對山區(qū)復(fù)雜地形公路路線設(shè)計和質(zhì)量控制的探討

◎張宏權(quán)

山區(qū)公路建設(shè)質(zhì)量不僅關(guān)系到山區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的綜合服務(wù)水平，更關(guān)系到地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。其中，山區(qū)公路路線設(shè)計的科學(xué)性是影響建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，相關(guān)工程設(shè)計人員應(yīng)進一步加強對復(fù)雜地形的山區(qū)公路路線設(shè)計的深入探索，重點提高工程質(zhì)量控制水平。

一、山區(qū)復(fù)雜地形公路路線設(shè)計原則

1.適用性原則。

山區(qū)公路設(shè)計與不同公路設(shè)計有很大區(qū)別，主要體現(xiàn)在地形、地貌以及水文條件的復(fù)雜性。工程設(shè)計團隊在路線設(shè)計和規(guī)劃中，應(yīng)充分考慮到山區(qū)的復(fù)雜地形情況和實際地質(zhì)條件，保證路線設(shè)計的合理性與規(guī)劃的科學(xué)性。在進行線路之前，應(yīng)做好對復(fù)雜地形的充分勘察，結(jié)合勘察數(shù)據(jù)進一步了解山區(qū)公路工程的布局要點，結(jié)合現(xiàn)有道路的橫截面、縱坡坡度，確保整個路線設(shè)計能夠與山區(qū)復(fù)雜地形相符合，保證后期道路工程建設(shè)開展的適應(yīng)性，達到預(yù)期實際規(guī)劃效果。

2.安全性原則。

在復(fù)雜山區(qū)公路的設(shè)計中應(yīng)以安全性為重點，考慮到在公路建設(shè)中會用大量的建設(shè)材料，在設(shè)計上應(yīng)保證安全設(shè)施的完備性。在選擇邊緣線的過程中應(yīng)合理應(yīng)用有利的地形優(yōu)勢，在路線設(shè)計時要重點規(guī)避易發(fā)生自然災(zāi)害的區(qū)域，避開泥石流、山體滑坡以及存在坍塌風(fēng)險的設(shè)計及施工區(qū)域。相應(yīng)地，還要嚴格按照山區(qū)公路安全設(shè)計標準，遵照安全設(shè)計準則，保證公路設(shè)計的規(guī)范性，通過深入了解公路的彎度、坡度，合理減少山區(qū)公路的彎道，強化整個公路路線的平整效果，提升公路線路的安全性，保證后續(xù)通車的安全可靠狀態(tài)。

3.環(huán)保性原則。

當前，我國正處于生態(tài)文明建設(shè)的攻堅期，為了更好地在持續(xù)優(yōu)化社會交通通絡(luò)系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)質(zhì)量上，避免環(huán)境污染、生態(tài)環(huán)境破壞等問題。公路工程的設(shè)計人員應(yīng)貫徹可持續(xù)發(fā)展理念，堅持“綠色、節(jié)能、環(huán)?！钡脑O(shè)計與建設(shè)原則，嚴格遵守國家的規(guī)章制度。針對地形復(fù)雜的山區(qū)公路工程設(shè)計，從全面勘察和深入分析地形地貌入手，進一步整合生態(tài)環(huán)境與生態(tài)資源，通過科學(xué)整合，形成科學(xué)合理的復(fù)雜山區(qū)公路路線設(shè)計思路，力求有效避免公路工程規(guī)劃與施工開展對山區(qū)生態(tài)及其周邊環(huán)境的惡劣影響，構(gòu)建綠色、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的工程線路。

4.經(jīng)濟性原則。

基于復(fù)雜地形背景下的山區(qū)公路路線設(shè)計，在保證路線設(shè)計科學(xué)性、合理性與安全性的同時，還要遵循經(jīng)濟性原則。山區(qū)公路工程建設(shè)投入大，參與工程建設(shè)的人員數(shù)量多，且建設(shè)工期較長。為了確保合理地利用工程投入資金，保證公路建設(shè)施工活動的順利開展，在路線設(shè)計中要盡量在原本山區(qū)地形技術(shù)上動工，減少非必要橋梁和隧道設(shè)計項目，充分降低在后續(xù)施工以及維護的成本。相應(yīng)地，在山區(qū)公路路線中，還應(yīng)根據(jù)工程建設(shè)的實際情況，合理地分配不同區(qū)段線路的直線段與平曲線段，避免因設(shè)計變更而造成的額外支出以及非理性成本支出，通過科學(xué)規(guī)劃路線最大限度地節(jié)約工程建設(shè)造價成本，確保山區(qū)公路工程的經(jīng)濟效益。

