山區(qū)高速公路線路設(shè)計的常見問題及解決對策研究

李龍驕，陳龍

（中國公路工程咨詢集團有限公司，北京100097）

1 引言

在全力發(fā)展交通建設(shè)的今天，經(jīng)濟基礎(chǔ)與經(jīng)濟相對落后的山嶺地區(qū)高速公路的投建是非常關(guān)鍵的一點。我國人口數(shù)量多但耕地較少，因此，在高速公路規(guī)劃路線的時候不僅僅需要考慮公路沿線的經(jīng)濟發(fā)展，還需要遵循盡可能少占用耕地的原則。山區(qū)從本質(zhì)上來講就是地殼運動造成的結(jié)果，所以，也就會使得山區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、地形地方比較復(fù)雜，從而導(dǎo)致高速公路的建造在選線、設(shè)計、施工、運營的過程中碰到許多問題。公路路線規(guī)劃過程的勘察因為在專業(yè)等方面的認(rèn)識不夠，對山區(qū)中的某些地質(zhì)現(xiàn)象認(rèn)識不夠全面而未受到應(yīng)有的重視。路線選擇的合理性與否會直接影響后續(xù)設(shè)計、施工和運營的每個環(huán)節(jié)。適合的選線會提升路線的安全性，降低成本。因此，在山區(qū)高速公路路線設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合環(huán)境、經(jīng)濟、交通、社會等因素來綜合考慮。這樣，不僅可以有效地避免類似問題的發(fā)生，還能給山區(qū)高速公路的路線設(shè)計提供一定指導(dǎo)意義，進而使我國山區(qū)高速公路設(shè)計建設(shè)的水準(zhǔn)得到更好的提高【1】。

2 山區(qū)高速公路路線設(shè)計中存在的問題

2.1 安全問題

由于一些特殊情況，設(shè)計人員在還沒有完全掌握項目地址情況時就草率地進行選線，這會造成后期極大的安全問題。在山嶺地區(qū)，路線從山嶺的一邊跨至另一邊，一般都會采用明線路基，也可以設(shè)置暗線隧道。明線方案能夠使道路的平面縱斷面配合良好，對道路總體設(shè)計是有益的。但是，明線容易產(chǎn)生高邊坡，這種情況會增加施工難度，在防護不到位的情況下，邊坡容易失穩(wěn)，且易產(chǎn)生坍塌滑坡等一系列安全問題。而且如果明線修建區(qū)域冬季下雪量較大，就會出現(xiàn)路面結(jié)冰而增加養(yǎng)護成本，同時道路結(jié)冰會造成各種安全問題。相較于明線方案，隧道方案則有填挖方小、展現(xiàn)短、對周邊生態(tài)環(huán)境影響較小等優(yōu)勢。但是，隧道的工程造價一般都大于明線路基，且后期維護成本也相對較高。所以，山嶺地區(qū)高速公路路線選線時一般要綜合考慮走廊位置、地形條件、工程量、項目造價等情況后才能確定【2】。

2.2 直線段過長問題

直線是路線設(shè)計中最為常見的形式，盡管在路線設(shè)計過程中還須考慮到地貌形態(tài)的限制，但據(jù)統(tǒng)計，直線段還是占據(jù)了大部分比例。在目前的路線設(shè)計時，直線的長度在選取的時候還有不夠合理的地方。例如，在地勢較為平坦的段落，選取長直線的設(shè)計可能會造成司機在駕車的過程中產(chǎn)生疲勞現(xiàn)象，這種情況下極易造成道路交通事故。根據(jù)統(tǒng)計，交通安全事故的發(fā)生概率與直線段的長度有一定的關(guān)聯(lián)。數(shù)字表明，假如直線段的總長超過4km，那么，100km 的交通事故發(fā)生概率就會大于1.5%。因此，需要非常謹(jǐn)慎地控制路線直線段的設(shè)計總長。

2.3 連續(xù)坡度的設(shè)計問題

在目前的設(shè)計中，大部分情況均考慮了坡長的問題，并對坡長進行了限制，在一定程度上可以減少交通事故的發(fā)生。但是，大部分的路線設(shè)計并未考量連續(xù)縱坡的設(shè)計，所以，有很多連續(xù)上坡和連續(xù)下坡的情況，這為安全事故的發(fā)生埋下了隱患。這里以持續(xù)的下坡道路為例，在連續(xù)下坡時，司機會根據(jù)坡度的情況進行頻繁換擋操作，如果路線使得司機需要緊急剎車或者減速，加速度會變動較大，給行駛?cè)藛T的安全帶來顯著的影響。

2.4 經(jīng)濟問題

設(shè)計師在對山區(qū)高速公路進行路線設(shè)計時，相比較于平原公路高速，山區(qū)高速公路有其獨特之處，就是地質(zhì)地形情況比較復(fù)雜。這就造成線路往往需要翻山越嶺，如果在選線時沒有盡量結(jié)合項目區(qū)域的地形地貌情況，會造成橋隧比偏高、土石方及防護工程增加，使得項目的工程數(shù)量變大，從而造成項目造價變大。但是，在設(shè)計時不能一味地考慮降低項目的成本，也要考慮道路對地方的經(jīng)濟發(fā)展的帶動性。線位應(yīng)考慮臨近人口密集的村鎮(zhèn)。沿溪線往往經(jīng)濟較為發(fā)達，人口比較密集，能促進社會經(jīng)濟的發(fā)展，但大多沿溪線線型指標(biāo)偏高，遇到不良地質(zhì)時不易避讓，使得項目土石方數(shù)量增大。越嶺線由于需要穿越山嶺，導(dǎo)致線路縱斷面指標(biāo)較差，平面線位也迂回婉轉(zhuǎn)，形成很多陡坡急彎。而且越嶺線周邊人口不是十分密集，對于地方的社會經(jīng)濟發(fā)展的促進作用略低。所以，在山區(qū)高速公路線位設(shè)計時，要多方比選，綜合考量成本和促進經(jīng)濟的發(fā)展問題。

