改革开放以来,我国的公路交通行业持续快速地发展,车辆持有率随之增加,部分公路难以适应不断增长的交通量需要,道路拥堵现象日趋严重,我国的公路建设必然朝着改扩建的方向发展。相对于新建公路的纵断面线形设计来说,公路改扩建纵断面线形设计更为复杂,涉及的问题较多。所以,研究改扩建公路设计中的纵断面线形设计具有十分重要的意义。基于上述背景前提,通过整理研究国内外有关公路改扩建工程的资料,确定了研究的要点。首先,本文对改扩建公路纵断面设计的内容及步骤进行了大体上的概括与总结,并列出了纵断面设计中的制约因素,以及在设计中如何考虑这些制约因素。其次,本文通过对国内外对曲线拟合方法的比较,结合我国的实际情况,提出了一种拟合纵断面的模型。该模型利用最小二乘法的原理,通过拟合出纵坡来获得纵坡参数,并通过计算得出竖曲线的参数。通过对纵坡的拟合设计实例,证明了利用最小二乘法拟合出的纵坡要优于目前所使用的改扩建纵断面纵坡的设计方法。最后总结了在纵断面设计中可能用到的几种不对称竖曲线形式,包括传统的不对称竖曲线、弧长相等的不对称竖曲线以及新型单一的不对称竖曲线(即三次抛物线竖曲线)。根据传统不对称竖曲线及弧长相等的不对称竖曲线的几何性质推导出其曲线方程(纵断面高程计算公式),并根据行车缓和冲击及视距计算出了这三种不对称竖曲线的最小长度值。通过这三种不对称竖曲线在三个工程实例中的应用情况,分析了这几种竖曲线在公路改扩建中的适用情况。在凸型竖曲线中,当需要减小的挖方量相对较多而对线形要求不太高时,可以采用传统的不对称竖曲线,弧长相等的不对称竖曲线线形比传统的不对称竖曲线较优,但纵面高程比之较高,可用于需要增加路面高度的路段。三次抛物竖曲线可用于需要降低填方的凹型曲线中,既能减小路面填方,又能提供很好的线形。总而言之,本文对改扩建公路纵断面线形设计的研究提出了一定的思路和方法,有助于纵断面线形设计的标准化实现。