公路路线线形是指公路平面线形、纵断面线形及其二者相结合的三维空间线形的总称。公路线形设计就是确定路线的空间位置、几何形状及尺寸的工作。
公路路线线形设计
公路路线线形设计是公路设计的核心， 在公路路线线形设计工作中的体会和认识做了简要叙述。
公路的线形构成了公路的主骨架， 是其他组成部分( 如路基、路面、桥涵构造物等)设计、施工全过程的基础。公路线形设计的优劣决定着公路建成后所能发挥的安全性、舒适性、经济性的程度， 同时也是影响公路沿线开发利用程度的主要因素。因此， 公路路线线形设计的优劣是该路段的总体设 计和使用效能的主要评价指标。
平、纵面线形设计应掌握的原则
平面线形设计原则
( 一)平面线形设计应满足技术标准的要求并与实际地形相符合。灵活运用自由变换的曲线， 使其与实地地形、地物、地貌相适应， 与周围的自然环境协调一致， 将会得到连续、优美的视觉效果。平面线形应具有连续性， 避免线形变化太突然。尤其是在长直线的终点应坚决避免与小半径曲线相连接。任何连续急弯都是极差的线形， 应注意避免。反向曲线或同向曲线间应插入足够长的直线。尽量避免出现小偏角曲线。因为小偏角曲线容易给驾驶员造成视觉错误， 使其将曲率看得比实际要大， 容易发生交通事故。若小半径曲线不可避免时，应设置足够的曲线长度。应注意与纵断面线形的配合。尤其在与铁路、主干公路、河流等交叉处， 大多都是纵断面线形的控制点， 在平面先行设计时应予以充分考虑。
纵断面线形的设计原则
( 二)纵断面线形设计应根据技术标准的要求， 结合沿线自然条件( 地形、地质、水文、气候等) 综合考虑。纵断面线形最好能与地形起伏相一致， 这样不但可使线型与周围自然环境相协调， 还可有效控制工程投资。从行车的安全、舒适和视觉良好的要求来看， 纵断面线形应连续顺适。具体应注意以下几点： 1。避免在短距离内出现连续的凹凸反复， 给人以波浪式的感觉； 2。 避免出现只能看到较近和较远处而不能看到中间凹下部分的线形， 即使凹下去不多， 也会给驾驶员以不安全感； 3。应避免在两同向竖曲线间设置断直线坡度段。尤其是在同向凹曲线间， 这种线形会给人一种死板的感觉 ， 最好将两曲线合并， 用同一大曲线代替。在山岭重丘区， 尤其在连续较长的上坡路段， 其变坡点附近应尽量采用较平缓的坡度或较大的竖曲线半径， 以保证行车顺畅和足够的视距。在山岭重丘区， 纵断面设计应充分考虑填、挖方数量平衡， 尽量利用挖方作为就近填方， 减少借方和废方数量， 降低工程造价。应注意与平面线形相结合， 以达到的立体效果。
平面线形的应用
平面线形包括直线、圆曲线和缓和曲线。
1。直线的应用
一般情况下直线是难以与自然环境相协调的， 而且对地形变化不易适应， 所以在应用上受到限制。若直线段连续过长， 驾驶员在单调的路面上连续行驶 ， 容易引起驾驶员的疲劳、注意力不集中、反应迟缓， 从而引发交通故。
2。圆曲线的应用
与直线相比， 圆曲线具有通畅性好、线形圆滑、可以适应各种地形变化、适用范围广的优点。
3。缓和曲线的应用
缓和曲线多采用回旋线。当汽车以一定速度行驶时， 若能使回旋曲线与用一定角速度转动汽车方向的行驶轨迹 一致时， 则达到最佳使用效果。
山区公路路线线形设计
山区公路建设存在的问题， 从设计标准定位、平面设计方法、纵断面设计方案等方面介绍 了对山区公路路线设计的一点体会， 对山区公路路线设计中容易忽视的问题提出建议 ， 从而客观地设计出最佳路线线形方案 。
平面设计
1)设计方法。路线平面设计方法主要为两种 ：导线法(直线法)和曲线法。山区公路的路线平面布设与平原区及微丘区公路有很大区别。平原区地形条件单一， 相关控制条件较少， 采用导线直线法能提高定线效率。山岭重丘区 地形条件复杂， 路线布设时限制条件很多， 如单纯采用导线线法或单纯采用曲线法， 定线效率低， 线形设计时往往会 顾此失彼 ， 出现平纵组合不佳。山区公路平面定线时应与沿线地形结合 ，
2)曲线间最小直线长度的采用。规范对平曲线间最小夹直线长度作出了规定。山区公路设计中， 对此规定 ， 反 向曲线间的直线长度 ， 通过圆曲线半径和缓和曲线长度的调整一般尚可达到要求 ，
