山區(qū)公路路線設(shè)計特點與方法探討

劉永遠

摘 要：山區(qū)的地貌及地形變化較大，巖土類別及地質(zhì)構(gòu)造非常復(fù)雜，增加了公路設(shè)計難度，采取有效的路線設(shè)計方法是確保公路路線設(shè)計質(zhì)量的必然選擇。本文在對山區(qū)公路路線設(shè)計特點進行闡述的基礎(chǔ)上，重點提出一些路線設(shè)計方法。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路;路線設(shè)計;設(shè)計特點;設(shè)計方法

山區(qū)公路是我國公路交通體系建設(shè)的重要組成部分，是拉動山區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，方便山區(qū)大眾出行的重要保障。然而，山區(qū)的地質(zhì)條件、氣候環(huán)境等比較復(fù)雜，給公路總體設(shè)計增加了難度，為了保障山區(qū)道路行車安全性，工程規(guī)模的合理性，需要采取有效的舉措優(yōu)化公路路線設(shè)計，力求最大程度確保山區(qū)道路行車安全，降低道路建設(shè)總造價，保護道路周邊的自然環(huán)境。

1 山區(qū)公路路線設(shè)計的重要性

與其他公路路線設(shè)計相比，山區(qū)地區(qū)的公路路線設(shè)計會受到氣候因素、水文條件、地形條件及地質(zhì)條件等自然因素的干擾及影響。尤其地形地貌條件更是極大影響山區(qū)公路路線設(shè)計的成效，因為山區(qū)多伴有復(fù)雜的地形條件，增加了公路項目選線難度，同時山區(qū)公路路線設(shè)計中也會受到地質(zhì)構(gòu)造、巖石條件等因素影響。比如，山區(qū)公路在遭受泥石流災(zāi)害后會影響公路的正常通行，所以在設(shè)計山區(qū)道路路線中，如果沒有結(jié)合地質(zhì)勘查資料規(guī)避潛在發(fā)生泥石流災(zāi)害的區(qū)域，那么就增加了道路行車安全事故的發(fā)生概率。

山區(qū)山脈的形成過程使其走向存在規(guī)律可循，在相應(yīng)區(qū)域公路路線設(shè)計中要以山脈的天然走向為基準進行合理設(shè)計，靈活運用技術(shù)指標，必要時需采用隧道形式穿越，提高路線設(shè)計的合理性，降低道路行車安全事故的發(fā)生概率。此外，路線設(shè)計的合理性還會對后續(xù)道路的施工帶來極大影響，如施工難度、施工安全事故發(fā)生概率等。從這個角度來講，無論是道路設(shè)計還是施工，山區(qū)路線的科學(xué)合理設(shè)計都至關(guān)重要。

2 山區(qū)公路路線設(shè)計的特點

2.1 地形非常繁雜

山區(qū)地形變化幅度較大，極大增加了山區(qū)公路設(shè)計與施工的難度。比如，國內(nèi)大多數(shù)區(qū)域的山嶺伴有較大的地勢落差，這使得公路建設(shè)方案路線設(shè)計過程中常需要布設(shè)橋梁和隧道等構(gòu)造物。如果山區(qū)公路路線設(shè)計本身存在不合理問題，那么會對后續(xù)施工質(zhì)量帶來直接影響，相應(yīng)的施工效益也會大打折扣，如山嶺、河流、峭壁等特殊地形都是設(shè)計易出現(xiàn)問題的地段，是道路路線設(shè)計中需要綜合考慮的關(guān)鍵節(jié)點，是道路路線設(shè)計方案設(shè)計質(zhì)量優(yōu)劣的瓶頸。

2.2 地質(zhì)復(fù)雜多變

國內(nèi)大多數(shù)山區(qū)伴有眾多的山嶺，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，并且山體內(nèi)部巖石組成多樣，多數(shù)山體易出現(xiàn)坍塌、落石、泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。在路線設(shè)計之前需要開展詳細的地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)勘察工作，了解建設(shè)區(qū)域地質(zhì)情況，合理規(guī)避不良地質(zhì)區(qū)域，這也增加了山區(qū)公路路線規(guī)劃及設(shè)計的難度。此外，山區(qū)地勢多較為險峻，伴有多樣化的地勢構(gòu)造與氣候環(huán)境特征，這些繁雜的山區(qū)地勢特征使得路線設(shè)計過程中需要解決生態(tài)防護問題、地質(zhì)災(zāi)害防護問題、地勢復(fù)雜問題等，公路選線時要合理選擇出適宜的路線設(shè)計方案。

