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摘 要：旧路线形拟合技术、城镇化改线设计以及局部改线设计是公路改建线形设计常用方式，每种改线方式各有优点，分别应用不同情况。对公路线形进行局部设计时，应考虑重小偏角、曲线间最小之间、是否设置缓、圆曲线半径进行调整进行分析，探讨公路改建线形设计中应注意的问题及改进措施，并结合某公路改建线形设计实例对公路线形设计方法的应用效果进行分析。
关键词：公路改建；线形设计；设计方法
引言
建国以后，我国公路事业快速发展，高速公路和城乡公路通车里程数均显著增加，公路事业的发展极大的促进了我国经济发展。但是随着公路使用时间延长，原有公路等级已经无法满足当前经济发展要求，公路质量问题甚至成为制约地方经济发展的障碍[1]。因此，有必要对公路进行改造。不仅如此，公路周边容易导致人口聚集，部分公路周边大量修建人工建筑，甚至出现城镇化现象，造成公路局部经常性交通堵塞。因此，本文对就公路改建的线形设计方法进行分析，为提高旧路改建质量提供参考。
1.公路改建线形设计方法
1.1旧路线形拟合技术
旧路线形拟合技术是指利用旧路测量资料，通过控制桥涵构造物及隧道等要素拟合旧公路线形的方式。该技术以旧路的线形数据为基础，借助现代软件对旧路线形进行优化设计。旧路线形拟合技术属于低成技术，符合多利用旧路、减少拆迁和征地原则，公路改建设线形设计实践应用广泛。旧路测量资料获取技术包括全站仪、水准仪获取线点的横纵坐标及高程数据，使用RTK技术获取中线点数据，或直接从利用地图获取中线点数据。
1.2城镇化改线设计
城镇化改线设计主要针对局部路段出现许多建筑或设施，影响公路正常运营。对于该类公路，主要采用原路改建设计和公路绕行设计两种。原路改建设计多用于公路交通量大且断面无法满足交通量情况，常用方式为拆除道路周边建筑或设施，拓宽路面；架设高架桥，分流过境或街区车流。虽然架设高架桥可以从根本上解决问题，但是成本高[2]。公路绕行设计多用于的公路断面无法满足需求、线形不符合要求、公路路段规划为城镇区域。绕行设计将公路的避开城镇。绕行设计的优点在于线形设计简单，并可为公路规划设计奠定基础。
1.3局部改线设计
局部改线设计多用于低等级公路改建为高等级公路。低等级公路线形设计质量不高，而高等级公路对线形设计指标的要求较高，而旧路拟合后的改建公路线形指标未达到高等级公路标准。该情况可以采取局部改线设计，对公路路线采取裁弯取直改线，提高旧路线形设计指标。但是局部改线设计通常涉及征地问题，因而局部改线设计的成本较高。一般情况下，设计人员需要综合对个多个改线设计方案的经济性，选择成本最低的改线设计方案。
2.公路线形局部的优化设计方法
公路改建的基本原则为充分利用旧路，尽量避免拆迁或征地，节约土地资源。但是多数改建公路的等级较低，拟合设计后公路的线形指标扔不符合要求，影响公路质量。因此，公路拟合设计后还需要对公路线形局部存在的问题进行优化调整，使公路线形指标达到公路等级要求。
2.1小偏角问题优化设计
小偏角是公路平面线形设计常见严重问题，小偏角容易导致死机出现错觉，引发交通事故。对于小偏角问题，施工设计过程中需要根据公路设计速度设计平曲线长度，使平曲线长度符合设计速度要求。例如公路设计时速为40、60、100、120km/h，平曲线长度需要不低于500m、700m、1200m、1400m。同时，还需要设置交通设施，削弱小偏角问题[3]。
2.2缓和曲线问题