3 解決方案分析

針對以上在山嶺地區(qū)高速公路路線設(shè)計過程中存在的問題，提出以下解決方案來優(yōu)化道路路線的設(shè)計質(zhì)量，從而使得駕駛車輛的安全性得到提升，并保證路線與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。

3.1 線形合理組合

對線形進行合理優(yōu)化調(diào)整，選用合適的直線長度并通過豎曲線或者平曲線進行過渡，讓道路的設(shè)計盡可能的人性化。一般情況，直線的最大長度不能超過20 倍的設(shè)計車速，但也不能小于設(shè)計車速的3 倍或6 倍。公路的線形應(yīng)為曲線及直線的結(jié)合，且在組合中保證過渡連接平順緩和，不能產(chǎn)生突然的變化而對車輛行駛的安全造成威脅，使駕駛員的視線能夠平緩過渡。

3.2 有效處理連續(xù)坡度路段

道路路線設(shè)計最大的影響因素就是速度，而加速度又是速度的重要反映，對于有連續(xù)的上坡或下坡路段，應(yīng)當(dāng)參照加速度參數(shù)并考慮運行速度曲線圖來判斷路線的設(shè)計是不是合適，進而來確保駕駛車輛的安全性，減少交通事故的發(fā)生概率。

3.3 環(huán)境保護問題

在山區(qū)高速公路規(guī)劃與設(shè)計過程中要盡量對地形地貌加以運用，秉承少破壞植物、少占農(nóng)田、少占河道的準(zhǔn)則，要將路線與自然環(huán)境聯(lián)系在一起。盡量規(guī)避易發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域，且在設(shè)計與施工的過程中，需要對公路建設(shè)中產(chǎn)生的廢棄物進行合理的處理，并對公路兩側(cè)的自然環(huán)境進行維護，注重保護野生動物植被，并考慮河流和水庫的環(huán)境污染情況，達到道路與自然協(xié)調(diào)、路線美觀、環(huán)保綠化的目標(biāo)。

3.4 遵守選線的原則

山區(qū)高速公路在進行選線工作時是在考慮工程項目的實際情況下，再參考路線選線的常規(guī)原則。對于能夠適用的原則，一般都會遵守。有些選線的原則對于山區(qū)高速公路來說不是特別適合，這種情況就需要選擇性地參考遵循。對于可以利用地勢選線的情況，可以極大地降低工程數(shù)量，使得工程的造價減少。對于地形復(fù)雜無法利用的段落，要考慮其他線型或者方式。

但是，如果把結(jié)合地形地貌當(dāng)作首要考慮元素的話，會使得線位展線過長，加大了建設(shè)的成本，也導(dǎo)致線型指標(biāo)較低，降低了行車舒適性與安全性。所以，要對工程所在地的總體情況進行全面了解后，再開展道路的選線工作。

3.5 重視山區(qū)地質(zhì)勘察

山嶺地區(qū)的地質(zhì)情況一般比較多而雜，這對于工程設(shè)計來說無疑增加了不少困難。而且在前期路線設(shè)計時，設(shè)計人員往往沒有非常重視地勘情況，對于項目的地質(zhì)情況沒有詳細(xì)了解。這就導(dǎo)致設(shè)計時考慮不夠全面，沒有對特殊巖土或不良地質(zhì)帶進行避讓，或者給出相應(yīng)的解決方案，這就使得后期施工運營時會產(chǎn)生各種危害，威脅車輛行駛的安全性。所以，在設(shè)計前，要對項目的地質(zhì)勘察進行深入了解，在設(shè)計時還要考慮線位減少地形地貌的損壞程度。這樣，一方面可以提高山區(qū)高速公路面對自然災(zāi)害等極端情況的抵御功能；另一方面還能避免施工過程中的風(fēng)險，保證工程建設(shè)的安全性。

4 結(jié)語

山區(qū)高速公路路線的設(shè)計作為一個綜合性的設(shè)計，在山嶺地區(qū)進行路線的規(guī)劃設(shè)計時，需要考慮到地形地貌情況、生態(tài)環(huán)境限制、地勢制約等因素的影響，同時，還需要確保路線規(guī)劃的安全性能以及應(yīng)有的經(jīng)濟性。在路線設(shè)計的過程中會出現(xiàn)很多問題，主要有安全方面的問題、經(jīng)濟方面的問題以及直線段長度問題和連續(xù)坡度的問題。本文系統(tǒng)地論述了這些問題，并對這些情況提出了有效的解決措施及建議。確保山區(qū)高速公路路線的設(shè)計得以優(yōu)化，提高行車的安全性，減少道路安全事故的發(fā)生概率，并且可以有效地解決路線與生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)性。