山區(qū)公路平縱線(xiàn)形組合設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

何伊娜

(廣西百色市西林縣交通運(yùn)輸局，廣西 百色 533599)

0 引言

我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展越來(lái)越迅速，相應(yīng)的交通基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)步伐也應(yīng)該逐步跟進(jìn)。為進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)公路建設(shè)，拓展和完善我國(guó)城鄉(xiāng)公路網(wǎng)絡(luò)，需要加強(qiáng)對(duì)山區(qū)公路建設(shè)的投入。由于山區(qū)地形地質(zhì)條件復(fù)雜，設(shè)計(jì)施工難度較大，需要對(duì)其周邊地形環(huán)境進(jìn)行分析，充分發(fā)揮公路線(xiàn)形結(jié)構(gòu)骨架作用，實(shí)現(xiàn)山區(qū)公路平縱關(guān)系協(xié)調(diào)，盡可能避免公路修建對(duì)沿線(xiàn)生態(tài)的破壞，保證公路質(zhì)量，最大限度地減少交通事故率，保障交通出行安全。

1 山區(qū)公路線(xiàn)形組合選線(xiàn)原則

1.1 山區(qū)沿河(溪)線(xiàn)路的選線(xiàn)原則

山區(qū)公路沿河或沿溪的情況比較普遍，這就需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮河岸、線(xiàn)位高低和跨河換岸地點(diǎn)之間的關(guān)系，借助合理地形的選擇和開(kāi)辟，避免不良地段對(duì)施工造成的諸如泥石流、滑坡、崩塌、凍土等不良地質(zhì)影響，減少施工阻力，同時(shí)最大限度降低日后運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的安全隱患，并確保工程質(zhì)量。例如，在進(jìn)行跨河換岸設(shè)計(jì)時(shí)，通常優(yōu)選都是橫坡較為平緩的河岸，但同時(shí)也應(yīng)考慮實(shí)際地質(zhì)條件，要使得巖層背向于設(shè)計(jì)路線(xiàn)，以此來(lái)避免開(kāi)挖到滑坡，而不能僅僅根據(jù)橫坡陡緩情況來(lái)決定跨河換岸的選擇地點(diǎn)。

1.2 山嶺區(qū)選線(xiàn)原則

山嶺區(qū)域從山坡腳到山埡口相對(duì)高度差較大且直線(xiàn)距離較短，對(duì)于這種地形的線(xiàn)形設(shè)計(jì)，要結(jié)合自身地形特點(diǎn)，特別是突出的山梁螺旋展線(xiàn)升降坡應(yīng)被充分利用，并且同時(shí)合理利用橋梁、隧道等構(gòu)造物的修建來(lái)施工。

1.3 越嶺線(xiàn)埡口選線(xiàn)原則

在對(duì)越嶺路線(xiàn)區(qū)域進(jìn)行選線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)，關(guān)鍵是處理好埡口、過(guò)嶺標(biāo)高以及埡口兩側(cè)路線(xiàn)展線(xiàn)之間的關(guān)系。這其中埡口的選擇又是重中之重，要充分結(jié)合水文地質(zhì)條件來(lái)綜合評(píng)定。埡口的選擇主要從三個(gè)方面來(lái)考慮：(1)埡口和路線(xiàn)總走向盡最大可能保持相一致，且其標(biāo)高和兩側(cè)利于展線(xiàn)；(2)當(dāng)埡口處在路線(xiàn)總走向位置上，但其與山腳間的高差大且距離短時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇雖離路線(xiàn)總走向稍遠(yuǎn)但展線(xiàn)條件好的埡口；(3)當(dāng)埡口相對(duì)高差較大時(shí)，可以綜合考慮到其兩側(cè)有較開(kāi)闊的山坡和山谷來(lái)展線(xiàn)，因而可借助隧道來(lái)降低標(biāo)高。由此可見(jiàn)，越嶺線(xiàn)埡口的選線(xiàn)不能只考慮單一因素，要確保公路運(yùn)輸里程盡可能短，確保山區(qū)公路經(jīng)濟(jì)效益最大化。

2 山區(qū)公路平縱線(xiàn)形組合設(shè)計(jì)中需要考慮的因素

2.1 地質(zhì)條件影響

相較于平原地區(qū)，山區(qū)地質(zhì)氣候條件差異較大且更為復(fù)雜，容易受到自然地質(zhì)災(zāi)害如泥石流、滑坡、地表塌陷等影響。此外，山區(qū)氣候的無(wú)常性和突發(fā)性而引發(fā)的嚴(yán)重暴雨、洪澇等地質(zhì)災(zāi)害也對(duì)山區(qū)公路線(xiàn)形設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)峻考驗(yàn)。山區(qū)地勢(shì)起伏較大，坡面陡峭，在一定程度上給線(xiàn)路的鋪設(shè)增加了施工難度。

