某地山區(qū)公路工程路線設(shè)計要點分析

摘要 山區(qū)公路是推進(jìn)山區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的關(guān)鍵設(shè)施，由于地質(zhì)條件復(fù)雜、地形高差大，公路工程路線的設(shè)計難度較大。為了更好提升山區(qū)公路工程的設(shè)計水準(zhǔn)，文章通過查閱某地山區(qū)的相關(guān)資料，對該地公路工程的路線設(shè)計進(jìn)行分析，包括路線設(shè)計和選線原則、路線設(shè)計中存在的主要問題等，并對路線設(shè)計要點加以深入分析，以期為我國山區(qū)公路建設(shè)水平的快速發(fā)展起到推動作用。

關(guān)鍵詞 山區(qū)公路;路線設(shè)計;要點分析

中圖分類號 U412.36 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）06-0059-03

引言

隨著我國山區(qū)農(nóng)村逐漸走進(jìn)城市化，對部分偏遠(yuǎn)山區(qū)的建設(shè)腳步將日益加速。公路作為推動中國山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大基礎(chǔ)設(shè)施，道路的路線設(shè)計會受到山區(qū)地形地質(zhì)的影響，使道路路線設(shè)計工作更加困難。以經(jīng)濟(jì)、可行、安全為前提，對公路路線設(shè)計展開研究，避免后期因路線設(shè)計不當(dāng)導(dǎo)致返工，影響山區(qū)公路的建設(shè)水平。

1 山區(qū)公路路線的基本要求和設(shè)計原則

1.1 基本要求

山區(qū)最大的特點是山路崎嶇、地形復(fù)雜。在設(shè)計山區(qū)公路路線時，一要保證公路路線能夠符合山區(qū)的用地標(biāo)準(zhǔn)。從公路工程的用地和功能角度考慮，做到路線設(shè)計和空間要求相符合，讓山區(qū)公路的基礎(chǔ)功能能夠得到有效發(fā)揮。二要熟悉山區(qū)的經(jīng)濟(jì)和生活功能，安排好管線方面的設(shè)計，盡量減少公路里程，建設(shè)一條經(jīng)濟(jì)、合理的公路路段，降低山區(qū)公路的建設(shè)成本。三要在進(jìn)行公路路線設(shè)計之前，對公路所在山區(qū)的周邊環(huán)境進(jìn)行充分的勘察和分析[1]，重點對山區(qū)的地形地勢、地質(zhì)條件、水文環(huán)境進(jìn)行不同季節(jié)的勘測和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，判斷各個因素影響下的地質(zhì)條件能否達(dá)到公路建設(shè)的條件。

1.2 設(shè)計原則

1.2.1 確保設(shè)計方案的可行性

對山區(qū)的周邊環(huán)境做好勘察和分析，就是要根據(jù)現(xiàn)場的環(huán)境合理選擇最優(yōu)的路線。主要考慮的是山區(qū)地形的平面和縱斷面等各項路線設(shè)計指標(biāo)之間的配置關(guān)系，使山區(qū)公路的各個路線能夠完美連續(xù)連接，確保路線設(shè)計方案可行。

1.2.2 確保道路行駛的安全性

安全性是山區(qū)公路建設(shè)的重要內(nèi)容，公路設(shè)計人員要充分考慮山區(qū)的地形地勢，并根據(jù)山區(qū)公路工程的設(shè)計規(guī)范和施工要求對公路的直線和曲線路段進(jìn)行合理的選取[2]，加強(qiáng)公路兩側(cè)安全防護(hù)措施的設(shè)置。要以保證公路的安全性指標(biāo)為前提，全面控制山區(qū)公路路線的轉(zhuǎn)彎彎度和爬坡坡度，讓車輛在行駛過程中保持駕車穩(wěn)定和安全，降低公路交通事故的發(fā)生概率，保護(hù)人們的生命財產(chǎn)安全。

1.2.3 確保公路建設(shè)的環(huán)保性

山區(qū)由于人際活動少，生態(tài)環(huán)境相對于平原地區(qū)較好。而公路工程建設(shè)所需要的各種材料以及山路開采行為都難免會破壞公路沿線的生態(tài)環(huán)境，甚至存在嚴(yán)重的污染問題。因此，在對山區(qū)進(jìn)行公路路線設(shè)計時，要重視環(huán)境保護(hù)問題[2]，盡量繞開生態(tài)保護(hù)區(qū)和耕地，最大限度保護(hù)山區(qū)原有的地貌，降低對周邊生態(tài)環(huán)境的破壞。另外，對于需要作業(yè)的路段，采取種樹還林的方式進(jìn)行修補(bǔ)，保證山區(qū)生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。

