訓還停留在手工繪圖的階段。而在實際工作中，道路設計已實現軟件設計、電腦繪圖和打印，這導致學生走向社會后不能與對應的工作崗位實現無縫對接。

二、教學改革建議

（一）精心組織內容，對課程教學進行整體設計

職業教育課程的內容必須以職業活動為導向。要在知識與職業活動之間建立橋梁，以職業活動中可能遇到的問題為中心，以知識與職業崗位的關系來組織課程內容，通過項目載體，引導學生在完成項目的過程中主動建構理論知識和實踐技能，從而提升職業能力。

根據道路設計崗位的要求，本門課程創建一個山嶺區三級公路綜合設計項目，該項目涉及所有需要掌握的知識點，包括6個子項目，分別是：公路選線與定線項目、公路平面設計項目、公路縱斷面設計項目、公路橫斷面設計項目、公路平面交叉口設計項目和公路排水設計項目。每個項目對應不同的知識點、能力目標和檢核方法。學生在學習完一個子項目以后，立刻進行項目考核，以能力考核為主。兼顧知識考核（能力考核占60%，知識考核占40%），力爭人人過關。學生通過該子項目的考核后再學習下一個設計子項目。最后，在實訓時通過完成一個綜合設計項目來加深理解知識，加強實際設計能力，達到理論聯系實際。這樣，保證了學生的學習質量。同時對每個設計項目的教學都采用案例教學或項目教學等方法，必要時通過多媒體技術，把道路設計中的先進理念、難點、重點生動形象地展現在學生面前，以利于學生加深理解，同時提高他們的學習積極性。

（二）引入最新道路設計規范

我國道路建設處于蓬勃發展期，在這期間新技術、新工藝、新方法、新材料會不斷出現，標準和規范也需要不斷進行修改。這就要求任課教師不能照搬教材上的內容，應圍繞學生職業能力的提高，及時更換教材上滯后的標準、規范和方法，并關注最新的道路設計動向，隨時更新知識，將學科前沿信息滲透到教學中。

（三）組建教學團隊，提高教師教學水平

組建道路勘測設計教學團隊，教學團隊由本專業的一名帶頭人和若干名承擔本門課程教學任務的骨干教師組成，利用課余時間研究本門課程的講授方法和內容，根據崗位設置要求，確定課程教學內容以及學生通過本門課程的學習應具備的知識目標和能力目標。教學團隊中每位教師都要利用課余時間深入企業鍛煉，立足實踐，自覺加強學習，豐富自身實踐知識，提高教學水平。在授課過程中，教師應注意節奏感，考慮學生的課堂接受能力，引導學生自覺思考問題，并積極回答學生的提問，營造活躍的課堂氣氛，達到良好的師生互動，提高課堂效率。

（四）引入道路設計軟件

目前道路外業勘測已由傳統的紙上測繪地形圖發展到了以GPS―RTK和航空、航天攝影測量及遙感技術為主的數字化測圖，道路設計人員應該熟練掌握相應設計軟件的應用，常用的道路設計軟件有海地、紅葉和CARD/1等，這些軟件具有強大的人機交互功能，便于學生學習和掌握知識。在教學過程中引入這些設計軟件，可以提高學生的設計計算速度，激發學生的學習積極性，培養學生的軟件應用能力，提高學生的工作崗位適應能力和動手能力，為學生的就業奠定基礎。

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【關鍵詞】平面設計；縱斷面設計；橫斷面設計；氣候問題；交通安全

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

1 概論

交通安全是全球性問題，引發交通事故的原因很多，主要分為主觀因素和客觀因素兩大類。完善的公路設計，有效控制交通安全，減少交通事故，減少經濟損失。公路幾何線形設計，要考慮公路平面線形縱斷面與橫斷面的組成相互協調，還要注意視距的暢通，平面縱斷面與橫斷面的組成相協調線形的好壞，對交通流的安全具有極其重要的作用，如果公路線形不合理，則會降低公路通行能力，造成運輸者時間和經濟上的損失。

2 平面設計與交通安全

平面線形應直捷、連續、均衡，與地形相適應，與環境相協調。公路平面線形一般由直線、曲線和緩和曲線三種基本線形要素組成。直線是最常用的線形，其優點是勘測設計簡單，方向明確，路徑短，但直線單調，對駕駛人員易產生乏味感，降低集中力，不利于行車安全。

2.1 直線設計

直線不宜過長，過長直線的枯燥感和單調感容易使駕駛員疲勞、磕睡，造成車速過快，視覺誤差增大而引發交通事故，所以應避免使用長直線。直線亦不宜過短，如果兩個平曲線之間直線太短，容易把直線和兩個平曲線看成反向彎道，使整個線形缺乏連續性。我國《 公路路線設計規范》 規定：“對于設計速度大于或等于60km / h 的公路，同向曲線間最小直線長度（以m 計）以不小于行車速度（以km / h 計）的6 倍為宜；反向曲線間最小直線長度（以m 計）以不小于行車速度（以km / h 計）的2 倍為宜。”兩同向曲線間直線長度難以滿足上述要求時，應調整線形設置成單曲線或復曲線；兩反向曲線間直線長度難以滿足上述要求時，應設置成“S ”曲線。

2.2 曲線設計

曲線線形要適合地形的變化，應同相銜接的路段平、縱線形要素相協調，使之構成連續、均衡的線形。一般避免采用極限最小半徑，三級公路以上還要采用緩和曲線來過度直線到圓曲線的曲率變化。曲線半徑不宜太大或太小，曲線半徑越小，交通安全性越差，交通事故越多，一般避免事故。

曲線轉角對公路交通安全也有影響，小偏角曲線容易導致駕駛員產生急彎錯覺，不利于行車安全因此，在公路設計中合理確定路線轉角十分重要。小半徑凸曲線地段由于視距不足更大采用極限最小半徑,曲線半徑太大可能導致曲線太大增加事故的隱患。

2.3 緩和曲線設計

緩和曲線通常采用回旋線，對于設計車速較高的公路，在計算緩和曲線時，橫向加速度變化率宜采用0.45m/s3 ，并相應增加緩和曲線的長度。

3 縱斷面設計與交通安全

縱面線形應注意縱向坡度和變坡點處的豎曲線，縱向坡度和別的線形因素不同，造成駕駛人員的視覺中斷，誘發安全事故。因此，必須控制坡長，高速公路、一級公路應對縱坡長度受限路段采用平均坡度法進行驗算，一般凸曲線段事故率要比水平段高，小半徑凸曲線往往成為事故的誘因，豎曲線頻繁變換會影響行車視距，嚴重降低公路安全性，在夜間沒有照明的公路，凹曲線必須考慮視距問題。縱斷面設計中，有時即使完全符合最大縱坡、坡長限制及緩和坡段的規定，也還不能保證使用質量，不少路段由于平均縱坡較大，上坡持續使用低速擋，也易導致四輛水箱開鍋，下坡則因剎車過熱、失效而導致交通事故發生，因為在縱斷面設計當，有必要控制好路段的平均縱坡。必須按照公路設計規范指標采用。

4 橫斷面設計與交通安全

平縱線形的組合，對視覺誘導起重要作用，在視覺上違背自然誘導的線形組合是導致事故多發的主要原因，在平縱線形設計中，要避免豎曲線與回旋曲線重合，特別是凹形豎曲線與平面上兩反向回旋線的拐點重合；避免豎曲線頂部有急彎，以免駕駛員靠近頂部來不及判斷，從而造成速度過高引發交通事故在平曲線的組合中，盡量避免或少采用反向曲線、斷背曲線和復曲線。平縱配合對行車安全的影響公路線形是以平縱組合起來的立體線形而映入駕駛員眼簾的良好的組合，通常無需增加費用卻能增進公路的效用安全和路容，獲得滿意的路線如果平縱組合不好，不但有礙于平縱線形各自優點的發揮，而且還會加劇兩方面的缺點。所謂組合，主要指平曲線與豎曲線在一起時，它們技術指標之間的大小匹配應當均衡，不能一方大而緩、而另一方小而急。