2.2 生態(tài)環(huán)境的影響

通常山區(qū)植被茂密，生物形態(tài)多樣，在進(jìn)行山區(qū)公路開(kāi)挖修建的過(guò)程中就要將生態(tài)環(huán)境保護(hù)納入考量，這就相應(yīng)增加了山區(qū)公路修建的難度。因此，在其線(xiàn)路選擇時(shí)，要保證路線(xiàn)設(shè)計(jì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2.3 稀缺資源的影響

由于山區(qū)地形的限制，可利用的地形通道較少，這就導(dǎo)致線(xiàn)路的走向設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足更高的要求，所以需要實(shí)現(xiàn)對(duì)有限資源條件的最大化利用，并充分發(fā)揮山區(qū)公路的實(shí)效性，在基于保護(hù)山區(qū)資源的情況下，實(shí)現(xiàn)山區(qū)公路社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益這三者的辯證統(tǒng)一。

2.4 技術(shù)參數(shù)的影響

在對(duì)山區(qū)公路進(jìn)行線(xiàn)形設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要綜合考慮線(xiàn)路等級(jí)和技術(shù)參數(shù)因素。遵循山區(qū)的地形位置條件因素，加強(qiáng)公路容錯(cuò)率，在有限的寬度條件下，滿(mǎn)足車(chē)輛出行需求；在確保路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下，最大限度提升交通負(fù)荷量。

3 山區(qū)公路平縱線(xiàn)形組合設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1 工程案例概況

本文以某山區(qū)公路路段為例。該山區(qū)位于山嶺重丘區(qū)，地形地質(zhì)條件復(fù)雜，路段屬于越嶺路段，2 000 m以?xún)?nèi)為平曲線(xiàn)半徑，500 m內(nèi)為其最小半徑，最大縱坡和最小縱坡分別為3.85%和2.4%，高差達(dá)到700 m，為保證該路段施工質(zhì)量和行車(chē)安全，要將陡坡和緩坡交替分布且坡度范圍控制在3%以?xún)?nèi)，并將坡長(zhǎng)控制在800 m以上，從而確保整體線(xiàn)形結(jié)構(gòu)不受影響。

3.2 平面線(xiàn)形設(shè)計(jì)應(yīng)用

在山區(qū)公路的平面線(xiàn)形設(shè)計(jì)中，應(yīng)主要考慮設(shè)計(jì)與地形及環(huán)境的相適應(yīng)性，確保線(xiàn)性結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和均衡性，不與縱斷面設(shè)計(jì)相沖突：(1)平面線(xiàn)形的設(shè)計(jì)首先要適應(yīng)地形地質(zhì)條件，和周邊環(huán)境協(xié)調(diào)；(2)同向曲線(xiàn)之間的長(zhǎng)度必須>6 V，且兩相鄰?fù)蚯€(xiàn)之間的直線(xiàn)段要盡可能長(zhǎng)，當(dāng)出現(xiàn)以短線(xiàn)段相連接的情況時(shí)，要及時(shí)調(diào)整其中一個(gè)成為單曲線(xiàn)或者復(fù)曲線(xiàn)，避免出現(xiàn)斷背曲線(xiàn)；(3)反向曲線(xiàn)之間的長(zhǎng)度必須>2 V，當(dāng)兩反向曲線(xiàn)通過(guò)直線(xiàn)段相連接時(shí)，要將該直線(xiàn)段長(zhǎng)度設(shè)置成不小于最小直線(xiàn)的長(zhǎng)度，或者將曲線(xiàn)調(diào)整為s型曲線(xiàn)；(4)平面線(xiàn)形設(shè)計(jì)切忌連續(xù)急彎，要在曲線(xiàn)之間插入足夠長(zhǎng)的直線(xiàn)或回旋線(xiàn)來(lái)緩和；(5)通過(guò)靈活的緩和曲線(xiàn)的設(shè)置來(lái)滿(mǎn)足山區(qū)公路段超高需要，保持曲線(xiàn)的徑向?qū)雍晚槙尺B續(xù)，緩和曲線(xiàn)的設(shè)計(jì)不能過(guò)長(zhǎng)，一方面是減少工程量，避免過(guò)大投資，另一方面是保持設(shè)計(jì)的美觀(guān)。

