公路路線縱斷面設計是公路設計中非常重要的一個環節，要綜合考慮各方面的因素和要求，首先必須符合《公路工程技術標準》的相關規定；其次要綜合考慮沿線自然地形、地質、水文、氣候等因素；最后還要從經濟的角度出發，盡量考慮填挖均衡。本文探討了傳統的公路路線縱斷面設計方法和步驟，對于公路設計初學者具有一定的參考價值。
公路的縱斷面是指沿著道路的中線豎著剖開以后再展開，由平坡線、坡線、豎曲線等三個幾個要素組成，它是對設計路線的縱向坡度和中線地面高低起伏的反映，是道路設計的重要組成部分。
1 路線縱斷面設計依據的相關資料
　　路線縱斷面設計通常是在平面線形初定之后，結合地形、地物、環境和土石方工程量等條件，將構成縱斷面線形的幾何要素進行合理組合，滿足行車安全、舒適、與環境協調、工程經濟的要求。路線縱斷面設計之前，要有路線的平面地形圖、直線曲線及轉角一覽表、水準測量記錄表、沿線構造物設置等外業調查資料、地質勘察資料、公路設計等級、公路工程技術標準、路線設計規范等相關資料。
  　2 繪制路線縱斷面設計圖
　　路線縱斷面設計圖的繪制，是縱斷面設計的主要任務，設計時要綜合考慮多方面的因素和要求。傳統的人工路線縱斷面設計工作具體步驟和思路如下：
　　2. 1 建立直角坐標系
　　路線縱斷面圖采用直角坐標系，以橫坐標表示路線的里程，縱坐標表示高程。通常情況下，在山嶺區橫坐標采用1∶2 000的比例，縱坐標采用1∶200 的比例; 在丘陵區和平原區，橫坐標采用1∶5 000 的比例，縱坐標采用1∶500 的比例。建立坐標系時應注意，首先，要把該坐標系的坐標原點在圖紙中的位置確定好，否則會直接影響到縱斷面圖在圖紙中的位置，也會使圖紙的美觀和圖的直觀效果受到影響。另外在該圖紙的適當位置應注明橫、縱坐標所用的比例。一條公路的縱斷面圖往往有若干張，因此，要在每張圖紙的右上角注出圖紙分式編號，分母表示圖紙總張數，分子表示本張圖紙的序號。
　　橫、縱坐標的單位都用米表示，縱坐標上要標注數字，也可將其繪成標有刻度的標尺。
　　2. 2 繪制縱斷面設計圖
　　( 1) 縱斷面圖資料。通常是在縱斷面圖紙的下方，以表格的形式自下而上依次列出: 直線與平曲線、里程樁號、縱坡/坡長、地面標高、設計標高、填挖高度、地質說明等。
　　( 2) “直線與平曲線”。根據平面設計資料中的“直線曲線及轉角一覽表”繪出平面上的直線和曲線的位置及走向。直線段用水平線表示，平曲線為左偏時開口向上，右偏時開口向下，并在開口處注明交點編號及曲線半徑。注意開口的起點和終點要和該平曲線的起、終點的樁號相對應。
　　( 3) “里程樁號”和“地面高程”。可直接由平面設計資料中的中樁記錄表或水準測量提供的相應樁號、地面高程得到，填寫時注意樁號與橫坐標表示的實際里程要對應。
　　( 4) 勾繪地面線。根據縱斷面圖資料部分的“里程樁號”和“地面高程”，在繪圖區相應的位置按里程樁號先后點出各地面點在縱斷面圖中的具體位置，然后再用折線依次連接圖中的地面點，即得到縱斷面圖的地面線。
　　( 5) 繪制縱坡設計線。即進行縱坡設計，是縱斷面設計的核心。
　　縱坡設計時，一定要注意按照公路工程技術標準的要求，科學合理的確定路線的最大縱坡、最小縱坡及最大和最小坡長限制，在高原地區還要考慮縱坡的折減。最大縱坡是縱斷面設計的重要控制指標，主要考慮載重汽車的爬坡性能和通行能力。一般來說，在克服高差一定的情況下，縱坡度越大，路線就越短，工程數量就越少，工程造價也就越低。但縱坡度較大時，汽車爬坡就越困難，尤其是積雪冰凍地區，路面結冰后對載重汽車的影響尤為顯著，同時也帶來了極大的行車安全隱患；縱坡度過小時，又會增大工程造價，有時在長路段低填方處，還會影響到路線的縱向排水。除此之外，還應滿足標準中對緩和坡段、平均縱坡及合成坡度的相關規定，盡量使縱坡設計顧及到各個方面的要求。