公路的路面橫向分布，即路幅寬的布置方式對交通安全也有一定的影響，公路橫斷面設計既受平、縱線形設計的制約，也對其起控制作用。應最大限度地降低路堤高度，做好防護、排水、取土、棄土等的設計，減少對沿線生態的影響，防止水土流失，保護環境，使公路融入自然。車行道、路緣帶、路肩以及中央分隔帶的形狀和尺寸，也都應根據使用功能、交通量大小、交通流的組成以及安全行車要求進行合理設計，做到連續性和一致性。

公路交通安全設施包括安全管理設施和安全防護設施，進行設計時，除滿足其重要的特殊的需求外，要能比較容易地引起駕駛人員的注意，提供的信息，要簡明、易懂，要允許駕駛人員有足夠的反應時間。隨著公路管理的不斷加強，具有光效應的公路輪廓標、車行道上的貓眼，其顏色、間距的正確設計，對保障夜間安全行車具有很大作用。中央分隔帶上的防眩設施，是高速公路和大交通量的其他各級公路均應采用的安全措施。

5 氣候問題與交通安全

由于不良氣候條件引發的交通事故約占高速公路交通事故的39 ％。特別是隧道出口處為交通事故多發地段，這是由于隧道內常年恒溫路面不易結冰，但出口處在冬天經常結冰，路面濕滑加之駕駛員大意，汽車行駛至此常易發生事故。因此，做好路面防排水，改善路面性能，提高路面抗滑耐磨、抗低溫裂縫、抗水損壞性能，是減少高速公路安全事故的有效措施。

6 結束語

公路交通安全研究是一個涉及多因素的動態系統工程，大量交通事故表明，整個交通系統中公路屬于基礎設施，是交通安全的一項重要因素。良好的道路設計能提供安全可靠的行車條件，是減少交通事故、減輕旅客生命財產損失有效的手段，必須在設計階段堅持設計和交通安全相統一的理念。

參考文獻

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[2] 張維全，道路勘測設計，重慶大學出版社，2002

[3] 高建平，基于運行車速的公路線形設計質量評價，同濟大學學報（自然科學版），2004

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關鍵詞：數字地形圖；公路設計；平面線形設計；縱斷面設計；橫斷面設計

中圖分類號：U41 文獻標識碼：A

1引言

隨著國民經濟的迅速發展，我國交通量明顯增長，遠遠超過了現有公路的建設速度。公路建設速度影響著國民經濟的快速發展，而公路設計在公路建設中起著舉重輕重的作用。如何準確、快速地提高公路設計質量以及速度是關鍵。傳統的公路勘測設計方法，耗時長，需要浪費很多物力、財力和人力。而采用數字地形圖進行公路設計時，可以全面系統地規劃、設計路線。同時也可從數字地形圖上提取公路設計時所需的相關數據，如縱橫斷面地面線的高程等。利用數字地形圖進行公路設計時，不僅可以保證質量，提高速度，還能夠節約經費。

2 數字地形圖的概述

數字地圖，是以地圖數據庫為基礎，以數字形式存儲在計算機外儲存器上，可以在電子屏幕上顯示的地圖。數字地形圖根據數據形式分為柵格和矢量數字地形圖，本文指的是矢量數字地形圖。

在應用數字地形圖時需考慮其更新速度的快慢。對于更新較慢的，由于在數字地形圖上有些新建地物沒有反應，因此一般不建議采用。數字地形圖更新較快的，需確認地物更新狀態并實地核對，無誤后才采用。對少部分地物不符的，需進行補測、糾正后才能采用。公路設計時不同階段對數據的精度要求不一樣，需實際情況選擇不同的數字地形圖，以滿足精度指標要求。一般公路在可行性研究階段、初步設計階段對精度的要求不高，而在施工圖測設階段對其要求較高。

3 工程實例

本文以該二級公路的K52+300至K56+800段為例，其設計速度為40km/h，路線長度為4.5km，路面寬度為7.0m，路肩寬度為2*0.75km，最大縱坡為7%等。利用測繪和道路軟件如：ArcViewGIS（地理信息系統軟件）、Surfer（三維繪圖系統）、緯地等軟件，分析在公路設計中數字地形圖的應用。

3.1建立數字地面模型

地面數字地面模型是利用緯地系統結合三維地形圖而建立的，其步驟如下：

（1） 新建工程項目。設置新建項目名稱、文件存儲路徑以及設計者信息等。

（2） 新建數模。對點數據高程過濾進行設置，其中包括過濾器最大高程值以及最小高程值等。

（3） 讀入三維數據及預檢數據。讀入三維數據并對其進行檢查，以提高數據的質量。

（4） 三角構網。對三維點進行排序、索引等，并建立三維數字地面模型。

（5） 顯示網格。顯示三角構網結果。

（6） 優化三角網。優化三角網可消除平三角，使其更貼切反映地面實際情況。

3.2平面線形設計

平面線形設計是路線在大地投影面上的幾何線性設計。傳統的選線工作量大，比較麻煩，存在許多弊端。如果設計人員對路線不是很了解，可能會導致選線不合理，甚至可能需要重新返工。無論在經濟上還是在時間上造成了一定的浪費。而基于數字地形圖的平面線形設計，在CAD系統軟件上可實現整體縮小或局部放大，從而設計人員能在整體上來把握全局。

在路線平面線形設計時，平面效果圖由ArcView GIS3.3以及數量數據中的shp形文件生成。三維效果圖由Surfer8.0以及矢量數據中的xyz文件生成。通過路線的矢量地形圖，平面效果圖，三維效果圖以及現場的勘察按照要求確定路線的平面幾何線形。

3.3內插縱橫斷面高程值

在平面設計后，對路線縱橫斷面的高程值進行內插，其流程如圖1。

3.4縱斷面設計

在進行縱斷面設計時按照國家的標準以及相關規范，滿足路基的最小填土高度以及構造物的設計標高要求，合理的選擇技術指標，注意路線的行車安全，降低路線的工程造價。根據數字地面模型內插的縱斷面地面數據，進行縱斷面設計，然后繪制縱斷面設計圖。

在縱斷面設計時受天氣的影響較少，數據采集的速度較快，但是采集的數據是模型數據，跟實際地面數據存在著偏差。一般適用于精度要求不很嚴的公路設計階段。

3.5橫斷面及路面結構設計

橫斷面設計是根據平面設計和縱斷面設計的地形數據而進行的。橫斷面設計方法相對于傳統方法采集數據速度快，缺點是有的數據精度不是很高，所以一般不適用在施工圖設計階段。

在該項目中，采用二級公路標準，路基寬為8.5m，標準橫斷面為2*3.5m行車道+2*0.75m土路肩。該段路線采用瀝青混凝土路面，底基層為18cm級配碎石，基層為36cm水泥穩定碎石，面層為6cm中粒式瀝青混凝土。

3.6 三維模型設計

實體的三維模型在進行完平縱橫設計后，可利用緯地系統生成。三維模型在輸出時可整體輸出也可分段輸出，其模型類型有路基模型、隧道模型和橋梁模型。在路線設計過程中要根據實際項目的情況選擇合理的模型類型以及輸出方式。同時可根據實際情況選擇視點樁號、視點方向、距路基面的高度以及視線偏移的距離等，結合緯地系統生成路線的透視圖，從而可實現從不同角度、樁號、方向以及高度來正確反映路線的視覺效果，從而更有利于行車安全，達到安全設計要求。

結語

本文利用ArcviewGIS3.3、Surfer8.0、緯地等軟件結合實例分析了數字地形圖在公路設計中的應用。在平面設計中，可整體把握公路的路線走向，從而有益于合理選線。在縱橫斷面地面線內插時，使縱橫斷面的數據采集效率大大地提高。在三維模型設計時，可從不通過角度對路線的位置進行客觀地評價，為調整路線方案提供了參考依據。在公路設計中數字地形圖的應用越來越廣泛。

參考文獻

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[2]王輝，周建康.，李建.基于城市規劃的數字地形模型及應用[J].城市勘測，2010（03）.

