高速公路紙上定線法
1 前言
高速公路從路線方案選擇到具體定線是一個研究範圍由大到小、精度由粗到細的過程，經過詳細調查、綜合分析、仔細比選，最後確定中線的具體位置。紙上定線是以初擬路線方案為基礎，在實測或航測的 1:2000 地形圖上進行的。對於定線來說，不同的地形條件有不同的矛盾。在平原微丘區，地形平緩，路線一般不受高程限制，定線應以方向為主導，正確繞避平面上的障礙，力爭控制點間路線短捷順直。在山嶺重丘區，地形複雜，橫坡陡峻，路線一般受高程限制較嚴，定線應以安排縱坡為主導，合理利用有利地形，避讓艱巨工程、不良地質地段或地物，力爭平、縱配合協調，工程經濟合理。
2 紙上定線的步驟
2.1 收集資料與準備工作
需要收集的資料主要有：初擬路線方案及所確定的控制點，沿線地質情況，不良地質地段，城市規劃，地下電纜，文物古蹟，自然保護區以及氣候氣象等資料。準備工作包括：在地形圖上標繪各個控制點、應避讓的地段和區域。
2.2 根據地形和地物初定路線的位置
在相鄰控制點之間，根據所經過的不同地形和地物分布情況，參照準備工作所標繪應避讓的地段和區域，滿足一定標準和要求，選擇合適的路線位置，沿著前進方向加密中間控制點或採用徒手滑顧地勾繪曲線。
2.2.1 平原微丘地區
在兩控制點之間主要是地物障礙，合理解決哪些可穿越?哪些該繞避?哪些應趨就?從而建立起一系列中間控制點，路線一般應由一個控制點直達另一個控制點。選擇線位時，應注意在保證標準的前提下，儘量做到少占和不占高產田和經濟林，少拆或不拆遷各種電力，電訊設施，沿高地布線，避免斜穿水田和直穿大的池塘和沼澤地，減少對自然景觀的破壞。
2.2.2 山嶺重丘地區
在兩控制點之間主要是地形或高差的限制，對受高差限制的路段必須通過放坡得到一系列坡度控制點，沿著自然地形，參照坡度控制點和地形地物控制點，徒手勾繪出與地形基本吻合且線形舒順、平緩的路線概略位置。在山區選擇路線位置時，要注意線位的高低，考慮平、縱協調配合，儘量避免大砍大伐和大填大挖，注意環境保護問題。
2.3 定線
定線必須滿足技術標準的有關規定，同時又要參照初擬的路線位置進行。根據不同地形特點，定線方法一般有兩種，一種是傳統的“直線型定線法”，另一種是“曲線型定線法”。
2.3.1 直線型定線法
直線型定線法是先定出與地形相適應的一系列直線，然後用適當的曲線把相鄰的直線連線起來的傳統定線方法。
對平原微丘區，就是在沿著前進方向加密的控制點之間用直線連線，對山嶺重丘區，在放坡得到的一系列坡度控制點的基礎上，根據保證重點，照顧多數的原則，按照高速公路的幾何標準，用直線尺試穿出與較大地形相適應的一系列直線。然後用適當的曲線把上述相鄰的直線連線起來。當地形複雜而多變或轉彎處控制較嚴時，也可以根據地形變化先定出曲線，然後用直線把相鄰曲線順滑地連線起來。
2.3.2 曲線型定線法
這種方法是藉助“鐵道彎尺”先定出圓曲線，然後用緩和曲線相互連線的以曲線為主的定線方法。
定線時，選用不同半徑的鐵道彎尺逼近前面徒手勾繪的曲線，按照高速公路的技術標準，逐一定出圓曲線的位置和半徑，再用緩和曲線連線相鄰兩圓曲線，當兩圃曲線之間的地形比較順直或距離較長時，也可以設定適當直線，並用緩和曲線將直線和圓曲線連線起來，但應注意保證直線長度的要求。在定圓曲線時，設計者應注意掌握技術標準與地形彎曲的大趨勢，以定出平順和緩的高標準平面線形，不要過多地遷就地形上次要的不規則性或一些小的障礙物。