1.2.4 確保公路施工的高效性

在進(jìn)行公路建設(shè)時，要提高公路路線設(shè)計的合理性和高效性，需要在施工中投入大量社會資源。例如，做好公路各交叉口、各段路線之間的設(shè)計和連接，挖掘公路節(jié)點之間的聯(lián)系，避免浪費公路工程的成本投入，杜絕返工、各類社會資源利用率低的情況出現(xiàn)。路線設(shè)計作為公路建設(shè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對于整個公路工程的概預(yù)算要做好整體的把控，實現(xiàn)山區(qū)發(fā)展經(jīng)濟(jì)效益的最大化[2]。

2 山區(qū)公路的選線及線形設(shè)計原則

2.1 進(jìn)行路網(wǎng)規(guī)劃

在前期制定山區(qū)公路路線設(shè)計方案時，公路設(shè)計人員要用宏觀的角度看待全局，做好路網(wǎng)的規(guī)劃，確定公路工程的起點和終點，并選擇公路的中間點，制定具體路線。要站在經(jīng)濟(jì)、可行、安全的角度，提出各種路線方案，做好總體的路線規(guī)劃布局[3]，并從中選擇最優(yōu)路線方案。

2.2 地質(zhì)選線和線形設(shè)計

山區(qū)的地勢比較復(fù)雜，尤其在山區(qū)開展公路工程建設(shè)，難度相對較大。山區(qū)公路的選線設(shè)計應(yīng)當(dāng)選擇深度大的路線，以便更好地控制路線方案。山區(qū)地質(zhì)段落的劃分很具體，在不同的公路路段，地質(zhì)條件差異十分明顯。在進(jìn)行選線時，如果相關(guān)工作人員沒有事先對山區(qū)的地質(zhì)環(huán)境提前做好勘察，會導(dǎo)致后期施工完成后發(fā)現(xiàn)諸多地質(zhì)問題。因此，要嚴(yán)格按照選線整體最優(yōu)原則進(jìn)行線形設(shè)計，加強(qiáng)對山區(qū)地質(zhì)的了解，做好地質(zhì)勘察，合理選擇路線。同時，在地質(zhì)勘察過程中，需要進(jìn)行全線物探，對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。要避開不良地段，如果無法避開，就要盡可能地控制穿越范圍從而避免范圍過大，盡可能地提高公路工程的安全性，減少工程支出[4]，保證工程的順利進(jìn)行。

2.3 地形選線和線形設(shè)計

山區(qū)的地形特點主要是高差大、坡度大，地形起伏大且涉及的工程量較大，導(dǎo)致存在很多安全隱患。再加上山區(qū)的環(huán)境復(fù)雜，氣候多變，很難保證路基的穩(wěn)定性和安全性。在進(jìn)行山區(qū)公路的地形選線時，不能片面地選擇平坦的平面，還要考慮山區(qū)的地貌特點和氣候特點，綜合考慮當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的平衡，根據(jù)已有的經(jīng)驗進(jìn)行合理布置。此外，也不應(yīng)過于要求選線的高指標(biāo)，否則可能破壞當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，得不償失[4]。所以，一定要在選線中遵循宜曲不宜直的原則，通過合理設(shè)定和選用公路工程的參數(shù)，以實現(xiàn)地貌和自然環(huán)境的協(xié)調(diào)。

3 影響山區(qū)公路工程路線設(shè)計的因素

3.1 氣候因素的影響

氣候最主要影響因素是水資源，不管對地面徑流水流量的分布或者地下水的水位變化都會產(chǎn)生很大的影響，山區(qū)的特殊天氣往往會引起雨量和降水強(qiáng)度的變化，對公路線形的設(shè)計與選擇產(chǎn)生影響。公路工程設(shè)計人員在公路線形設(shè)計時，要重視搜集該地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)資料，并掌握當(dāng)?shù)氐乃臈l件，才能對山區(qū)公路工程的排水設(shè)施進(jìn)行合理設(shè)計，以防止由于路面積水造成交通安全問題。

3.2 水土因素的影響

水土主要影響的是公路路基的土質(zhì)質(zhì)量，土質(zhì)結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到公路路面和公路路基的結(jié)構(gòu)層選擇。所以，公路設(shè)計人員在進(jìn)行公路路線設(shè)計時，要充分了解該山區(qū)公路工程區(qū)域的水流情況及當(dāng)?shù)氐乃亮魇闆r，尤其是特殊路段的地形條件，更要收集好該區(qū)域的水土相關(guān)資料，在進(jìn)行道路線形設(shè)計時才能確保設(shè)計的合理性。