[3]鄭俊濤.數字地形圖質量檢查系統的研究與實現[D].江西理工大學，2011

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關鍵詞：公路平面交叉口；問題；關鍵設計

中圖分類號： U412 文獻標識碼： A

前言

近年來，隨著機動車輛的迅猛增長，車輛發展的速度遠遠超過道路建設的速度，經濟發展持久生成的交通需求遠遠大于道路資源、管理資源所能提供的交通供給，交通供需矛盾日益激化。道路平面交叉口是人流、車流集散的地點，是路網的重要節點，道路的運輸效率、行車安全、車速和通行能力很大程度上取決于交叉口的正確規劃和良好設計。

一、城市道路交叉通存在的主要問題

平面交叉口的交通控制與交叉口本身同樣重要，主要在三個方面對交叉口進行交通控制：信號控制、停讓控制、在交叉口配備一定數量的警力控制交叉口。通過有關調查發現，在交通控制方面，我國城市道路的交叉口存在許多不足，主要包括：交通信號燈可見性不強，信號配時對交通的需要不能滿足等。各進口拓寬長度不足，直行車排隊使得左轉車難以駛入左轉專用車道。

人流、非機動車流通過路口時，對機動車干擾較大的現象。進口道車道數不足，交叉口的同性能力不夠。非機動車以及行人通行的車道綠燈時間短。市民交通安全意識和法制觀念淡薄，交通公德意識差。機動車違章現象突出，隨意搶道，隨意左轉、掉頭、占用停車道;非機動車和行人肆意穿行，擠壓和占用了機動車道，增加了交通壓力。

二、平面交叉口設計的原則

主要道路與次要道路相交時，主要道路的縱、橫斷面均維持不變，而將次要道路雙坡橫斷面逐漸過渡到與主要道路縱坡相一致的單坡橫斷面，以保證主要道路的交通便利。同等級的道路交叉時，縱坡一般都保持不變而改變它們的橫坡，使橫坡逐步地隨縱坡變化。一般是改變縱坡較小的道路的橫斷面形狀，將路面拱頂線逐漸向縱坡較大的道路的行車道邊線移動，使其橫斷面與縱坡較大的道路的縱坡一致。交叉口范圍內，不應使一條道路的雨水排入另一條道路上或流過交叉口的人行橫道，也不應使交叉口內產生積水。因此，需合理確定交叉路縱斷的變坡點和布設雨水口，設計時至少應有一條道路的縱坡方向背離交叉，雨水口應設在人行橫道之前或低洼處。如遇困難的地形，交叉口設在盆狀地形處，必須設置足夠數量的雨水口。平面交叉口立面設計高程應與周圍建筑物的地坪高程協調一致。

三、公路平面交叉口關鍵設計

1、交叉口車道數的確定

在設計車道和確定車道數時，不僅要考慮道路寬度、周圍建筑物特點等環境因素，還要考慮到當地車流量、車輛類型等交通因素。最好采取可以量化的模型，以這些參數為輸入變量，然后計算直行車道、轉彎車道的數量和寬度等參數，以能否適應當地車流特點作為評判設計效果的最終標準。

2、道路交叉口平面設計

交叉口道路中線由城市房產和城鄉建設局提供，道路樁號根據現場進行排樁。交叉口范圍進行交通渠化設計，增設交通島及中央分隔帶、兩側分隔帶，具體長度、寬度尺寸交叉口平面設計圖。交叉口處道路平面設計原則上維持原設計非機動車道外側立沿石邊線位置不動，當車行道個數不夠時一車或兩車加寬路口右轉彎道部分及交叉口內部進行渠化調整，設置交通島及中央、兩側分隔帶，道路立沿石邊線位置均以道路中線為基準進行放線。同時給出了交叉口信號燈電纜線預埋的建議位置，以及信號燈電源井的建議位置，信號燈及其附屬設施的詳細設計由交管部門相關單位負責，施工時請事先與之取得聯系。利用防護墩分隔的道路，防護墩的位置在交叉通設計中確定，防護墩施工時可根據交管部門的意見進行調整。

3、機動車車道設置

對于左轉或右轉交通流量較大的交叉口，合理渠化交叉口，布置導流島，規范車輛在交叉口內的運行軌跡，在導流島與人行道之間設置右轉專用車道，分離不受信號燈控制的右轉彎車輛；設置專門的左轉彎車道，按流向純化交通流，提高交叉口能力。左轉或右轉交通量較小時，才考慮直左或直右車道，以提高進口道的利用率。并可通過路網，讓左轉或右轉的車輛提前轉向，既不增加行車路程，又可以將交叉口的轉向車道改為直行車道，充分利用交叉口的車道資源，大大增加交叉口的機動車通行量。

4、道路附屬設施

無障礙設施：人行道均設盲道；在交叉口、出入口、公交停靠站以及其他被緣石隔斷處均設置坡道。道路立沿石采用鋸解花崗巖加工制作，人行道外側邊線采用花崗巖鑲邊石。道路附屬設施均需與原道路設計取得一致，以免影響道路整體景觀。施工時，請建設單位協助提供原道路附屬設施相關設計圖紙。

5、路面結構設計

路面結構與原道路結構相同。采用瀝青混凝土高級路面，按城市主干路標準設計計算。除交叉口右轉彎道部分外側非機動車道局部變動的地方，新做結構采用非機動車道路面結構外，其余交叉口新建（展寬）道路路面結構按機動車道路面結構設計。交叉口平面設計圖中給出了機動車道、非機動車道路

6、通行效率設計

右轉車儲車空間的設計。人行道的位置與交叉口的中心靠近，在相交道路的人行橫道前，當右轉機動車受阻時，車輛就停在本向的人行橫道上，如此行人過街的通行空間不僅被占用了，而且直右混行車道中的直行車也受到了阻擋，還會給本向的非機動車通行造成困難。鑒于此，可適當后移人行橫道，在兩條相交的人行橫道之間留出一個可以停駐小汽車的間距，這樣可以使右轉機動車對行人和直行機動車以及非機動車的干擾大大降低。

7、安全區域設計

適當增加交叉口安全島面積，快速公交站臺前伸，配合綠化設計相應景觀，為過街行人提供中途停頓、等待的安全區域。行人斑馬線可以適當提前，進一步縮小交叉口中心自由區域面積，減少可能發生行車沖突的區域。

8、行人過街安全設計

影響行人安全水平的關鍵因素是在交叉路口行人選擇的通行方式，為了能夠組織好行人在交叉口的交通安全，就要根據具體條件因地制宜的組織好。設置位置恰當、形狀合理的導流島、中央隔離帶，都是為了讓行人在交叉口能安全通過，對渠化交通起到至關重要的作用，渠化交通和行人交通安全結合在一切更好的對行人的安全起保障作用。當人行道的長度在20m左右時，就要設立行人安全島，以便行人通過。雖然設置行人安全島會占用一定的空間，但是在行人穿越人行橫道時，由于時間過長就會和流動的機動車發生沖突，這樣合理的設計安全島就會給雙方帶來便利。保證信號燈相位。信號燈是為行人過街提供安全的通道，如果行人穿越人行橫道時，沒有信號燈提示，就會與機動車發生沖突，所以設計信號燈就可以避免發生沖突，確保行人安全過街。行人立體過街設施的建設。立體過街設施的設置是能夠徹底地實現人車分流，這樣能避免大部分人車沖突，在很大程度上也能夠使行人違規行為減少，從而增加通行能力，間接減少車輛的延誤，以此確保行人安全過街。