　　在縱斷面圖上布置設計線時，要結合路線的平面地形圖及地質勘察的有關資料，考慮設計標高的要求。在平原地區，應保證路基的最小填土高度符合標準的要求，即滿足路基處于干燥或中濕狀態; 在丘陵區及山嶺區，主要考慮土石均衡，以降低工程造價; 對于沿河路段，要從路基穩定考慮，設計線應在設計洪水位及計算水位0．5 m 高度以上，以保證足夠的安全儲備。
　　路線的各坡段縱坡設計時，各級公路的最大縱坡值、陡坡限制坡長和最小坡長限制值，一般不要輕易采用，以便為以后公路升級改造或公路的改擴建留下設計余地；必須采用時，應進行充分的技術、經濟論證。
　　縱坡設計時，首先應將路線的起點、終點、最小填土高度、最大開挖深度、橋涵的標高限制、交叉點等起控制作用的控制點的位置標注于縱斷面設計圖上; 接著要全面考慮路線設計要求及規范的規定，盡量考慮填挖的均衡性，試定出各坡段的縱坡線; 在劃分坡段時，注意相鄰兩坡段的交點即變坡點位置，應盡量設在10 m 的整樁號處，且最好位于平曲線的曲中點附近或遠離平曲線而設在直線上。以便在后續布設豎曲線時，使平曲線和豎曲線盡量重合或豎曲線完全包于平曲線中，為駕駛員提供最好的視覺誘導；或直接將平曲線和豎曲線拉開一定距離，以保證行車的安全性。
　　最后根據路線選線時縱坡的安排，調整圖上縱坡線，使設計和實地盡量相符; 要結合實際地形，特別注意檢查、核實高填深挖斷面處實地情況，必要時調整縱坡線，以保證設計出合理且符合要求的設計線。在變坡點處設置豎曲線時，應注意使豎曲線的最小半徑和最小長度符合技術標準的要求。為了安全和舒適，豎曲線的半徑一般應盡量選擇大一些，在公路路線縱斷面設計的實踐中，應取技術標準中所列半徑的一般最小值的1．5 ～ 2．0 倍，即最小半徑的一般值。
　　另外，縱斷面設計時，還要考慮平、縱線形的組合。其組合應能保證行車時視覺上的連續性，并有足夠的安全感、舒適感和美感; 平、縱線形的設計技術指標一般不宜懸殊太大。
　　( 6) 填寫“坡度/坡長”。在圖上定出縱坡設計線之后，就可根據圖上各坡段的起、終點的高程計算出該坡段的高差，各坡段的起終、點的樁號之差即為該坡段的坡長，然后計算高差與坡長的百分比，即為坡度。如5 /400，表示該坡段的坡長是400 m，坡度是5%。
　　( 7) 計算設計高程。根據各坡段的坡度，計算各中樁的設計高程。中樁設計高程= 變坡點的高程± 樁號差× 坡度，式中的樁號差為該中樁樁號與變坡點的樁號之差，坡度為該樁所在坡段的坡度，坡度要以小數形式代入式中。計算上坡段中樁高程時用“+”，下坡段用“－”。若設置有豎曲線，則在豎曲線部分還應計算高程改正值。用未考慮豎曲線時計算得到的中樁設計高程值，加上或減去改正值后得到的結果，作為該中樁的實際設計高程。
　　( 8) 填挖高度計算。填挖高度= 設計高程－ 地面高程，結果為正值時為填，負值時為挖。
　　( 9) 地質概況。根據外業勘測資料，填寫沿線地質情況。
　　另外，在縱斷面圖上，還可以標注出相應的水準點的位置和標高，有橋涵、隧道等構造物時還應標注構造物的位置、結構類型及跨徑、長度等信息，豎曲線的曲線要素等。
3 結語
　　上文簡要探討了公路路線縱斷面設計的方法和思路。公路設計師應注意在實踐的過程中不斷積累和總結設計經驗，因為科學、合理的設計方法和思路，將起到事半功倍的作用，使縱斷面設計更加趨于條理化、合理化、清晰化。隨著計算機的普及和人機動態交互式設計軟件的發展，將使路線的縱斷面設計工作更加高效、快捷，公路設計師也能更好的從總體上掌握并控制公路的技術指標和工程造價，為我國公路交通事業又好又快的發展做出更加突出的貢獻。