公路改建过程中，如若圆曲线半径不低于超高最小半径，无需设置缓和曲线。但是旧路的等级较低，半径满足规范要求，因而未设置缓和曲线[4]。而改建后公路等级提高，且高于旧路等级，原有曲线虽然能够满足最小半径要求，但是曲线半径低于布设缓和曲线的半径。因此，公路改建时需要增设缓和曲线。
2.3最小直线问题
根据相关规定，同向曲线和反向曲线的直线长度应分别大于6v、2v，而旧路的的等级较低，因而其同向曲线和反向曲线的直线长度低于要求。改进过程中，应在利用旧路的基础上增设缓和曲线，对于直线长度不足的旧路改造，可增设绿化带。对于部分曲线间直线果断问题，同向曲线和反向曲线可分别采用C形和S形曲线设计[5]。
2.4平曲线最小半径
旧路曲线半径较小对行车安全有重要影响，处于保障行车安全考虑，暗弯处应的平曲线半径取较大标准[6]。如若无法扩大平曲线半径，可根据路基边坡情况，采用开挖视距台方式处理。
3.工程应用实例分析
3.1工程概况
某公路为中部某省公路，A辖区内A1段为旅游区内陆段，起点及最高点海拔104m、722m；B辖区内属于越岭道路，道路依山而建，道路曲线形多，同向曲线及反向S形曲线遍布全路段，具备为连续回头曲线。由于道路建设时间早，道路设计标准较低。并且长时间使用导致道路路况不佳，存在严重的行车安全隐患。
3.2改建方案分析
3.2.1
对于旅游区路段公路，处于对公路周边旅游资源的保护，采用沿旧路设计的原则，对局部公路线形进行优化。由于公路改造等级为四级公路，结合四级公路要求，圆曲线径相详解或直线详解，未设置缓和曲线。改建公路烟具先中线布设，对圆曲线半径过小区域，对圆曲线半径采取扩大处理。
3.2.2局部改线设计
旧路采用回头曲线设计，但是回头曲线半径小、长度不足，未达到四级公路标准，更未达到三级公路改造标准。不仅如此，公路周边地形复杂，局部存在民用建筑，公路的回头曲线无法满足三级公路要求。因此，公路改造线形采用反S形曲线设计，使线形指标达到三级公路要求。
3.2.3回头曲线优化处理
旧路某段回头曲线半径为15m，达到四级公路标准。改造后，公路需要达到三级标准，设计速度为30km/h，因而回头曲线最小半径不得低于20 m。因此，公路改造线形设计时，将回头曲线半径进行优化，并将半径增加至25m。
3.2.4曲线线形优化处理
旧路某两端的交点属于同向曲线，圆曲线半径分别为70m、83m，缓和曲线长度25m，同向曲线间直线长度为70m，低于设计要求。因此采用C型曲线替代同向曲线线形组合，并在去先出增设交通设施，提醒司机。
3.2.5城镇化改线绕行设计
由于公路局部两侧人口众多，民众建筑林立。公路邻近区域存在一个旅游小镇，处于小镇的长远规划，城镇化路段采用改线绕行设计，既解决公路城镇化问题，又不影响小镇的长远发展。
4.结语
公路改建的线形设计是一个系统且复杂的工程，线形设计人员需要综合技术因素和经济因素，再制定最佳线形改建方案。因此设计人员既要尽可能利用旧路，降低公路改造工程量，降低成本又要考虑改建前后公路等级变化导致线形设计标准改变带来的影响，保证行车安全。
参考文献：
[1]张元元. 线形设计在农村公路改建的应用[J]. 四川建材，2015，02：163-164.
[2]李训祥. 试析公路市政化改建工程桥梁设计方法探讨[J]. 四川建材，2015，05：171-172.
[3]周斌华，杨建明，李明，等. 公路改建的线形设计方法与工程应用[J]. 交通科学与工程，2013，01：92-96.
[4]杨超. 研究公路市政化改建工程桥梁设计方法[J]. 建材与装饰，2016，01：98-99.