9、有效處理自行車的膨脹流

在交叉口，當自行車排隊時，呈現緊密間距很小的狀態，而當自行車駛出停車線時，由于安全行駛的需要，均需加大其前后左右的間距，形成膨脹流。所以，在處理交叉口空間上，應對自行車通過交叉口時的膨脹寬度予以考慮。也就是說，在直行機動車與自行車通行區域之間留出一定的安全空間，從而消除他們互相之間的影響。

結束語

城市交叉口設計是城市道路交通系統規劃設計的一項非常重要的內容，是一項精細、系統的工程，可以有效提高交叉口的通行能力，從而增加整體道路網的容量，對道路交通擁擠的治理有重要的積極意義。

參考文獻

[1]楊少偉．道路勘測設計［M］．北京:人民交通出版社，2009．

篇6

關鍵詞：老路改建，平面線形，縱斷面線形，技術指標

 

官山路位于肥西縣西南部地帶，起點位于國道G312與官亭街道交口處，終點省道S311楊桃路山南鎮汽車站，路線全長22.210km，三級公路，設計速度30km/h；荷載標準為公路-Ⅱ級；路基寬7.5米，路面寬6.5米。免費論文。

1 選擇改建、擴建設計的要求

當公路交通量接近或達到飽和時或對行車安全有影響時，應對公路改建、擴建與新建進行充分比選論證。采用改建、擴建時應符合以下規定：

（1）改建公路應遵照利用與改建、擴建相結合的原則，按規定公路級的技術指標，合理、充分地利用原有工程。

（2）公路改建、擴建應符合相關等級公路標準的規定。利用有公路的局部路段，因提高設計車速而可能誘發工程地質病害時經過綜合分析和技術經濟論證并報主管部門批準后，可維持原型計速度設計，但長度不宜大于相應設計路段長度。改線路段按新建公路標準執行。

（3）其它公路改建、擴建時，應做保通設計。并確保既有公路通行安全。

（4）公路改建、擴建設計必須遵照“遠近結合、設計要有預見性”的原則。改建、擴建設計時，應為為后續改建、擴建留有余地和創造有利條件。

2 平面線形設計

2.1 平面方案

官山路改建工程自北向南布設，起于國道G312與官亭街道交叉處，經官亭街道后在K2+179處上跨寧西鐵路；至K5+150處下穿合武高速鐵路；在K10+699下穿肥西水利渡槽；擬合磨墩水庫壩上現狀公路中心，在K21+260大房莊處向南改線，終點位于省道S311楊桃路山南汽車站處。本項目牽涉到街道段的利用、下穿鐵路和渡槽的處理、水庫段的老路加寬和利用，老路的局部改線處理等諸多影響公路平面方案確定的因素，具體我們都根據現場和設計要求進行設平面設計和調整。

2.2 路線方案的確定

官山路改建工程由于終點路段老路兩側房屋較多、線形較差，如其沿老路改建方案存在安全隱患，且局部路段侵占河道。為了合理布設路線線位，首先在1 / 10000 地形圖上進行紙上定線。布設在1 / 2000 的地形圖上，針對路線平、縱面進一步優化和多方案比選論證，選擇合理方案。經過方案比選，確定采用K21+260~終點路段線位改線方案作為推薦方案。

改線方案的優點：拆遷房屋減少1000平方米；減少侵占河道150米；消除終點交叉口山南路、山雙路與省道S311交點錯開36米的安全隱患。

2.3 平面線形設計

2.3.1設計一般原則

平面線形設計時，應以老路為主要控制物，充分利用老路，同時還應將大型建筑物、大河等作為控制點。在一般較為順直的路段，盡可能采用較高的指標進行調整，以求改建、擴建后的良好行駛條件下；在較困難路段，應充分利用規范允許的曲線組合，在滿足技術指標的前提下，充分利用老路；穿越城鎮區時，應注意結合地方發展，盡量與城鎮規劃相協調。

2.3.2 直線及其應用

現行規范對長直線沒有具體規定，本次設計中長直線控制為20V，即72秒的行程，使線形更趨合理。平曲線間最小直線長是基于保證線形連續性考慮。按公路路線規范規定，官山路設計時，我們通過計算，并參見相關設計經驗，針對官山路設計速度30 km/h；同向和反向曲線間直線最短長度取50m ，這對司機調整方向盤和心理感受基本不會有影響。在達曲線間直線達不到上述要求時，將其設為復曲線。

2.3.3 圓曲線及其應用

目前規范針對大半徑小偏角問題。在官山路定線時，一般將轉角控制在7°以上，平曲線長度控制在150m以上，最小值也在50m，這對提高老路利用率十分有幫助。S形曲線的設計中，充分使用以反向曲線為主的曲線線形。本段路線在定線過程中，對S 形曲線的轉角、圓曲線半徑反復進行了調整，將相鄰圓曲線半徑之比控制在1 ~1 / 3 范圍之內，全線線形組合成一條整體美觀的水波線形。官山路設計緩和曲線均采用了回旋曲線，其長度基本與圓曲線等值。

3縱斷面線形設計

老路改建、擴建項目的縱坡設計，追求路線的提高老路的利用率。在可能的情況下，盡量擬合老路縱坡，減小公路的平均高度，降低工程造價。免費論文。免費論文。

3.1 縱斷面設計

本項目縱斷面設計時盡量利用老路的路面作為新建結構層的底基層，以減少對老路的破壞，降低工程造價。根據對老路面彎沉的檢測，通過驗算確定老路的最小補強厚度。在路線縱坡設計時，本著最大限度地降低路基高度、減少工程造價的原則，對路線縱坡反復進行了調整，從而達到平縱組合較好、整體線形在視覺上連續的效果。

3.2 平縱線形組合

平縱線形組合原則為：合理設置平曲線內變坡點位置及變坡次數，在視覺上能自然地誘導駕駛員視、線，保證平面、、

縱斷面線形指標大小均衡。老路改建、擴建公路變坡點較多，平縱線形組合不容易達到一一對應的要求規范規定，駕駛員在任一點所看到的縱面線形起伏一般不超過5 個。

4 先進技術設計手段

在路線設計中，大力推廣新技術、新工藝和計算機輔助設計CAD軟件技術。將GPS 全球定位系統用于公路勘察設計全過程，極大地提高了平、縱、橫斷面的測量速度和線形組合設計的合理程度。設計中運用了眾多的設計軟件。其中有中交第一公路勘察設計研究院和西安海德公司的緯地三維道路CAD系統、廣州阿安畢路橋軟件公司的RoadCAD路線設計軟件及東南大學的路面結構分析軟件成圖系統等。

5 結束

老路改建、擴建公路線形設計是一項非常復雜的綜合性工作。官山路的設計經過反復地平面定線、縱斷面設計、橫斷面檢查、平面調整及技術經濟比較，經過多次優化設計、方案比選，才設計出經濟上合理、技術上適用的路線方案。對于老路改建、擴建工程應靈活運用線形設計指標，在困難地段適當調整，在滿足線形要求的前提下，充分利用老路。以上為筆者的一點淺顯的認識。