3.3 縱斷面線(xiàn)形設(shè)計(jì)應(yīng)用

在山區(qū)公路縱斷面線(xiàn)形設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)保持縱坡和豎曲線(xiàn)的整體連貫性，確?？v斷面、橫斷面、公路平面之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，需主要從六個(gè)方面入手：(1)要嚴(yán)格按照縱坡和豎曲線(xiàn)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)，合理規(guī)劃高程控制點(diǎn)和構(gòu)造物要點(diǎn)；(2)遵循縱斷面地形結(jié)構(gòu)，確保短距離內(nèi)無(wú)起伏陡峭，保證縱斷面的順暢連續(xù)；(3)縱斷面線(xiàn)形設(shè)計(jì)要統(tǒng)籌兼顧，切忌只顧頭尾，忽視中間地段，避免出現(xiàn)中間凹陷；(4)在同向彎曲線(xiàn)之間設(shè)置較長(zhǎng)直線(xiàn)坡度路段，避免急轉(zhuǎn)坡度；(5)在設(shè)計(jì)連續(xù)上坡或下坡路段時(shí)，要結(jié)合運(yùn)行速度的比對(duì)試驗(yàn)，對(duì)路段通行能力作出評(píng)估預(yù)測(cè)，確保路段通行安全；(6)在直線(xiàn)部分的凹形縱斷面路段設(shè)計(jì)時(shí)要格外注意縱坡的緩和，通過(guò)插入平順曲線(xiàn)的方式構(gòu)建良好的立體線(xiàn)形，確保路段平緩安全。

3.4 平、縱面線(xiàn)形組合設(shè)計(jì)應(yīng)用

在完成山區(qū)公路的平面線(xiàn)形設(shè)計(jì)和縱斷面線(xiàn)形設(shè)計(jì)工作后，就要結(jié)合平、縱面線(xiàn)形的組合設(shè)計(jì)要求，來(lái)完成整個(gè)線(xiàn)形設(shè)計(jì)的后期工作：(1)要對(duì)平縱面線(xiàn)形的結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合考量，使兩者維度的平曲線(xiàn)和豎曲線(xiàn)在半徑及長(zhǎng)度上相互協(xié)調(diào)適應(yīng)，通常情況下，保證豎曲線(xiàn)半徑為平曲線(xiàn)半徑的10～20倍，這樣既能保證設(shè)計(jì)質(zhì)量要求，又符合視覺(jué)美感；(2)平縱線(xiàn)形組合設(shè)計(jì)的合成坡度不可過(guò)大，必須要滿(mǎn)足路面排水需求；(3)在平縱曲線(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要保證平曲線(xiàn)長(zhǎng)度略大于豎曲線(xiàn)，并確保豎曲線(xiàn)包含在平曲線(xiàn)之內(nèi)，以此來(lái)提升立體線(xiàn)形結(jié)構(gòu)的引導(dǎo)作用；(4)盡可能保證一個(gè)平曲線(xiàn)內(nèi)的斷面線(xiàn)形的平滑順暢，避免長(zhǎng)直線(xiàn)、陡坡、半徑小且長(zhǎng)度短的豎曲線(xiàn)相結(jié)合；(5)反向平曲線(xiàn)拐點(diǎn)不可和凸形豎曲線(xiàn)的頂部和凹形豎曲線(xiàn)的底部重合。

綜上所述，本文所研究的山區(qū)公路路段因?yàn)榫哂休^高縱面指標(biāo)，結(jié)合車(chē)輛行駛動(dòng)力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)設(shè)置最大陡坡為3.85%，保持最大坡長(zhǎng)在900 m以?xún)?nèi)，并在陡坡間設(shè)置緩坡長(zhǎng)度和較小半徑曲線(xiàn)組合。

4 結(jié)語(yǔ)

山區(qū)公路是我國(guó)交通公路網(wǎng)絡(luò)組成中的重要部分，把握好山區(qū)公路線(xiàn)形設(shè)計(jì)要點(diǎn)對(duì)于建設(shè)和完善我國(guó)交通公路網(wǎng)絡(luò)而言十分重要。本文結(jié)合具體工程案例，對(duì)山區(qū)公路線(xiàn)形組合設(shè)計(jì)中的原則和影響因素進(jìn)行研究分析，將平面線(xiàn)形和縱斷面線(xiàn)形設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)用到實(shí)際分析中去，合理選擇最佳線(xiàn)形組合設(shè)計(jì)方案，在保證公路施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，構(gòu)建綜合山區(qū)公路立體線(xiàn)形結(jié)構(gòu)，確保交通出行安全。