二、山區(qū)公路路線設(shè)計思路

以某山區(qū)公路建設(shè)工程路線設(shè)計為例，作為重要的交通地理位置，這一公路工程的建成，能夠有效升級和優(yōu)化該地區(qū)的公路交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，促進該地區(qū)及周邊的經(jīng)濟建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展。整個公路路線全長為130km，所涉及到的地形與地勢比較復(fù)雜，其中包括高填深挖的路段，主要地質(zhì)構(gòu)造包含了花崗巖、變質(zhì)巖以及砂巖。不僅如此，該山區(qū)在汛期還容易發(fā)生山體滑坡以及崩塌等地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，因此工程路線選線以及設(shè)計的難度較大。為了保證山區(qū)公路路線設(shè)計符合相關(guān)設(shè)計原則與規(guī)范，在路線選擇與規(guī)劃中應(yīng)充分考慮復(fù)雜的地形條件，保證公路線路的設(shè)計效果和工程設(shè)計質(zhì)量，以下是從地質(zhì)、安全、環(huán)境、地形以及造價五方面考慮，形成的綜合選線及路線設(shè)計思路。

1.地質(zhì)選線。

在復(fù)雜地形與地質(zhì)背景下的山區(qū)公路路線設(shè)計，應(yīng)從高地質(zhì)選線路線設(shè)計入手，充分結(jié)合山區(qū)不同路段的規(guī)模形態(tài)和線路的整體長度，保證選線與路線設(shè)計符合山區(qū)公路地質(zhì)選項的相關(guān)規(guī)范和設(shè)計要求，提高設(shè)計水平，確保山區(qū)路線設(shè)計的有效覆蓋。通過充分考慮山區(qū)不良災(zāi)害的分布以及發(fā)生規(guī)律，對原有地質(zhì)選線進一步進行優(yōu)化處理，并借助平縱面設(shè)計規(guī)劃針對不良地質(zhì)進行繞道處理，以確保有效提高公路路線的穩(wěn)定性和安全性，滿足各項線性選型指標，使地質(zhì)選線路線設(shè)計更好地適應(yīng)復(fù)雜的山區(qū)地形與地勢。

復(fù)雜的地形結(jié)構(gòu)與特殊的地質(zhì)環(huán)境有關(guān)，為了確保其不影響山區(qū)公路設(shè)計工作的順利開展，考慮到相關(guān)設(shè)計人員無法在短時間內(nèi)獲得山區(qū)的巖層和土層結(jié)構(gòu)特點，再加上原本設(shè)計中的公路防護措施不完善，除了要合理進行繞道處理外，還應(yīng)有效避免上方與下方的病害，通過采取原址整治的方式，結(jié)合各個坡段的地質(zhì)與地形結(jié)構(gòu)特點，合理控制公路的縱斷面。相應(yīng)地，還應(yīng)采取初步拉坡設(shè)計的方式，結(jié)合山區(qū)的豎向高度，進一步確定并調(diào)整坡度線，以確保其長度滿足路線設(shè)計規(guī)定。在精確計算縱斷面后，確定公路開挖高度并設(shè)置好變坡點，有效減少因山區(qū)特殊地質(zhì)出現(xiàn)病害的概率。

2.安全選線。

針對復(fù)雜的山區(qū)公路地形和地勢的路線設(shè)計，還應(yīng)從路線的安全設(shè)計入手，保證山區(qū)公路施工開展與后期交通運輸?shù)姆€(wěn)定性與可靠性。路線設(shè)計人員一方面應(yīng)從平面幾何的線性指標入手，確保線路狀態(tài)的科學(xué)性，從駕駛?cè)藛T的角度分析在山區(qū)公路行駛時的視覺體驗，避免存在形成路線的視覺盲區(qū)，通過提高選線的合理性，有效規(guī)避在路線設(shè)計中存在行駛風(fēng)險，使公路的交通事故發(fā)生率降到最低。另一方面，設(shè)計人員還應(yīng)從施工建設(shè)隊伍的角度考慮，優(yōu)化山區(qū)公路的縱面設(shè)計，尤其要避免產(chǎn)生過于長陡的縱坡，保證施工開展過程中的安全性，為后續(xù)施工各項作業(yè)的順利開展與高效開展提供設(shè)計科學(xué)保障，發(fā)揮路線設(shè)計的實際服務(wù)水平，更好地貫徹公路整體設(shè)計的安全性原則。