[5]朱银乐，袁胜强，姜伟巍. 高速公路拓宽改建工程路基拼接设计与应用[J]. 上海公路，2009，01：1-4+12.
[6]李红，林宣财，王少君. 山区一级公路高速化改造工程关键技术研究[J]. 中外公路，2008，05：4-8.
关键词：公路改建；线形设计；设计方法
引言
建国以后，我国公路事业快速发展，高速公路和城乡公路通车里程数均显著增加，公路事业的发展极大的促进了我国经济发展。但是随着公路使用时间延长，原有公路等级已经无法满足当前经济发展要求，公路质量问题甚至成为制约地方经济发展的障碍[1]。因此，有必要对公路进行改造。不仅如此，公路周边容易导致人口聚集，部分公路周边大量修建人工建筑，甚至出现城镇化现象，造成公路局部经常性交通堵塞。因此，本文对就公路改建的线形设计方法进行分析，为提高旧路改建质量提供参考。
1.公路改建线形设计方法
1.1旧路线形拟合技术
旧路线形拟合技术是指利用旧路测量资料，通过控制桥涵构造物及隧道等要素拟合旧公路线形的方式。该技术以旧路的线形数据为基础，借助现代软件对旧路线形进行优化设计。旧路线形拟合技术属于低成技术，符合多利用旧路、减少拆迁和征地原则，公路改建设线形设计实践应用广泛。旧路测量资料获取技术包括全站仪、水准仪获取线点的横纵坐标及高程数据，使用RTK技术获取中线点数据，或直接从利用地图获取中线点数据。
1.2城镇化改线设计
城镇化改线设计主要针对局部路段出现许多建筑或设施，影响公路正常运营。对于该类公路，主要采用原路改建设计和公路绕行设计两种。原路改建设计多用于公路交通量大且断面无法满足交通量情况，常用方式为拆除道路周边建筑或设施，拓宽路面；架设高架桥，分流过境或街区车流。虽然架设高架桥可以从根本上解决问题，但是成本高[2]。公路绕行设计多用于的公路断面无法满足需求、线形不符合要求、公路路段规划为城镇区域。绕行设计将公路的避开城镇。绕行设计的优点在于线形设计简单，并可为公路规划设计奠定基础。
1.3局部改线设计
局部改线设计多用于低等级公路改建为高等级公路。低等级公路线形设计质量不高，而高等级公路对线形设计指标的要求较高，而旧路拟合后的改建公路线形指标未达到高等级公路标准。该情况可以采取局部改线设计，对公路路线采取裁弯取直改线，提高旧路线形设计指标。但是局部改线设计通常涉及征地问题，因而局部改线设计的成本较高。一般情况下，设计人员需要综合对个多个改线设计方案的经济性，选择成本最低的改线设计方案。
2.公路线形局部的优化设计方法
公路改建的基本原则为充分利用旧路，尽量避免拆迁或征地，节约土地资源。但是多数改建公路的等级较低，拟合设计后公路的线形指标扔不符合要求，影响公路质量。因此，公路拟合设计后还需要对公路线形局部存在的问题进行优化调整，使公路线形指标达到公路等级要求。
2.1小偏角问题优化设计
小偏角是公路平面线形设计常见严重问题，小偏角容易导致死机出现错觉，引发交通事故。对于小偏角问题，施工设计过程中需要根据公路设计速度设计平曲线长度，使平曲线长度符合设计速度要求。例如公路设计时速为40、60、100、120km/h，平曲线长度需要不低于500m、700m、1200m、1400m。同时，还需要设置交通设施，削弱小偏角问题[3]。
2.2缓和曲线问题
公路改建过程中，如若圆曲线半径不低于超高最小半径，无需设置缓和曲线。但是旧路的等级较低，半径满足规范要求，因而未设置缓和曲线[4]。而改建后公路等级提高，且高于旧路等级，原有曲线虽然能够满足最小半径要求，但是曲线半径低于布设缓和曲线的半径。因此，公路改建时需要增设缓和曲线。
