山区公路路线设计方法探析

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摘要：为了提高山区公路路线设计的质量，减少投资成本，基于山区公路的特点，提出山区公路线形设计的方法，指出山区公路线形设计在确保科学合理性的同时可结合使用先进的技术或计算机系统，最后总结了路线平面设计、纵断面设计、平纵面配合的注意事项。

关键词：山区公路；路线设计；注意事项

1山区公路的特点

1.1地域性差异大

山区环境构成复杂，受气候、地质水文条件等多方因素的影响，易形成地域性差异。我国幅员辽阔，呈现出不同的气候条件和地理地貌。通常气候条件因纬度的不同呈现差异，山区受地势影响会进一步形成小范围的气候特点。在高海拔地区，山体迎风面受冷空气影响，多有积雪、结冰情况。山区降雨量的不同对山体岩体、土体的稳定性也有影响，降雨量大的山区易出现山体滑坡、泥石流等自然灾害。这些均对公路的选线造成影响，如盘山公路会根据山体的走势、海拔变化，产生急弯、陡坡、转折的情况。

1.2施工难度大

山区公路的施工难度大，除了盘山修路外，还可能需要挖掘穿山隧道、建设跨流桥梁以连接各段公路。岩体强度越大，山体凿挖难度越大。山区河流湍急，具有较强的冲击力，一般采用斜拉桥、高桥等设计来确保桥梁的稳定性。另外，对于部分山区，大型的作业机器很难进入，安全防护措施很难实施，公路施工难度大。

2山区公路路线设计方法

2.1山区公路线形设计

山区公路的线形设计包括平面线形设计、纵面线形设计、横断面线形设计三大类。在平面线形设计中，要综合考虑山区公路的路线选择与山体的地形地貌。传统的山区公路路线选择是先定路线，后评估，这就造成选线需要进行大量的后期修改和调整，增加了设计定线的难度和后期地质处理的难度。为此要将地质评估放在前面，结合卫星技术、航拍技术等对待建地区进行有条件的实地勘察，尽可能地收集多样准确的地质资料，然后进行路线方案设计和比较，并确定备选方案。对备选方案中存在的潜在地质灾害进行分析和预防，并考虑预防措施的可行性和难度，最终确定公路路线。对有条件的路段，设置避险车道或者爬坡车道。避险车道的地理位置选择要遵循几点要求：（1）要选择在视线开阔的往来密集区，并设有明显的警示标牌。（2）设置在公路的直线结构或者曲线半径较小的结构内，方便司机驾驶和控制。（3）避险车道的宽度不小于8m，可以容纳至少两辆车。（4）要增加避险车道的阻力，采用阻力值较大的碎砾石、砾石进行铺设，防止车辆滑坡。山区公路的横面坡度大，边坡十分陡峭，具有“山上不易挖，山下不易填”的两难特点，措施不当极易造成环境破坏，影响施工质量。因此，在山区公路的横断面线形设计中，要根据实际施工需要对断面形式、填挖高度等进行合理选择。当自然横坡较陡时，应选择分离式路基水平布置；反之，则采用整体式路基断面。山体的边坡含不稳定因素，因此要注意公路填挖时的路基中心高度和边坡高度控制。

2.2先进技术在路线设计中的运用

随着科学技术的发展，越来越多的信息技术手段被应用于公路的选线设计中。GIS技术有助于实现施工地区及施工周边地质变化自然过程的模拟演示，辅助设计人员进行正确决策并选择最优的山区公路路线。此外，纬地系统、CAD系统以及路线大师系统等均可作为山区公路路线设计的计算机辅助系统而被应用于实际工程，辅助设计人员进行线形设计、工程表绘制、土石方的自动调配等。除了信息技术手段，一些数学方法如遗传算法对公路路线选择优化也具有实用价值，通过得到多目标决策矩阵，形成量化模型，选择最优的路线方案。

3山区公路路线设计的注意事项

山区选线应达到线形顺适、平纵横指标均衡，根据实际地形进行线形布设：既不能片面追求高标准，不顾工程量的大幅增加，也要避免采用极限指标；在地形较平缓、工程量增加不大的情况下，可适当提高线形标准；对于桥隧等重要构造物，可适当提高等级，以便在后期改扩建时降低改造技术难度。山区公路路线设计的注意事项主要如下。

3.1平面设计注意事项

直线作为平面线形之一，在山区难于与地形相协调，若直线过长，易产生高填深挖路基，直线过短又受技术指标的限制。同向曲线一般难以满足要求，易出现“断背曲线”，驾驶员在驾驶过程中产生反弯的感觉，破坏线形的连续性，为此一般采用复曲线来代替曲线间的短直线。曲线间的直线长度以2倍的行车速度作为极限值加以控制。在山岭区，为了满足线形流畅性的要求，曲线占比一般可达60%以上。传统的交点法以直线控制交点，设曲线后，线形容易与控制点偏离较大，尤其是卵形曲线的出现，使得交点法在山区地形中只能控制路线走向。曲线法作为山岭区选线方法之一，弥补了交点法的不足。随着路线软件中平面智能布线模块的开发，曲线法好比一条可伸缩的绳子，通过鼠标对图形的拖动即可完成任意复杂线形的布设，简单实用。

3.2纵断面设计注意事项

山区纵坡是路线设计中的重要指标，展线布局必须从纵坡安排开始，不仅要考虑当前公路等级，也要考虑长远发展。现有不少旧路因纵坡大，项目改造时，技术指标很难满足规范要求，只能重新选择新线；有些公路虽然纵坡达到规范要求，但因过多地采用了极限值，对行车安全带来很大隐患。因此，纵坡应尽量平缓，试坡展线时，常以5%左右的平均纵坡控制标高，对于弯道多、半径小的地段可按4.5%来控制，以便为纵坡调整留有余地。纵断面设计时，尽量填挖平衡，移挖作填，减少弃方。对于陡而长的纵坡，要利用地形插设缓和坡段。

3.3平纵面的配合注意事项

平纵面保持平纵技术指标的均衡性，如果平面采用高标准的线形而纵坡线形反复起伏，则容易导致线形不够美观。长陡坡尽头应避免设小曲线半径，平竖曲线的位置应采用平包竖的形式，避免一个平曲线包含两个及以上竖曲线。

4结语

山区公路的路线设计具有地理区域特征，需要根据自然环境因素、施工技术指标、社会效益等多个方面进行考量，同时运用先进的信息技术辅助科学决策和方案优化，达到提高公路建造质量、优化交通发展，促进人与环境和谐共处的目标。

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[2]周泽箭.略论如何优化山区高速公路桥梁设计[J].江西建材，2017（23）：175，180.

[3]陈晓明.设计新理念在山区高速公路桥梁中的应用探讨[J].工程建设与设计，2017（2）：75-76.

作者：曹博仁 单位：河北建太工程设计有限公司