為了有效避免應(yīng)路線設(shè)計不規(guī)范而造成的形成安全事故，相關(guān)設(shè)計人員在沿線設(shè)置足夠的山區(qū)公路交通安全設(shè)施，如安全防護欄、標線以及輪廓標記等，通過路線設(shè)計加快構(gòu)建完善的安全防護系統(tǒng)，及時為駕駛?cè)藛T提供準確的山區(qū)公路交通導(dǎo)航信息，有效控制公路車輛的行駛速度，切實保護駕駛?cè)藛T的人身安全。

針對容易發(fā)生安全事故的山區(qū)公路邊坡位置，設(shè)計人員尤其要提高重視，通過優(yōu)化路線重點加強對公路邊坡的治理力度，全面提高公路的安全性。考慮到山區(qū)公路周邊的山體環(huán)境，極易受客觀自然條件的影響，在設(shè)計中還要進一步解決塌陷、沉降等常見的山路邊坡危害，提高路基的壓實力度與隱患排查力度，通過錨索加固和地梁設(shè)計，提高邊坡的穩(wěn)定性。

3.環(huán)境選線。

在復(fù)雜地形背景下的山區(qū)公路路線設(shè)計，應(yīng)充分考慮到公路周邊環(huán)境和景觀模式，保證山區(qū)公路的沿線生態(tài)景觀能夠與路線設(shè)計相融合，保證路線設(shè)計的環(huán)境友好狀態(tài)，更好地貫徹綠色生態(tài)工程建設(shè)理念。除了要保證生態(tài)環(huán)境需求，還應(yīng)保證路線地形環(huán)境的和諧狀態(tài)，尤其要避免進行土方與石方開挖，同時，還要減少土方石開挖量，以此來保證不破壞山區(qū)路線周邊生態(tài)環(huán)境，提高山區(qū)公路的施工建設(shè)質(zhì)量和施工安全管理水平?？紤]到，在環(huán)境路線設(shè)計完成后的具體設(shè)計實施中可能會出現(xiàn)偶發(fā)情況，在路線設(shè)計中還應(yīng)充分考慮到山區(qū)公路建設(shè)中容易出現(xiàn)的問題，并形成合理的補救方案與措施員，提高環(huán)境選線的質(zhì)量水平。

4.地形選線。

在復(fù)雜地形山區(qū)路線及選線設(shè)計中，應(yīng)充分結(jié)合山區(qū)的復(fù)雜地表形式和內(nèi)部構(gòu)造特點，結(jié)合綜合設(shè)計要求，以順勢布線的方法條山區(qū)公路路線的流暢性，保證交通順暢，全面提高復(fù)雜地形公路的美觀性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，滿足后續(xù)建設(shè)的相關(guān)要求。此外，在地形布設(shè)的過程中還應(yīng)采取曲線與直線相結(jié)合的方式，盡可能地降低工程設(shè)計與開展對山區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞。若在公路地形選型設(shè)計中遇到比較復(fù)雜特殊的路段，還應(yīng)采取路基分離的設(shè)計方案，有效規(guī)避特殊路段，確保山區(qū)公路路線與山區(qū)地形地勢相互穩(wěn)定狀態(tài)。

5.造價選線。

在路線設(shè)計和實際選項的過程中還應(yīng)對設(shè)計造價進行進一步分析和科學(xué)規(guī)劃，在滿足路線設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，針對性強化路線選線設(shè)計效果的同時，降低工程成本造價，以確保工程項目的建設(shè)效益。不僅如此，設(shè)計人員在路線設(shè)計的資料收集中，還應(yīng)整合對比山區(qū)公路各路段的造價情況，通過優(yōu)化路線布設(shè)的方式減少復(fù)雜地形對工程造價成本的非理性消耗，保證線路設(shè)計的綜合效益，更好地促進山區(qū)綜合建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展。

