山區高速公路設計存在的問題及對策研究

張冬民

內容摘要 由于山區的地形、地質及氣候條件等都十分復雜，在這種情況下，對于高速公路設計來說，路線設計就成為了影響工程造價的決定性因素。文章將從山區高速公路路線設計存在的問題進行分析，并提出相關的解決對策。

關鍵詞 山區高速公路 設計技術

一、山區高速公路勘察設計的指導思想

山區公路勘察設計是高速公路建設過程中的一個重要環節，其設計指導思想也是隨著高速公路建設指導方針的變化而不斷變化的。從整體情況看，指導思想轉變可以分為三個階段。第一階段是以安全和經濟作為指導思想；第二階段以快速、安全、經濟為原則；第三階段設計的指導思想側重于安全、快速。第三階段是進入山區的高速公路建設最為關鍵的一個時期，因此，需要較高的技術標準，如還采用平原區的設計思想，那么必將嚴重破壞區域的自然環境，誘發地質災害。

進入山區的高速公路設計思想要從以下幾方面入手：強調技術標準的嚴肅性，并合理掌握和運用技術指標；重視環境保護，堅持可持續發展；強調技術創新，以提高設計質量。

二、山區高速公路線形設計相關問題

（一）線形設計中存在的安全問題

1、直線

直線段過長，極易使駕駛員因景觀單調而產生疲勞，一旦有突顯的信息出現，就可能會因為措手不及而出現交通事故。此外，一些駕駛員在長直路段喜歡加速、開快車，致使車輛進入直線路段末段后的曲線部分速度仍較高，這樣也可能導致傾覆或其它類型的交通重大事故。

2、平曲線

平曲線也可以稱之為彎道，許多起交通事故的發生都與平曲線有著很大的關系。在圓曲線上，因為橫向力的長期存在，對汽車的安全行駛會產生及其不利的影響。通過分析總結得出了這樣的結論：連續曲線當半徑協調時，事故率比不協調時低；大半徑曲線比小半徑曲線的事故率低。

3、線形組合

行車安全性與高速公路路線之間是存在著密不可分的關系的，組合的不協調必將誘發安全隱患。在直線路段的凹形縱斷面上，如果出現線形變化，可以在凸形豎曲線與凹形豎曲線的頂部或底部插入急轉彎的平曲線，在底部設置斷背曲線。

（二）線形設計中存在的其他問題

1、在山區高速公路線形設計的各個階段，并沒有用先進的手段對公路線形設計方案做深入細致地研究，沒經過對比分析就確定了設計的最佳方案。

2、公路選線與線形設計是密切相關的，山區高速公路的線形設計往往忽視了與選線工作的重要性。

3、山區高速公路線形設計忽視對工程地質、水文地質進行勘測，同時也忽視了環境保護，在施工前沒有充分準備好具體相應的解決措施。

（三）山區高速公路設計的關鍵（結合著漳龍、邵三、龍長高速公路的路線設計實踐研究）

1、合理安排縱坡越嶺

山區高速公路往往需要在集鎮附近設置互通，而這些集鎮往往都是四周群山環繞，集鎮間關山阻隔。可以以龍長高速公路龍門至涂坊段為例，段落內的龍門、古田、蛟洋、新泉、涂坊互通均處在高程較低的山谷之中，兩互通間被分隔。因此，要克服高差是山區高速公路路線設計的要點，也是節省工程造價的關鍵。

2、對長距離連續下坡的路段，應在線形設計上采取相應的安全措施

山區高速公路的長陡縱坡是難以避免的，目前我國的超載現象仍是屢禁不止，如果只是從交通工程方面采取措施，作用不大，因此最根本的辦法就應該從最基本的線形設計上采取有效措施。如：嚴禁在陡坡底設置小半徑平曲線、孤立的平曲線，保持連續陡坡路段平縱面線形應均衡、順適；注意長距離陡坡底的互通立交的選型；選擇適當的位置設置供失控車輛駛出等。