參考文獻：

[1] 張雨化.道路勘測設計[M].北京：人民交通出版社

[2] 李嘉.公路設計百問.北京：人民交通出版社

[3] 黃興安.公路與市政道路設計手冊.北京：中國建筑工業出版社

篇7

關鍵詞：道路線形；線形優化；平面線形；縱斷面線形

中圖分類號： TU972+.4 文獻標識碼： A

引言

隨著科技發展，道路設計逐漸向功效學階段發展，注重“以人為本”的理念，即道路線形設計中，設計者除了考慮汽車通過性外，還要考慮道路線形對駕駛員心理、生理影響，以減少或避免交通事故發生。從安全角度來看，人的交通安全應比車的交通安全顯得更加重要，因此，道路必須進行線形安全設計，來滿足人身安全的需要。本文通過對道路線形的安全性進行設計，提出道路線形設計時應遵循哪些設計要點來滿足駕駛者的安全性，并根據某工程實例來驗證筆者所提出的觀點。

道路線形安全評價指標

合理的道路線形設計，應不僅在工程造價上具有最優經濟性，更應使其在使用質量上滿足行車的安全性與舒適性。因此，在設計階段進行線形安全性的檢驗與評價有其重要意義。目前對安全性的評價方法較多，比較傳統的就是《規范》中規定的各項技術指標值，而這些值的規定基本上是根據汽車的行駛性能和汽車行駛的穩定性而確定的。但是，只用這些方法來評價道路線形設計是否安全是帶有局限性的。例如，以設計速度為基本參數的道路線形安全設計中，該行車速度的極限指標一般不能輕易地采用，需結合地形條件盡可能采用比極限值大的指標。因此，以設計速度為依據的設計方法必然導致車輛超速行駛，只不過因為行駛車輛、車況的不同造成超速大小不等而已。筆者認為，建設高速公路要堅持“以人為本”、“安全至上”和“環保優先”的原則，要強調“安全、快速、舒適、經濟”，不應片面追求路線線型的高標準，而關鍵在于相鄰的線形指標應均衡。

平面線形設計技術

2.1 直線、圓曲線的運用

平面線形設計應符合宜直則直，宜曲則曲，直中有曲，曲中有直，既不強拉直線，也不硬性設置不必要的曲線，只有這樣才能做到不僅經濟而且具有高安全性的和諧統一。否則如直線過長，道路易顯僵直而且道路兩傍景觀呆板單調，容易引起駕駛員麻痹與疲勞，從而導致出現超速行駛發生交通事故。筆者認為在長直線段應適當增加曲線，使得路線顯得柔美，既滿足建筑美學要求，也有助于減小交通事故發生的可能性。

另外，道路線形設計時宜采用圓曲線，這主要由于曲線是具有柔和的幾何線形，能夠較好地適應地形的變化。但根據統計，有10%～20%的交通事故發生在平曲線上，而且曲線半徑越小，發生的交通事故也越多，即曲率愈大，事故率愈高。表1是英國學者格蘭維爾通過試驗調查研究的道路平曲線曲率與道路交通事故率的關系。從汽車行駛的安全性和舒適性考慮，建議圓曲線安全適用半徑采用不小于極限最小半徑的3倍或一般最小半徑的2倍為宜，使其超高可以控制在4%之內，這樣不僅平面線形較為均衡連續有節奏感，而且縱面線形容易與之配合協調。

表1曲率與交通事故率關系統計表

2.2 平面線形的連續

道路線形設計時要滿足安全性，其中最重要的反映指標是設計線形的連續，即線形指標連續、均衡、曲率連續變化。對曲率變化的取值范圍，目前國內尚無成型的規范，但規范對相鄰路段不同線形組合參數(連接的直線長度、曲線參數及曲率半徑)有規定。只有曲率連續且在一定范圍內變化時，才能避免所設計的道路產生事故黑點路段，保證汽車快速、順暢、安全行駛；汽車在曲率變化不連續的路段上行駛，因曲率的跳躍突變，導致行駛車輛的離心加速度大小及方向也隨之突變，容易造成汽車失穩。為了滿足線形技術指標的均衡與連續性要求，就必須保持線形的連續性，避免路線的突變。如路線的轉角不宜突然變大，否則駕駛員容易在原來車速的基礎減速不及時，增加了事故的發生概率。

縱斷面線形設計技術

縱斷面線形設計主要是滿足標高控制約束，使公路工程數量和工程費用最少，且行車舒適平順。縱斷面線形指標主要包括坡度、坡長和豎曲線半徑三個幾何要素。縱坡與豎曲線的設計，既要滿足汽車行駛力學和安全的需要，又要滿足視覺上的舒適性。在豎曲線設計時曲線的長度和半徑應大大超過行車安全所規定的最小值為宜。在坡差很小時，計算得到的豎曲線長度很短，在這種曲線上行車會給駕駛員一種急促的感覺。按照安全操作的需要，豎曲線最小長度必須有3s行程。

縱斷面設計線是否合理，對于減小工程總費用起關鍵作用。在公路工程中，一般沿著道路中心線確定縱斷面線形，即以中心地面線作為基準線，從而確定縱坡設計線。但傳統的方法并沒有考慮路面的設計高程應該沿著橫斷面的軸線移動到一個合適的位置。而加權地面線法解決了這一問題。考慮土的性質的“加權地面線法”是通過優化道路土方量，實現工程總費用最小化的有效方法，這種方法要求縱坡設計線盡可能接近加權地面線，同時充分考慮土的性質，從而實現填挖平衡和土方量最小化，進而達到減少工程總費用的目的。

平縱組合線形設計

道路線形設計如果只按平面、縱斷面線形標準優化設計，而不是將二者結合考慮，最終不一定是良好的設計。因此，道路線形設計不能單獨考慮平面線形優化設計和縱斷面線形優化設計，應從平面設計開始就應該注意兩者的協調和組合，做好平、縱線形組合優化設計。良好的線形組合，線形的連續、均衡、協調應能自然誘導駕駛員視線，并保持視覺的連續性。根據筆者工程經驗，道路線形的平縱組合設計時盡可能讓平曲線與豎曲線相互對應。當平曲線與豎曲線相互對應，即平曲線的變曲點和豎曲線的變曲點處于大致相同位置時，由于平曲線起點位于凸形豎曲線頂部之前，駕駛員在到達凸形豎曲線頂部之前就可以知道前方平曲線的轉向，有助于能夠做到安全行車；雖然在縱面變坡點處縱坡坡度為0，但此處剛好在平曲線上有最大的橫坡，有利于路面排水。因此，平縱組合設計在視覺、排水和行駛上都可以獲得滿意的效果。另外，平、縱線形組合還應考慮排水要求及與道路周圍環境相配合。

實例分析

筆者對某已建成運營道路來分析影響交通安全的路線線形因素。根據該道路交通事故的車型實際情況以及該道路的事故匯總情況，發現該道路交通事故多發生在起點的30km附近。表2給出了該道路部分路段安全性分析結果。由表2可看出，高事故率地段，即黑點路段，運行速度協調性和連續性都較差。

表2某公路安全性分析

如表2的JK20+646—K22+313路段，平面線形為長直線與曲線組合，圓曲線半徑為600m，路段共發生23起交通事故，即事故率為13.8次/km，可知曲率變化大、陡坡設計過長及平曲線半徑偏小是交通事故發生的主要原因，驗證了前面所提到的要點的正確性。

結語

為降低交通事故的發生率，首先應該從道路線形設計上注重安全設計。一般設計人員在線形設計時所選用的平縱線形指標很容易滿足規范要求，但并不是所有滿足規范要求的線形設計就是安全的，應合理地選用平縱線形指標，對道路線形安全性影響較大的指標尤其要慎重。另外，道路平面、縱斷面線形組合設計涉及面廣，影響因素多，是一個反復、細致、不斷深化和優化的過程。因此，在道路線形設計時，對線形的組合設計還有待于進一步的探討和優化。

參考文獻：

[1] JTGD20-2006．公路路線設計規范[S].