2.3最小直线问题
根据相关规定，同向曲线和反向曲线的直线长度应分别大于6v、2v，而旧路的的等级较低，因而其同向曲线和反向曲线的直线长度低于要求。改进过程中，应在利用旧路的基础上增设缓和曲线，对于直线长度不足的旧路改造，可增设绿化带。对于部分曲线间直线果断问题，同向曲线和反向曲线可分别采用C形和S形曲线设计[5]。
2.4平曲线最小半径
旧路曲线半径较小对行车安全有重要影响，处于保障行车安全考虑，暗弯处应的平曲线半径取较大标准[6]。如若无法扩大平曲线半径，可根据路基边坡情况，采用开挖视距台方式处理。
3.工程应用实例分析
3.1工程概况
某公路为中部某省公路，A辖区内A1段为旅游区内陆段，起点及最高点海拔104m、722m；B辖区内属于越岭道路，道路依山而建，道路曲线形多，同向曲线及反向S形曲线遍布全路段，具备为连续回头曲线。由于道路建设时间早，道路设计标准较低。并且长时间使用导致道路路况不佳，存在严重的行车安全隐患。
3.2改建方案分析
3.2.1
对于旅游区路段公路，处于对公路周边旅游资源的保护，采用沿旧路设计的原则，对局部公路线形进行优化。由于公路改造等级为四级公路，结合四级公路要求，圆曲线径相详解或直线详解，未设置缓和曲线。改建公路烟具先中线布设，对圆曲线半径过小区域，对圆曲线半径采取扩大处理。
3.2.2局部改线设计
旧路采用回头曲线设计，但是回头曲线半径小、长度不足，未达到四级公路标准，更未达到三级公路改造标准。不仅如此，公路周边地形复杂，局部存在民用建筑，公路的回头曲线无法满足三级公路要求。因此，公路改造线形采用反S形曲线设计，使线形指标达到三级公路要求。
3.2.3回头曲线优化处理
旧路某段回头曲线半径为15m，达到四级公路标准。改造后，公路需要达到三级标准，设计速度为30km/h，因而回头曲线最小半径不得低于20 m。因此，公路改造线形设计时，将回头曲线半径进行优化，并将半径增加至25m。
3.2.4曲线线形优化处理
旧路某两端的交点属于同向曲线，圆曲线半径分别为70m、83m，缓和曲线长度25m，同向曲线间直线长度为70m，低于设计要求。因此采用C型曲线替代同向曲线线形组合，并在去先出增设交通设施，提醒司机。
3.2.5城镇化改线绕行设计
由于公路局部两侧人口众多，民众建筑林立。公路邻近区域存在一个旅游小镇，处于小镇的长远规划，城镇化路段采用改线绕行设计，既解决公路城镇化问题，又不影响小镇的长远发展。
4.结语
公路改建的线形设计是一个系统且复杂的工程，线形设计人员需要综合技术因素和经济因素，再制定最佳线形改建方案。因此设计人员既要尽可能利用旧路，降低公路改造工程量，降低成本又要考虑改建前后公路等级变化导致线形设计标准改变带来的影响，保证行车安全。
参考文献：
[1]张元元. 线形设计在农村公路改建的应用[J]. 四川建材，2015，02：163-164.
[2]李训祥. 试析公路市政化改建工程桥梁设计方法探讨[J]. 四川建材，2015，05：171-172.
[3]周斌华，杨建明，李明，等. 公路改建的线形设计方法与工程应用[J]. 交通科学与工程，2013，01：92-96.
[4]杨超. 研究公路市政化改建工程桥梁设计方法[J]. 建材与装饰，2016，01：98-99.
[5]朱银乐，袁胜强，姜伟巍. 高速公路拓宽改建工程路基拼接设计与应用[J]. 上海公路，2009，01：1-4+12.
[6]李红，林宣财，王少君. 山区一级公路高速化改造工程关键技术研究[J]. 中外公路，2008，05：4-8.