實際上，直線型和曲線型定線方法並無本質上的區別，只是所適應的地形不同而已。具體做法詳見後述。按上述方法定平面線形時，是一個反覆試定、檢查和調整的過程，直到找出符合標準的最佳路線後，再進行下一步縱斷面設計與調整工作。
2.4 縱斷面設計
路線的平面線形確定以後，可按照規定要求設定中樁。除起終點樁、曲線主點樁、百米樁、公里樁、大中橋位樁、隧道起終點樁以及通道和立體交叉中心樁等外，還有地形和地物加樁。平原微丘區樁距一般取 50m，山嶺重丘取為 20m。在地形圖上讀取各樁位的地面高程。
2.4.1 繪製路線縱斷面地面線圖
根據各樁樁號和地面高程點繪製縱斷面地面線圖。縱斷面圖採用直角坐標，橫坐標表示距離，縱坐標表示高程，比例尺：通常平原微丘區橫坐標取 1:5000，縱坐標取 1:500，山嶺微丘區橫坐標取 1:2000，縱坐標取 1:200。
2.4.2 標註豎向控制標高及平面線形
根據收集調查的資料，在縱斷面圖上分別用不同符號標出橋涵控制標高，通道和立體交叉控制標高，隧道出、入口控制標高，經過水田等不良地質路段的最小控制標高，以及其它人工構造物的縱向控制標高等。在縱斷面圖上繪出乎面線形示意圖。以上標註內容主要供試定縱坡時參考。
2.4.3 試定縱坡設計線
仔細分析研究縱向控制標高的重要程度和可活動範圍，結合地形起伏變化情況和平曲線位置，試定出滿足縱斷面線形設計標準的縱坡設計線。定縱坡設計線可以採用先定直坡線，後用豎曲線連線的方法，也可以先定豎曲線，後用直坡線連線。
檢查上述試定縱坡沒計線是否經濟合理，線形是否舒顧，技術指標掌握是否適度，平、縱面線形是否協調，豎曲線與平曲線組合是否得當，有無脫離實際或考慮不周等等。如發現問題應及時調整修正。具體操作是修改平面線形還是縱斷面線形，或二者都修改，要認真分析，找出問題的關鍵，權衡利弊，以定取捨。
2.5 最佳橫斷面修正
經過上述檢查與修正，應該說路線的平面和縱斷面均已基本成型，但橫斷面是否適當也應檢查。高速公路經過的地形比較平緩，最佳橫斷面一般不是控制平、縱線形的主要因素，但在山區，當地面橫坡較陡時，如果不考慮最佳橫斷面，會導致填，挖方邊坡很高，防護支擋工程高大，很不經濟。因此，在路線的平面和縱斷面基本確定以後，應繪製出地面橫坡較陡地段以及其它可能高填深挖處的橫斷面，找出最佳橫斷面位置，由此再修正平面或縱斷面設計線形。
2.6 現場核對
在室內利用地形圖進行紙上定線後的平、縱、橫面的成果，應再到現場進行實地核對檢查，當核查無誤後，方可以最後定案，並報請或徵求使用單位或甲方的意見，然後進行水文、地質勘探調查工作。
紙上定線工作完成之後是否需要去現場全部實地放線，各地做法不一，有的是局部或重點地段放線，也有的全部現場故線，主要視地形圖的準確程度，以便在實地進行核對檢查經定線後的平、縱、橫面的成果，以及便於現場進行水文、地質勘探調查工作。具體實施時，若在新測地形圖或在已經現場檢查補測的早期地形圖上進行紙上定線，可以對局部或重點地段，或大型構造物所在地段進行實地放線。而對於測設年限過早且地物變化較大的地形圖，一般不應直接用於紙上定線，必須經現場補測核實後才能使用。
3 結束語
從上述紙上定線的步驟可以看出，紙上定線實質上是一個反覆調整和修正的過程，在一定限度內，修改次數越多，最後的設計成果越好，直到無論採取什麼措施都不能再顯著地增進美感或節省工程時，才可認為紙上定線工作已告完成。這也正是紙上定線的優越性之一，它可以做到盡善盡美，集中各專業設計人員的智慧，定出一條理想的路線來。