[2] 王秀平．高速公路線形連續性分析與評價[J]．公路，2009，(5)：245-248.

篇8

面對公路勘察中存在的能源環境問題，筆者根據自身的專業知識和工作經驗總結出以下優化措施：

a)提高勘察設計從業人員的節能環保意識，提高公路建設質量。“人”作為整項工程的關鍵因素，應充分重視人在公路勘察設計中的作用的。首先，對從業人員來說，應加強節能環保意識，從小事培養節能環保的習慣。其次，公路勘察設計單位應全程進行節能環保的宣傳工作，使節能環保理念潛移默化在從業人員思想中，并把思想付諸實踐。再次，勘察設計單位應及時地進行從業人員的節能環保培訓工作，從形式上重視該工作，才能在實際工作中真正重視。最后，注重專業素養與節能環保新理念的結合，加強綜合性骨干人才的培養，在公開勘察設計行業中形成精英團隊，帶領行業人員不斷提高、不斷創新，把公路勘察設計工作推向更高的水平，做好人、社會、環境的協調發展；

b)加強勘察設計單位在公路工程中防護措施，保護環境。勘察設計單位面對公路建設中產生的環境資源問題，應進行及時的預防和保護，盡量減少資源的浪費和嚴重的環境污染。勘察設計單位應充分調查沿線的工程地質、地形地貌、水土流失現狀等，在土地暴露面及坡面，應依據相關規定因時因地的栽種植物或其他覆蓋物；不占用農田，不占用林地；對于要求清理表土的要取完土后再平整土坑，恢復植被，減少對原有自然環境的破壞，做好水土、資源等環境保護工作。同時，地表植被還能可以減少沿線的噪聲污染、廢棄排放污染、水土流失、夜間行車的燈光等帶來的環境問題，更可以體現一個城市的城市特色和文化底蘊，是城市的一個標志。因此，公路設計應根據地形、道路功能與等級、自然環境和人文環境等多方面，進行全面合理的勘察設計，充分發揮綠化的功能對交通的作用；

c)重塑設計標準，體現環保理念。在公路路線平面設計和縱線設計中滿足安全性和功能性的前提下,靈活運用指標,并通過多方案的比較分析，建立新的取舍標準，主要是對人和自然的影響,對資源的利用和與環境的協調方面。路線總體設計注重路線的景觀選線、環保選線、地質選線、安全選線,同時針對不同的地形就行靈活選線。根據不同路基，在考慮技術經濟合理性和生態保護的要求下,可全線選用一個設計標準,也可分段選用不同的設計標準。對于一級公路、二級公路，要區別對待。設計者在設計過程中盡量使公路與地形、地物相吻合，避免大填大挖，合理掌握路線,不片面追求高指標，在舊路改造擴建工程，不追求裁彎取直，不大量廢棄舊路；

d)合理設計，減少或避免公路建設對環境的破壞。公路勘察設計時應因地制宜，根據不同地區不同地形進行詳細徹底的勘察后，再進行科學合理的設計工作。首先，在選線時盡量減少對公路周圍的地貌、地形、建筑物等破壞，保護周圍自然環境的原貌。其次，還應巧妙地利用周圍景物，使司機能夠在駕駛的過程中減輕疲勞感。特別在一些線形平曲線地區，對司機的駕駛效果有很強的放松作用。再次，設計中要綜合社會協調工作、土地資源利用等問題，在盡量減少對村莊居民的干擾下，要充分利用有限的土地資源，堅決貫徹合理利用土地和切實保護耕地的基本國策，采取切實可行的措施減少和節約用地，設計人與自然和諧的方案。最后，根據不同地區的不同城市的人文地理景觀，設計科學的線形和斷面，使交通運輸更加安全、便捷，同時與沿線自然景觀與人文景觀的相融合，提高了排水效果和行車舒適性；

e)重視公路地質勘察工作，保持勘察信息與設計方案的統一。在勘察、調查工作中要徹底且具有深度，具體問題具體分析，因地制宜。對于地形的基礎資料的收集要盡可能的詳盡，確保勘察工作提供信息的科學性和準確性，為接下來的設計工作打好堅實的基礎，保證勘察工作與設計工作的統一和協調，使整個公路項目具有科學的依據和較高的水準。在事實地質基礎上的勘察，并進行合理的設計，一方面能夠保證工程的經濟效益，還能帶來巨大的社會效益，更給企業帶來無形的資產，為企業品牌建設奠定基礎。

公路勘察設計中節能環保理念的意義

公路勘察設計的節能環保理念，首先，對公路勘察設計行業來說，規范了公路勘察設計行業的秩序，使之正常有序地進行。從公路地質勘察到設計方案的呈現，從公路勘察設計的技術到勘察設計的人員，從勘察設計的實施到理念的灌輸，節能環保理念對其起到了巨大的推動作用，使資源得到充分的利用，防止了工程浪費現象。其次，對整個公路工程來說，切實保證了工程質量和工程水平，實現了工程的最終目的，即滿足社會全方面的發展。新理念的應用，使得工程勘察更加徹底，設計更加科學，使整個工程水平更上一層樓，逐步縮小與發達國家的差距，使中國的工程勘察設計工作接近世界水平。最后，對現如今的社會來說，節能環保理念的貫徹，不僅在公路勘察設計行業中得到了徹底的應用，還將會影響各行各業，促進新理念的灌輸。節能環保理念，符合中國社會的發展方向，有利于推動社會的文明建設，推動和諧社會的建設。對人們來說，堅持“節能環保”、“以人為本”，全力滿足市民的需要，將市民的利益最大化，實現公路勘察設計的人性化思想。

結語

篇9

關鍵詞過街通道大斷面矩形頂管設計

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

中圖分類號：TB21文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）02-0020-02

1引言

城市軌道交通的建設，越來越受到了地鐵周邊環境的限制，尤其是各個繁華路口的交通疏解壓力以及地下管線的遷改。在各種市政管線層疊密布的交通要道下修建過街通道，如何降低施工對交通的影響，如何減少管線遷改，如何安全快速地建設，就成了大家非常關注的問題。武漢地鐵二號線王家墩東站Ⅳ號出入口下穿漢口的交通要道青年路，就遇到了這樣的難題：工程地處交通要道、上部管線多、地質條件差、隧道埋深淺，若采用明挖法施工則交通疏解困難且管線改移費用高昂；若采用暗挖法施工則所處淤泥質地層富水、軟弱，施工風險太大。在針對工程特點進行了技術、經濟等方面的綜合比選后，確定采用大斷面矩形頂管方案，成功地解決了上述各種難題，實施了該過街通道工程。

2大斷面矩形頂管簡介

2.1機械設備組成

大斷面矩形頂管一般采用大刀盤土壓平衡式矩形頂管機，機械由頂管機殼體（含刀盤系統、糾偏系統和螺旋出土機）、頂進動力裝置、后靠體、機架及墊塊等設備組成。王家墩東站Ⅳ號出入口頂管工程采用4m×6m偏心多軸土壓平衡式矩形頂管機，設有2個3m×3.5m的大刀盤（由8根偏心軸驅動）、16個糾偏千斤頂、兩個螺旋出土機和主頂進裝置等設備，如圖1所示。主頂進裝置由12臺油缸及U形頂鐵、頂環、墊鐵、底架、鋼后靠等組成。12臺油缸分成兩組，呈對稱分布，并用分體式結構的支座固定。每臺油缸可單獨控制，根據需要可編組工作。