4 山區(qū)公路工程路線設(shè)計要點分析

4.1 平面設(shè)計要點

山區(qū)公路的平面路線設(shè)計的要點是直線、圓曲線和緩和曲線。當(dāng)汽車在公路上快速、安全地行駛時，當(dāng)需要轉(zhuǎn)折的時候就需要設(shè)置圓曲線。汽車在曲線上行駛，并在離心力作用下使汽車的穩(wěn)定性發(fā)生了變化，為此，在條件允許的情況下曲線半徑要盡可能地大，且不超過《公路路線設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定值，否則，很容易造成駕駛員誤判，發(fā)生嚴(yán)重事故。而且平面路線設(shè)計應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的條件選擇線形要素，盡可能選擇較大半徑的合理組合路線，以保證汽車的行駛安全[2]。

4.2 縱斷面設(shè)計要點

在進(jìn)行縱斷面路線設(shè)計時，設(shè)計人員要通過控制縱坡的坡長使縱坡平緩，并在允許范圍內(nèi)適當(dāng)加大坡長，以減小坡度，減少駕駛員的換擋次數(shù)。在此設(shè)計環(huán)節(jié)中，需要注意以下幾點：

（1）縱斷面設(shè)計要保持較高的平緩性，保證通車后的安全駕駛。

（2）要認(rèn)真考察當(dāng)?shù)厣絽^(qū)的水文地質(zhì)情況，在地下水位較高的路段，適當(dāng)提高路基高度，避免道路路面出現(xiàn)積水情況。

（3）要考慮道路的長遠(yuǎn)發(fā)展和運用，注重公路的整體規(guī)劃，不能只重視眼前的短期利益。

（4）當(dāng)受到地形條件等障礙物限制時，最大縱坡可以適當(dāng)增加1%，非大交通量的路段，則要適當(dāng)放緩坡度。這樣當(dāng)汽車爬坡時，不會出現(xiàn)爬坡無力導(dǎo)致熄火的情況[2]。

4.3 橫斷面設(shè)計要點

橫斷面路線設(shè)計是公路工程路線設(shè)計中的重要空間體現(xiàn)，和公路的路線等級、功能有重要關(guān)聯(lián)，因此，橫斷面是決定公路路線質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)要點。山區(qū)公路路線包括快速路、主次干道、支路等，這是根據(jù)公路的路線等級和相關(guān)功能，按照規(guī)定的順序，制定出來的科學(xué)合理的設(shè)計[2]。對于一些山區(qū)的高密度開發(fā)區(qū)來說，在進(jìn)行區(qū)域設(shè)計時，還要把行人、自行車、公交車等各類車型考慮在內(nèi)，保證這類車型的正常通行。

另外，在進(jìn)行某段山區(qū)公路路線的改造時應(yīng)該考慮公路兩側(cè)的行道樹位置、兩側(cè)不能拆除的原有景觀等因素，在不對公路斷面做出重大調(diào)整的前提下，對人行道和非機(jī)動車道的寬度進(jìn)行公路斷面形式的改造（見圖1）。這種改造方式不僅可以節(jié)約公路空間資源，還能節(jié)約人們的通行時間。

4.4 平縱組合設(shè)計要點

許多山區(qū)的高速公路事故頻發(fā)都是由于視覺設(shè)計違背了自然誘導(dǎo)的線形組合，在進(jìn)行公路工程的平縱線組合設(shè)計時，將長直線和陡坡進(jìn)行組合，又或者將長直線和較小半徑的圓曲線組合，這都會增加汽車在公路行駛過程中的危險，導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。因此，在進(jìn)行公路路線的平縱組合設(shè)計時，建議防止過長的平曲線中包含較多的短的豎曲線，并保證長度過小的平曲線不能和長度較小的豎曲線進(jìn)行組合。在此設(shè)計環(huán)節(jié)中，需要注意以下幾點：

（1）要保證道路線形的連續(xù)性，讓駕駛員的視線始終保持自然引導(dǎo)。

（2）嚴(yán)格遵守《公路路線設(shè)計規(guī)范》中對平、縱線形的技術(shù)要求，保證線形的正確性，不影響駕駛員的視覺和心理判斷。

（3）要選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露龋粌H提高了車輛形式的安全性，也能做到有效的路面排水。