三、山區高速公路設計問題所采取的對策

（一）根據地形靈活地布線，以便于拓展路基設計空間

針對山區高速公路地形差異較大的特點，我們可以拓展路基設計的空間、較準確地把握新技術，以合理的路基斷面形式來驗證線位的合理性、經濟性。

1、陡坡路堤

當公路路基填方范圍受到嚴格的限制時，或路基大量借方，而段落前后或為避免隧道、或為避免深挖路塹等因素而不允許壓低設計標高時，可考慮采用加筋陡坡路堤，以達到路基穩定，減少路基借方的目的。

2、高路堤、填石路堤

首先，山區高速公路布線難以避免地會出現高填方路堤；其次，大量的路基開挖土石方及隧道洞渣又需要在高填路堤利用、消耗。因此對于一些山凹、窄口的山谷來說，必須采取穩定（包括沉降）及環保措施，在此基礎上允許科學的、合理的、經濟的高填方路堤、填石路堤的存在。

3、隧道形式、軸線及洞門位置的選擇

山區高速公路為了克服地形障礙，可以綜合里程、造價、環保等方面因素來選用隧道方式穿過山體。隧道形式、軸線及洞門位置的選擇也就成為了線位布設時要重點考慮的一個因素，并直接影響著隧道的長短、工程造價、施工的難易程度等。

4、合理地選擇隧道軸線及進出口位置

首先，傍山隧道的軸線應盡量向山內移，以避免因覆蓋層過薄而導致洞身的偏壓；其次，充分研究地形地貌及已經掌握的地質資料，并把隧道洞身置于穩定的地層中，盡量避免穿越斷層、破碎帶等不良地質；再次，洞口應盡量避免落在狹窄的山凹之中, 狹窄的山凹地質條件很差，殘積層厚，也就增加了施工的難度。

（二）安全問題的解決對策

在平曲線上應保持期望車速的連續性，一旦出現了因經濟和環境的原因導致的標準降低，就應通過清晰的標志、標線和其他設施提前告之駕駛員前方潛在的危險，并引導他們安全通過道路的危險位置；緩和曲線是從安全角度出發設計的一條駕駛員易于遵循的路線，能使車輛在進入或離開圓曲線時不致侵入鄰近的車道。此外，在豎曲線設計中就盡量避免連續的短豎曲線及長而淺的凹型豎曲線，上面還要確保道路的橫向排水系統，最終使行車安全得到保證。

（三）其他問題的有效措施

1、根據山區特征順應地形設計，公路的線形設計要達到平面順適，橫面合理，降低路堤高度的作用，盡量保護山體平衡體系。

2、根據山區地質水文條件設計線形，設計時應盡可能多地收集有關地質水文方面的資料，因山區地形十分復雜，設計人員必須進行實地踏勘，較全面地掌握有關地質水文情況，使線形設計盡量避開不良地質地段，以減少地質災害發生的機率。對于受地形、地質水文條件及技術標準限制，縱坡控制難度較大時產生的高填深挖路段，一定要進行多方案比較，不僅從經濟上作路基高填深挖與橋隧方案的比較，還要從技術上分析方案的可行性，綜合考慮環境因素，使工程經濟、合理。當線形必須經過不良地質地段時，要在滿足技術標準的前提下，盡量利用縱斷面的變坡點控制填挖高度，使路基設計時較容易采取有效措施來防治地質災害。

3、當高速公路穿山越嶺跨江過河時，要充分的考慮到地質及水文條件的復雜性，線形設計必須要適應多變的環境，堅持以人為本，堅持安全第一，尊重自然，保護自然。

四、結束語

總之，在山區高速公路建設中，設計始終是工程的靈魂，那么線形設計也就成為了整個道路設計的基礎。公路設計者要抓住主要矛盾，提高環境保護意識，不斷創新，跟上時代發展的步伐，這樣才能促進高速公路建設。

五、參考文獻

【1】張雨化《道路勘察設計》，人民交通出版社。

【2】李麗《試論山區高速公路設計工作的開展及注意事項》，《長春理工大學學報》2005年09期。