圖1頂管機設備組成圖

Fig.1Composition figure of jacking equipment

2.2頂管工作原理

土壓平衡式頂管機是在利用土壓力平衡和支護開挖面土體并控制地表沉降下進行頂進施工的。大斷面矩形頂管機采用兩個單獨的刀盤切割土體，并擋住開挖面土體，有效防止正面土體倒坍，由螺旋出土機排出土倉里由刀盤系統切削下的碴土，由主頂進動力裝置推動頂管機殼體和管節向前運動，從而實現掘進施工。

每個刀盤由四組偏心軸支撐、驅動，可進行相對或相反方向運轉，在偏心驅動軸的旋轉和推進油缸的頂進作用下，進行偏心平面運動和朝前移動，帶動正面刀具和周邊刀具切削土體，帶動后面的長短攪拌棒進行切削土的攪碎和攪拌，并在土倉內形成土壓。

螺旋輸送機的功能是將土倉內已開挖的土排出，其入口位于頂管土倉隔板的底部，前端槽體為前殼體的一部分，后端用法蘭與中段槽體連接，螺旋葉片繞制在空心軸上，采用液壓馬達驅動，通過螺旋輸送機上的出土閘門控制排土量，以維持工作面正確土壓和控制地面沉降。因頂管機的橫斷截面為4m×6m，為達到更好的出土性能，采用兩個螺旋機同時出土，每個螺旋機的最大出土量為42m3/h。

為保證隧道軸線的偏差的可控制性，頂管機殼體設計成前后兩段，中間由糾偏油缸聯接，以便控制機頭的姿態和進行系統糾偏。

2.3頂管施工工藝

大斷面矩形頂管法建造地下過街通道的施工工序是：在建造好的工作井內（始發井）進行矩形頂管機的組裝、調試、試運轉，將其準確地安放在符合設計軸線的機架上，頂管機頭出洞，頂管機沿設計軸線向地層內不斷頂進并安裝預制管節，當頂管機將要到達終點時，準確測定矩形頂管機的位置，調整和控制其姿態，使頂管機準確無誤地進入（進洞）預先建造好的接收井內的基座上，其頂進施工工藝如圖2所示。

3工程概述

3.1工程概況

王家墩東站是武漢市軌道交通二號線與七號線的換乘站，位于青年路與建設大道交叉路口處，二號線車站地下兩層，跨建設大道沿青年路呈南北走向布置；七號線車站地下三層，沿建設大道方向布置。車站所處位置東側主要有青年路高架橋和招銀大廈等建筑，西側、北側主要是建設大道、青年路變電站及沿街磚結構商鋪、住宅樓。

Ⅳ號出入口位于二號線車站的東北角，下穿青年路，下穿段過街通道長約60.8m，于青年路東側出地面，平面位置如圖3所示。出入口所在范圍地下管線密集，主要有兩個較大的排水箱涵（7m×2.7m）、多根高壓電力、給水、電信及煤氣等管線。出入口所處地層較差，主要為人工填土及淤泥質粉質土等。

圖2頂管施工工藝圖 圖3工程平面圖

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

3.2工程地質與水文地質

根據地質勘察報告，場區地形平坦，地面高程一般在20.82~21.75米之間，場地在地貌單元上屬長江北岸I級階地。根據鉆探揭示及對地層成因、年代的分析，場地分布地層自上而下可分為以下幾個單元層：（1-1）層雜填土、（1-2）層素填土、（3-1a）層粘土、（3-3）層淤泥質粉質粘土、（3-4）層粉質粘土夾粉土、粉砂、（3-5）層粉質粘土、粉土、粉砂互層、（4-1）層粉細砂等。通道工程的地質縱剖面如圖4所示，通道基本位于（3-3）層淤泥質粉質粘土、（3-4）層粉質粘土夾粉土、粉砂中。

場地內的地下水有上層滯水，孔隙承壓水和基巖裂隙水三種類型。據勘察報告反映，抽水試驗孔中測得承壓水水頭在地面下3.05m，水頭標高年變化幅度在3.0~4.0m之間。

圖4 地質縱剖面圖

Fig.4Geological profile of the Project

4大斷面矩形頂管通道工程設計

4.1頂管工作井設計

4.1.1 頂管工作井結構設計

工作井的寬度：B=d+2b，式中：B-工作井的寬度(m)；d-頂進管節的外徑尺寸(m)；b-工作坑內安好管節后兩側的工作空間(m)。

工作井的長度：L=L1+L2+L3+S1+S2，式中：L-工作井的長度(m)；L1-管節長度(m)；L2-千斤頂及頂進的長度(m)；L3-后背支座厚度(m)；S1-頂進管節留在導軌上的最小長度(m)；S2-管內出土操作在管尾留出的空間長度(m)。

工作井的深度：由設計管底高程及基礎厚度決定。管底高程減去基礎厚度，即為坑底標高。

在確定工作井的結構尺寸后，根據工作井所受的水土壓力大小進行結構計算，確定工作井結構厚度并進行配筋設計。王家墩東站頂管始發井結構尺寸為20m×10m，接收井尺寸為11.7m×5m，始發井及接收井的開挖深度分別為11.7m和11.65m，結構墻厚度為0.8m。

4.1.2頂管工作井圍護設計

頂管工作井為明挖施工，圍護結構的設計應既能起到圍護結構作用，又方便在頂管機進出洞時破除圍護結構，減少頂進難度，故工作井一般采用SMW工法樁圍護結構形式：施工工作井時SMW工法樁內插型鋼起圍護結構作用，頂管機進出洞時拔出相應圍護樁中的型鋼，方便頂管機進出洞。王家墩東站頂管工作井基坑圍護均采用SMW工法樁圍護，標準樁長21m，采用樁徑Ø850mm的三軸攪拌樁機進行施工，密插H700×300型鋼；頂管工作井根據深度變化設置1~2道Ø609鋼管支撐。

4.2頂管后靠背設計

頂管后靠背結構一般由4 部分組成：由工作井外至內依次是后靠背加固土體、工作井圍護、工作井結構和主頂油缸支座。后靠背為主頂動力裝置提供支承反力，頂管機械的支座反力通過千斤頂傳到后靠背鋼梁和鋼板，再通過鋼板均布到工作井鋼筋混凝土結構上，部分的反力通過鋼筋混凝土結構的變形傳遞到土層中。因此，在設計后靠背時，工作井結構應滿足強度、剛度、穩定性等要求，同時被動區的土體以不產生破壞為原則。

后靠背的反力根據推進系統的頂推力進行變化，頂推力R由掘進機前端的迎面阻力N和管壁外周摩阻力F組成。掘進機前端的迎面阻力主要為正面土壓力，采用Rankine壓力理論進行計算。經計算的頂推力為理論計算值，只能作為最初設定值，隨著頂進施工，主頂力隨頂進距離的增加而增大，其值應根據實際頂進參數、地面沉降監測數據作相應的調整。

王家墩東站頂管后靠背設5排樁徑Ø850mm的攪拌樁加固土體，要求加固后土體強度大于1.0MPa。經計算，預設計最大頂進推力為18900kN，小于頂管機額定主頂力24000kN以及后靠背設計可承受頂力極限值27000kN。該工程頂管始發井結構和后靠背設計如圖5所示。

圖5頂管始發井結構和后靠背設計圖

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

4.3頂管管節設計

王家墩東站頂管通道覆土厚度約為5.9m。頂管結構全部采用預制矩形鋼筋混凝土管節，管節混凝土強度等級為C40，抗滲等級為0.8MPa。頂管通道橫斷面凈空尺寸為5m×3m（寬×高），管節外形尺寸為6m×4m，管壁厚為0.5m，長度為1.5m，單節重約33.7t。本工程共計管節41節。管節兩端分別預埋鋼套環和鋼環，管節內還預留對稱壓漿孔、起吊孔及翻身孔。頂管管節結構如圖6所示。