三、路線設(shè)計要點

1.平面設(shè)計。

在路線平面設(shè)計中，應(yīng)加強緩和曲線的長度。當前，我國在相關(guān)公路的設(shè)計規(guī)范標準中，雖未明確規(guī)定公路路線設(shè)計的緩和曲線的具體長度，但相關(guān)工作人員路線設(shè)計時，應(yīng)充分考慮山區(qū)地形的復(fù)雜性，和公路路線的彎度相對較大的特點，避免使切線長度直接影響不同路段曲線長度。尤其要充分考慮到不同類型車輛在駕駛過程中的綜合行車需要，嚴禁將公路工程路線設(shè)計的規(guī)范標準作為工程設(shè)計底線和參數(shù)。在當前的路線設(shè)計中，一部分缺乏山區(qū)公路設(shè)計經(jīng)驗的人員會忽略路線的加寬緩和長度。為了保證公路路線平面設(shè)計的安全性，設(shè)計人員在路線設(shè)計中不僅要提高重視，還應(yīng)通過精確計算明確不同區(qū)段路線所對應(yīng)的彎度情況，并獲得超高加寬過渡段的具體長度數(shù)值，有效控制最小緩和曲線的長度。

超高以及超高加寬過渡既要滿足相關(guān)規(guī)范標準，也要契合不同車輛駕駛以及出行單需求。設(shè)計人員在路線設(shè)計的過程中應(yīng)結(jié)合理論行車速度和基礎(chǔ)速度，以橫向力系數(shù)作為超高取值的參數(shù)。由于影響橫向力系數(shù)的主要因素包含了地形地質(zhì)、具體車速以及路面規(guī)格，設(shè)計人員應(yīng)在公路試驗中進一步明確山區(qū)公路橫向力系數(shù)與車速的反相關(guān)關(guān)系。相應(yīng)地，還要考慮到所在山區(qū)的季節(jié)溫差，結(jié)合地區(qū)的實際情況設(shè)置超高過渡段，更好地優(yōu)化反向曲線、卵形曲線等復(fù)雜趨向情況，保證車輛交通安全，提高路線路面的安全性與穩(wěn)定性。

2.縱面設(shè)計。

設(shè)計人員在線路縱面設(shè)計中應(yīng)結(jié)合我國對縱坡指標的具體要求，根據(jù)山區(qū)公路工程路線設(shè)計的特殊要求，借助原先的公路路基，在技術(shù)論證后，合理提高最高坡度?？紤]到冰凍路段以及車流量較少的路段最高坡度應(yīng)提高8%-9%。

在車輛行駛的過程中，其運行效果會受到路段坡度的影響，路線設(shè)計人員在設(shè)計規(guī)劃中應(yīng)充分考慮車輛行駛過程中可能存在的水箱水量不足、熄火、以及追尾等情況，在設(shè)定平均坡度長度時，應(yīng)結(jié)合山區(qū)的氣候特點、不同車輛的最大制動距離、山區(qū)公路車流量等主客觀因素。通過適當增加環(huán)繞設(shè)計、拐彎設(shè)計，有效減少長坡路段在整個路線中的比例，或采取盤山公路的合理繞路設(shè)計方式，設(shè)計多級緩坡代替長坡路線，降低山區(qū)公路對汽車性能的剛性要求。

相關(guān)路線設(shè)計人員，還要考慮到在山區(qū)公路設(shè)計中存在部分的大縱坡舊公路，在這類公路線路的改造中也要盡量將縱坡放緩，以5%左右的平縱坡加強對坡度標高的控制，針對半徑小且彎道多的地段，還應(yīng)縮小標準，以確?？v坡的可調(diào)整余地，保證后期建設(shè)施工的填挖平衡。

另外，平縱坡配合設(shè)計中也要注意，當平面已經(jīng)采用了比較高標準的現(xiàn)線性，出于對線性美觀性的影響，為了避免破線起伏，針對平豎曲線區(qū)域還應(yīng)采取平包豎的設(shè)計處理形式，以此來有效規(guī)避小區(qū)半徑和多個豎曲線的情況。