3)缓和曲线长度与超高过渡。对于山区公路来说， 设置缓和曲线的作用不仅是为了满足超高需要 ， 同时也是平面线形中除直线和圆曲线以外的另 一个重要的线形要素 ， 缓和曲线的灵活设置， 可使曲线径向对接 ， 线形圆顺 ；可以灵活调整曲线长度， 避免短直线的不足 ；能较好地与地形相适 应。
纵断面设计
1)凸形竖曲线半径设置。山区公路由于受地形地貌等因素的制约 ， 连续小半径短平曲线与连续变坡小半径竖曲线的组合时常出现。这种情况下很容易做到平纵一 一对 应， 满足规范要求 ，从理论的角度来说这是一种理想的平纵组合设计 ， 但这种组合往往忽略了视距要求。由于受地形地貌、植被的影响， 路线平纵指标较低 ， 当采用上述平纵组合时 ， 驾驶者视觉范围较小 ， 视线诱导性差 ， 难以判断前方路线去向 ， 当出现纵面上的断背曲线时 ， 对行驶安全来说是最为不利的。而此时往往因地形条件的限制 ， 难以通过调整平曲线半径来解决 ， 只能在不过多增加工程量的前提下适当加大凸曲线半径， 以便增大视距， 保证曲线任何一点均能看清前方平曲线的变化 ， 以保证行车安全 。因此在满足规范要求和不会过多增加工程量的情况下 ， 应当设置较大的凸曲线半径。
2)凹形竖曲线半径设置。山区公路纵坡起伏较大， 设计过程中凹曲线半径容易满足规范要求， 凹曲线半径设置越大， 对行车视线越有利， 但这样会导致路基填土加高 ， 增加了防护设施及工程量 ，从而加大了工程投资。而对于挖方路堑路段来说， 可能会因排水困难而对行车安全不利。因此 ， 在设计中不宜一 味追求高指标而增大凹曲线半径。
路线设计是一项综合性的专业工作， 山区公路路线设计是公路设计中的关键环节。由于受复杂地形条件和环境保护要求的限制， 路线设计的好坏程度， 将决定汽车运营的安全舒适、工程总投资、环保等问题 。
高速公路的路线线形优化设计
公路线形优化设计包括平面线形、纵断面、横断面线形、环境设计等综合设计， 介绍高速公路线形设计的原则， 并利用公路全景透视图优化公路线形设计的方法。
平面路线设计
现代高速公路设计基本上是以曲线为主的线形设计， 这是因为曲线线形不仅美观圆顺， 而且曲线比直线更易适应地形。
圆曲线能引起驾驶员的注意力， 并掌握好方向盘。同时， 曲线两侧的景物能给驾驶员提供一个很好的视线诱导。
S 型曲线在山岭重丘区高速公路上， 用回旋曲线将两条反向曲线相连接的线形采用较多， 特别是当两条反向曲线间的直线长度不能满足规范要求时， 多采用此线形。
卵形曲线用回旋曲线将两条同向曲线相连接的线形称为卵形曲线。
缓和曲线从视觉要求出发， 从曲率为零的直线， 到定曲率的圆曲线之间， 需要有一个曲率逐渐变化的过度曲线， 这就是缓和曲线。
纵断面设计
纵断面线形优化设计主要是满足某些标高控制约束， 使公路工程数量和工程费用最少， 行车舒适、平顺。
1)纵坡：纵坡的设置除考虑降低车辆行驶的速度差， 防止超车事故外， 还应该考虑排水问题。较大的纵坡能与路拱横坡形成较大的合成坡度， 减少雨水在路面上的滞留时间， 有利于路面雨水的排除。
2)坡长：纵断面线形设计时， 坡长不宜过短， 过短的纵坡易造成纵断面线呈锯齿状， 连续使用短坡会损坏线形的美感， 汽车行驶过于颠簸， 车速越高时越显得突出。
3)竖曲线半径：竖曲线半径是通过对缓和汽车行驶之冲力所需最小长度和为确定停车视距所需最小长度的计算而规定的。
横断面设计
对高速公路， 每增加 1m 的路基宽度增加造价不足 5% ； 公路等级降低， 路基宽度的变化对工程造价影响也就逐渐增大， 每增加 1m 可达 25% 。高速公路公路半填半挖路基或填方路堤较常用， 公路外侧由于自然坡度大， 填方边坡一般是伸得太远或难于填筑， 因此， 多为砌石挡土墙， 这种路基型式有许多弊病如： 与自然环境不吻合， 不能绿化， 缺乏安全感， 路基稳定性差， 且造价高。但是在很多高速公路的路基宽度一般在公路修建前都已经给定， 所以横断面设计的主要问题是超高设计和加宽设计。
环境保护设计
环境保护工作越来越受到人们的重视， 高速公路建设开挖土地面积较大， 对沿线的环境影响也大。设计过程中应重点考虑水土保持、森林资源和野生动植物的保护、合理规划公路建设中废弃物的处理， 净化公路两侧的环境， 保护好河道和水库， 防止水污染。