圖6頂管管節橫斷面結構設計圖

Fig.6Section structure design of Pipe jacking

4.4頂管通道平面設計

本工程所在范圍地下管線較密集，設計考慮從平面上完全避開排水箱涵、電力、給水、電信及煤氣等管線和青年路立交橋橋樁。因此， 本次頂管工程在青年路東、西兩側各設一個頂管工作井，兩個工作井之間的凈距離為60.8m，采用土壓平衡式大斷面矩形頂管機掘進施工，下穿青年路。頂管通道結構距離青年路立交橋橋柱的最近距離約為4.3m。在頂管進出洞處設攪拌樁進行土體加固。

4.5頂管通道縱斷面設計

通道頂部管線繁多，主要為7m×2.7m磚砌箱涵、110KV電力、10KV電力、φ300和φ100煤氣鋼管、φ100鑄鐵給水、光纖、光纜、軍纜等。其中，7m×2.7m磚砌排水箱涵內底距離通道結構頂部約為1.6m。因該排水箱涵底高程控制，設頂管始發井于青年路東側，設頂管接收井于青年路西側，縱向坡度設計為+0.3%，頂管自東向西推進。

4.6頂管通道防水設計

本地下通道以后作為人行通道使用，對滲漏水的要求比較高。因此，通道防水采用了混凝土結構自防水、接縫防水和其他輔助防水等綜合防水措施。管節混凝土抗滲等級為P8。管節間設多道防水措施：“F”型承插式接頭間的橡膠止水條和頂進結束后的雙組分聚硫密封膏嵌縫及管節外的注漿。在頂管頂進過程中，“F”型承插式接頭間的橡膠止水條已經能夠起到止水效果。在頂進結束長時間后，管節周圍的地下水逐漸豐富起來，將往管節內滲水。因此，須將管節間的縫隙清理干凈，用雙組分聚硫密封膏填充，并在管節背后進行注漿，形成一道防水的外殼。

5工程分析

5.1施工速度快

本通道工程若明挖順作實施，因青年路路面以下市政管線繁多，地下通道埋設于現有市政管線的下方，施工前必須將通道上方的市政管線先行搬遷，而市政管線的搬遷一般會涉及到多個權屬單位，各單位間協調工作復雜，工期較長且不可控。而且，因青年路地面交通繁忙，施工期間需要保持地面交通，故一般采用分兩~三段施工，但分段施工的效率較低，施工工期很長。

本通道工程采用頂管方案，已于2011年8月8日從頂管始發井開始掘進施工，并于當月底到達頂管接收井，順利貫通了過街通道，正常掘進施工能達到每天4~5m的進度。采用頂管法實施，避免了管線遷改的工期，也無須交通疏解，一次實施完成通道工程，大幅度節約了施工工期。

5.2社會影響小

青年路、建設大道均為漢口地區交通干道，地面交通繁忙，車流量很大。若明挖順作實施地下通道，施工期間需要保持青年路的地面交通，一般采用分段施工，占用青年路部分機動車道，僅可維持50%的交通流量，難以保證施工期間地面交通的暢通。而且，給水、排水、電力、通信等眾多管線的遷改，對周邊居民的生活也會造成一定影響，這樣就對道路的日常交通帶來了困擾，影響了周邊市民正常的生活秩序。

本通道工程采用矩形頂管法施工，無需在地面道路范圍進行圍擋，地面交通與未施工時一樣，對現有道路交通基本無影響，而且不需要對地下管線進行搬遷。采用先進的土壓平衡頂管機，施工期間無噪音。因此，采用大斷面矩形頂管，既順利實施了過街通道工程的建設，又避免了傳統明挖方式在城市干道上的“開膛破肚”，減小了對社會的影響。

5.3工程安全性好

本通道工程處于3-3、3-4淤泥質粉質粘土中，工程地質條件差，漢口地區地下水又異常豐富，若采用暗挖施工，地層變形難以控制，施工風險極高；而且，通道頂部尚有兩個常年過水的巨型磚砌結構的箱涵，地層稍有變形就會引起磚砌箱涵開裂和漏水，漏水后必將會造成工程事故，甚至出現大范圍的垮塌，施工安全沒有保證。

本工程采用大斷面矩形頂管實施后，地面沉降及地下管線的變形均在可控制范圍，距離頂管井19.2m處、39m處（大型排水箱涵處）的通道正上方監測點累積沉降值與頂進距離關系分別如圖7、圖8所示。施工監測數據表明：在頂管機臨近測點所在斷面時，監測點處地表產生隆起，當頂管機通過該測點所在斷面時，該處地表隆起值持續增大，至頂管機通過后，地表隆起值逐漸減小轉化為地表沉降。在穿越大型排水箱涵過程中，因在頂管內超量壓注泥漿，管道周圍土體受到注漿壓力的擠壓，向外移動，使得地表隆起持續，而當掌子面通過箱涵所在范圍后，注漿壓力的逐漸減小，地表隆起值逐漸減少，頂管施工的地層損失和管節周圍經擾動后的土顆粒再固結引起了地表沉降。

王家墩東站Ⅳ號出入口大斷面矩形頂管通道工程的成功實施，大幅度提高了軟弱、富水地層通道工程施工的安全性和可靠性。

圖719.2B點累積沉降值與頂進距離變化關系圖圖8 39B點累積沉降值與頂進距離變化關系圖

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

5.4綜合經濟性強

明挖法與矩形頂管法比較，明挖法施工的優勢在于土建造價較低，而矩形頂管法由于設備研發、折舊等因素，其造價要高于明挖法。但考慮到地下管線的改遷費用、道路翻交費用，尤其地下存在搬遷費用較高管線（如電力管、通信管、信息管等）時，矩形頂管法往往就有明顯的優勢。就本通道而言，矩形頂管方案避免了明挖方案需改遷的兩個7m×2.7m大型磚砌排水箱涵、5根10KV電力、一根φ300鑄鐵中壓煤氣管、一根φ100鑄鐵給水管、光纖和電信管群等大量管線的遷改工作。根據估算，本通道工程矩形頂管方案管線遷改費用與明挖方案相比，減少了約2420萬元。雖然頂管段的土建費用較明挖有所增加，但結合管線遷改的費用，在本通道工程實施中，矩形頂管方案仍然節約了數以千萬計的建設工程費用，有效節省了工程的投資，明顯具有很強的綜合經濟性。

6結束語

王家墩東站Ⅳ號出入口通道大斷面矩形頂管工程的成功實施，避免了過街通道工程施工時對交通干道的影響，減少了多種地下管線遷改，縮小了施工占地面積，降低了施工噪音，形成了良好的社會效益，并創造較大的經濟效益，省時、省力、又省錢。而且，該工程開創了武漢地區首次采用大斷面矩形頂管施工過街通道的良好局面，對引導和促進地鐵過街通道人性化、綠色環保地施工，具有很好的推動作用。該過街通道大斷面矩形頂管法的成功經驗，既可在武漢地區建設中大范圍推廣應用，也可為后續的類似工程提供參考借鑒作用。

參考文獻

［1］地下建筑結構中國建筑工業出版社 朱合華 主編2007

［2］頂管施工技術人民交通出版社 余彬泉 陳傳燦 編著1998

［3］王家墩東站巖土工程勘察報告機械工業第三勘察設計研究院，2008

［4］王家墩東站Ⅳ號出入口施工圖設計中鐵隧道勘測設計院有限公司， 2009