（4）結(jié)合公路兩側(cè)的景觀環(huán)境，減少對環(huán)境的破壞，做好環(huán)境保護(hù)工作[2]。

4.5 線形和橋隧的配合設(shè)計

在山區(qū)的公路工程建設(shè)中，難免會碰到公路線形和橋隧的配合設(shè)計問題。公路等級不同，對道路的施工要求也不同。部分公路對車輛的行駛速度有較高要求，除了結(jié)構(gòu)特殊的橋梁外，都應(yīng)該滿足總體規(guī)劃設(shè)計的要求，讓公路的路線線形和橋頭引道保持聯(lián)系并做好銜接，防止因為線形的突然變化導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。需要注意的是，橋頭引道的縱坡坡度不能在5%以上，否則會對橋梁的結(jié)構(gòu)造成很大的損害。

4.6 其他設(shè)計要點

4.6.1 要強(qiáng)化山區(qū)公路工程路線的節(jié)點設(shè)計

在進(jìn)行山區(qū)公路工程路線設(shè)計時，通過對需要建設(shè)道路的地方進(jìn)行實地考察和了解其發(fā)展規(guī)劃的具體內(nèi)容，加大落實公路節(jié)點的具體設(shè)計。在進(jìn)行節(jié)點設(shè)計時，要注意設(shè)計的規(guī)范性：一是保證公路交叉口的合理性。要在道路的交叉口位置對該路段的高峰車流量進(jìn)行觀察統(tǒng)計，采取適當(dāng)優(yōu)化交叉口寬度的方法，就能降低道路擁堵的現(xiàn)象。二是山區(qū)公路的路線設(shè)計要有可實施性，必須按照當(dāng)?shù)氐某鞘薪ㄔO(shè)規(guī)劃設(shè)計，明確公路的建設(shè)定位。三是山區(qū)公路的路線設(shè)計要始終堅持“以人為本”，充分考慮山區(qū)人們的使用需求，提高公路建設(shè)的實用性和舒適性。

4.6.2 推進(jìn)山區(qū)公路交通組織的融合設(shè)計

山區(qū)的公路交通是連接城市和山區(qū)之間的交通網(wǎng)，近幾年來已經(jīng)成為山區(qū)公路路線設(shè)計中的重要組成部分。充分利用交通組織的優(yōu)勢，可以緩解山區(qū)交通的壓力，更進(jìn)一步地完善山區(qū)公路路線設(shè)計的整體規(guī)劃。推進(jìn)山區(qū)公路交通組織的融合設(shè)計是進(jìn)行山區(qū)公路工程路線設(shè)計的關(guān)鍵，要求用全局的眼光對山區(qū)公路的路線做規(guī)劃。具體可以通過增設(shè)掉頭、增加燈控、增設(shè)車道、道路分幅、縮短人行路徑等方式對山區(qū)公路進(jìn)行交通組織的優(yōu)化[5]，使山區(qū)公路工程的路線設(shè)計朝著更加完美的方向發(fā)展。

5 結(jié)束語

綜上所述，山區(qū)的公路工程建設(shè)對提高山區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要作用，因此，對山區(qū)公路項目的路線設(shè)計要求也越來越高。公路設(shè)計單位不僅做好對公路工程路線設(shè)計的整體規(guī)劃，還要跟進(jìn)項目進(jìn)度，把握成本狀態(tài)，促進(jìn)山區(qū)公路項目管理，提高經(jīng)濟(jì)效益。對于山區(qū)公路工程的路線設(shè)計，要充分考慮山區(qū)的實際情況，詳細(xì)分析路線設(shè)計中的質(zhì)量影響因素，盡可能設(shè)計多種路線設(shè)計方案，并從中選擇最佳路線方案，促進(jìn)山區(qū)的公路建設(shè)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]陳勇強(qiáng)， 袁任飛. 基于環(huán)境選線原則的公路路線設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化探討[J]. 中國標(biāo)準(zhǔn)化， 2018（8）： 84-85.

[2]徐瑞. 公路路線設(shè)計的原則及注意要點探討[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2017（27）： 100.

[3]雷定猷， 徐新平， 劉青意. 基于組合賦權(quán)法和FCE的山區(qū)高速公路路線方案優(yōu)選[J]. 公路， 2018（2）： 14-19.

[4]孫聰. 山區(qū)高速公路路線設(shè)計基本思路及選線方法的研究[J]. 林業(yè)科技情報， 2017（1）： 94-96.

[5]秦志清. 山區(qū)高速公路改擴(kuò)建工程路線總體設(shè)計要點與實踐[J]. 公路， 2020（7）： 86-91.

收稿日期：2022-01-13

作者簡介：王浩（1993—），男，碩士研究生，助理工程師，研究方向：公路路線設(shè)計。