2.3 水文條件復(fù)雜

水文條件也是公路路線設(shè)計中需要重點考慮的一個自然因素，由于山區(qū)地區(qū)的水文條件比較復(fù)雜，容易使路線設(shè)計中出現(xiàn)方案變動的情況，在一定程度上增加了路線設(shè)計難度。比如，山區(qū)的大多數(shù)河流都伴有較多的曲折特性，在路線設(shè)計過程中需要規(guī)避那些曲折特性的河流，否則會因為路線設(shè)計不合理而造成山區(qū)河流沖刷公路路基，將會給道路工程建設(shè)的整體質(zhì)量帶來不利影響，所以在開展公路路線設(shè)計過程中，通過截彎取直等有效設(shè)計措施來減小當?shù)睾恿鲗β坊Y(jié)構(gòu)沖刷帶來的不利影響。特別是許多山區(qū)伴有暗河，如果在公路路線設(shè)計中沒有做好全面勘察工作，就會影響相應(yīng)區(qū)域的路線選線，最終可能會導(dǎo)致路線方案設(shè)計不合理。

3 山區(qū)公路路線設(shè)計的有效方法

3.1 平面線形設(shè)計方法

在山區(qū)公路路線設(shè)計中，平面線形設(shè)計是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，會對建設(shè)項目工程規(guī)模及公路行車安全性帶來極大影響，為了確保平面線形設(shè)計質(zhì)量，需要采取有效設(shè)計方法，具體要點如下：其一，要結(jié)合山區(qū)公路選線特征，保證設(shè)計的平面保持良好的連續(xù)性與順適性，尤其是要保持平面線形同周邊地物、地形等之間具有良好協(xié)調(diào)性。其二，如果平面設(shè)計中路線轉(zhuǎn)角不大于7°，只需對平面線形進行微調(diào);如山區(qū)地形條件比較復(fù)雜，需設(shè)置小于7°的轉(zhuǎn)角，應(yīng)結(jié)合設(shè)計規(guī)范合理設(shè)置長度滿足要求的平曲線。其三，除地形因素限制或一些特殊設(shè)計要求外，盡量不采取凸型、C型等平面線形。其四，除了保證道路行車滿足力學(xué)要求外，還需對駕駛?cè)藛T在道路上的行車視覺狀態(tài)及心理狀況等進行綜合考慮，保證公路路線設(shè)計方案可以滿足道路行車穩(wěn)定性及安全性要求，尤其是要減少連續(xù)轉(zhuǎn)彎、急轉(zhuǎn)彎等復(fù)雜線形。此外，在直線與圓曲線銜接部位，道路平面設(shè)計中要合理設(shè)計緩和曲線（圖1），以此確保山區(qū)道路行車穩(wěn)固性，提高道路線形美觀性，尤其是有利于借助緩和曲線的設(shè)計來為道路駕駛?cè)藛T提供良好的視野，確保道路行車的安全性與舒適性。但是在緩和曲線設(shè)計過程中，緩和曲線長度及左右轉(zhuǎn)角的具體大小需要結(jié)合公路工程建設(shè)的實際情況來進行合理確定，保證最大程度提高平面線形設(shè)計的效果。

3.2 縱斷面線形設(shè)計方法

在縱斷面線形設(shè)計前，結(jié)合平面對路線起止點以及控制點位置進行確定，以山區(qū)的實際地形狀況以及技術(shù)標準為基礎(chǔ)，對路線縱斷面進行合理拉坡設(shè)計。考慮到山區(qū)具有復(fù)雜的地形條件，會影響平縱組合線性設(shè)計效果，在路線縱斷面設(shè)計過程中，除需滿足基本設(shè)計規(guī)范及要求外，注意對道路填挖工程量與技術(shù)指標之間的平衡情況進行有效控制，不能在縱斷面設(shè)計過程中一味地追求過高的設(shè)計指標，從而忽視整個公路建設(shè)項目的工程量，同時不能為控制公路工程造價來降低縱斷面設(shè)計指標。