四、復(fù)雜地形山區(qū)公路質(zhì)量控制措施

1.提高山區(qū)公路路基質(zhì)量。

在復(fù)雜山區(qū)地形公路工程的既定背景下，應(yīng)嚴格控制公路路基的施工質(zhì)量，才能保證滿足路線設(shè)計的預(yù)期要求和建設(shè)標準。

首先，大多數(shù)山區(qū)公路建設(shè)施工普遍存在的軟土路基情況，相關(guān)工作人員應(yīng)加強對公路工程施工現(xiàn)場及周邊地質(zhì)條件的分析和判斷。結(jié)合土質(zhì)、線路分布以及客觀環(huán)境等多種施工質(zhì)量影響因素，形成科學(xué)合理的施工設(shè)計方案與技術(shù)方案。

其次，還要考慮黃土路基的質(zhì)量控制。針對含水量不高的黃土路基應(yīng)通過強夯處理技術(shù)進一步夯實山區(qū)公路路面，并采用適量比例的石灰土封層。針對含水量較低的黃土路基，還應(yīng)采用石灰樁處理技術(shù)或拋石擠壓的處理方法，同時加入隔水層進行沉降情況的觀測。

最后，是膨脹土路基。一般情況下，山區(qū)公路路基不能直接采用強膨脹土作為內(nèi)部結(jié)構(gòu)的填料。因此，公路路床也應(yīng)采用非膨脹土材料或適當摻灰，或者采用改良過的中等膨脹土。

另外，為了夯實路基路面，可以適當增加密實度，在全面深入掌握山區(qū)的自然環(huán)境和地質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上開展設(shè)計及施工。針對路線中存在的個別地勢不好且地形陡峭的地段，應(yīng)通過保持其植被跌完整性，提高山體的穩(wěn)定性，達到夯實路基的效果。

2.加強對瀝青混凝土路面的控制。

瀝青混凝土路面是影響山區(qū)公路運行質(zhì)量的主要因素，因此，應(yīng)嚴格控制瀝青混凝土的質(zhì)量。首先，在混凝土材料的運輸和拌和中應(yīng)注意避免破壞其性質(zhì)，保證運輸工具的規(guī)范性。其次，還要提高攤鋪質(zhì)量，待所有材料達到配合比要求后，應(yīng)有兩臺以上攤鋪機交替工作，保證相鄰公路攤鋪重疊在5-10cm 范圍內(nèi)，嚴格控制坡度與頂面高程。最后，是混凝土的碾壓，尤其要控制好初次碾壓的溫度，提高初次碾壓的平整度和穩(wěn)定性，在通過后續(xù)靜壓提高復(fù)雜地形公路的路面平整度，保證質(zhì)量與行車安全。此外，還要做好路面的質(zhì)量檢查工作，確保彎沉檢測、損傷檢測以及平整度檢測結(jié)果合格。

3.落實全面深入勘察工作。

在明確山區(qū)公路技術(shù)規(guī)范的情況下，要保證交通量參數(shù)選擇的正確性，結(jié)合山區(qū)地形地貌等綜合性自然條件，保證山區(qū)公路設(shè)計方案的完整性。通過引入精確度更高的勘察設(shè)備，保證勘察工作的有效性。并以勘察數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)進一步優(yōu)化山區(qū)公路設(shè)計方案，提高路線設(shè)計的科學(xué)性，有效克服復(fù)雜地形地貌以及特殊地質(zhì)條件對公路工程開展質(zhì)量的影響，提高施工開展的綜合質(zhì)量，保證后續(xù)通車質(zhì)量。

五、結(jié)語

綜上所述，在復(fù)雜地形山區(qū)公路的背景下開展路線設(shè)計應(yīng)遵循適用性、安全性、經(jīng)濟性以及環(huán)保性等原則。以基本原則為基礎(chǔ)，梳理并形成科學(xué)可行的設(shè)計思路和選線思路。相信在進一步掌握山區(qū)公路路線設(shè)計要點的過程中，可以有效克服復(fù)雜山區(qū)公路工程開展的設(shè)計問題和質(zhì)量安全問題，保證相關(guān)設(shè)計方案的有效實施，減少山區(qū)公路病害，提高山區(qū)公路的綜合建設(shè)水平。