此外，在山區(qū)公路縱斷面設(shè)計時，要保證道路行車的安全性、穩(wěn)定性及舒適性等。在山區(qū)道路行車期間駕駛者的視線容易受到坡長、坡度、豎曲線半徑等多因素影響，進而可能會因為誤判而影響道路行車的安全性。與此同時，坡長、坡度等也會對山區(qū)公路車輛的行車安全帶來極大影響，所以需要綜合考慮這些因素來保證縱斷面設(shè)計的整體效果。而在開展縱面幾何設(shè)計也要綜合考慮車型、車輛動力性能等相關(guān)因素?；蛘哒f，從汽車行駛理論視角出發(fā)，縱斷面設(shè)計過程中需要對爬坡車道和豎曲線等進行合理設(shè)計?？v坡設(shè)計過程中要保證順應(yīng)山嶺地區(qū)的地形條件，局部縱坡設(shè)計難度過大的路段需開展經(jīng)濟與技術(shù)層面論證，力求有效控制最大縱坡，最大縱坡可相應(yīng)增加1%。而針對舊路改擴建的山區(qū)公路路段，本著“充分利用，寧填勿挖”的原則充分利用舊路，減少對其造成的破壞。

3.3 長大縱坡路線設(shè)計方法

長大縱坡是難度較大的設(shè)計內(nèi)容，山區(qū)公路路線設(shè)計中不可避免地需進行長大縱坡設(shè)計。長大縱坡設(shè)計的坡長過長且整體處于連續(xù)狀態(tài)，容易在道路行車中出現(xiàn)安全事故，主要原因是長大縱坡路線坡度過陡、坡長過長，同時一般具有較小的轉(zhuǎn)彎半徑，道路駕駛?cè)藛T的視野不良，司機頻繁制動，這樣就會在相應(yīng)路線上行車過程中因為制動失靈而誘發(fā)嚴重的道路行車事故。因此，在設(shè)計長大縱坡路線時，要從道路車輛行駛的安全性及穩(wěn)定性出發(fā)，通過勻坡線法將平面、縱斷面設(shè)計結(jié)合起來，對道路車輛的行駛速度進行嚴格控制，同時注意科學(xué)合理設(shè)計避險車道、交通安全標志等一些安全防護設(shè)施等，保證長大縱坡上車輛行駛的安全性與穩(wěn)定性。

3.4 橫斷面設(shè)計方法

在設(shè)計山區(qū)公路橫斷面形式時，除了合理選擇平縱組合外，還要根據(jù)山區(qū)公路所在區(qū)域的地形條件和地質(zhì)條件等實際情況，緊密結(jié)合工程實踐經(jīng)驗，本著因地制宜的原則設(shè)計合理的橫斷面方案。通過對比分析不同路基方案應(yīng)用的合理性及適宜性，優(yōu)化選擇分離式、半路半橋式等符合工程實際的路基方案。對山區(qū)公路工程邊坡防護方案、道路路基穩(wěn)定性、不良地質(zhì)區(qū)域的處理方案以及施工方案等進行綜合考慮，保證具體橫斷面設(shè)計方案的合理性。在開展橫斷面設(shè)計時重點根據(jù)平縱面優(yōu)化路基橫斷面設(shè)計，相應(yīng)的設(shè)計內(nèi)容涵蓋了公路路基防護的邊坡坡率、擋墻形式和排水結(jié)構(gòu)設(shè)計等，同時要對路塹邊坡的坡率進行嚴格控制，保證有效提升橫斷面設(shè)計效果。

4 結(jié)語

總之，路線設(shè)計是山區(qū)公路設(shè)計的一個重要組成部分，會對公路工程項目工程規(guī)模、造價、道路行車穩(wěn)定性及安全性帶來極大影響。在山區(qū)公路路線設(shè)計時，要結(jié)合實際情況以及相關(guān)設(shè)計規(guī)范和要求等，切實做好平面、縱斷面、橫斷面及長大縱坡路段等環(huán)節(jié)的設(shè)計工作，這樣才能更好提升公路路線設(shè)計效果。

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