關于公路路線設計的思考

摘 要：本文通過對山區公路路線設計從線形選擇的原則、縱面設計、縱平面組合設計等方面提出應注意的問題，并對山區公路路線設計中容易忽視的問題提出建議，以便以后具有借鑒之意義。

關鍵詞：山區公路；路線設計；思考

山區公路路線設計是公路設計中非常重要環節，直接影響到地形景觀的協調、公路路網結構的合理、線形指標的合理、工程造價的控制、汽車運營的安全舒適等等。設計中應把握好最佳線形選擇的科學指標，合理采用路線標準選擇出綜合考慮各主要影響因素的公路最佳路線線形方案。

1 選線的原則

公路線形是公路的骨架，它支配著整個公路規劃、設計和施工。線形設計良好是否，對行車安全、經濟、舒適、美觀、協調等都具有決定性影響。線形選擇涉及諸多因素，如線形指標、地形條件、工程造價、運營效益、景觀協調等等。因此， 路線設計要綜合考慮平、縱、橫3 者的關系，恰當地掌握標準，做到縱坡均衡、平面順適、橫面合理。

2 山區公路選線的方法

山區公路設計與平原區公路設計有很大的區別，且復雜困難，有必要對山區公路的設計進行深入的研究，總結新的設計理念以指導山區公路設計。

2.1山區公路選線特點

山區路線的選線受山區地質、地形和氣候條件的限制很大。在地質方面，山區土層薄，巖層厚，巖層產狀和地質構造變化復雜，影響線位的布設；在地形方面，溝深谷窄、山高坡陡，路線縱、平、橫三方面都受到限制；在氣候方面，山區暴雨多，溪流水位變化幅度大，山洪急，是選線中不可忽視的因素，山區路線布設應當與山區地形相適應。

山區公路布線主要有沿河（溪）線、山腰線、山脊線和越嶺線。選線要在充分理解路線標準的前提下，根據地質、地形、氣候情況，準確把握路線各項技術指標。使用最短的路線長度實現線標準高、構造物少、造價省等最大的綜合效果為佳。

2.2 越嶺線的選擇

越嶺線的特點是路線需要克服很大的高差，路線的長度和平面位置主要取決于路線縱坡的安排，因此，在越嶺線的選線中，須以路線縱斷面為主導。越嶺線布局主要應解決的問題是：埡口選擇，過嶺標高選擇和埡口兩側路線展線的擬定。它們是相互聯系、相互影響的。布局時應綜合考慮，處理好三者的關系。其中，埡口是體現越嶺線方案的重要控制點，應在基本符合路線走向的較大范圍內選擇，要全面考慮埡口的位置、標高、地形條件，地質情況和展線條件。越嶺高差較小，地質條件穩定，展線降坡后能與山麓控制點直接地銜接，不需無效延長路線，這種埡口最為理想。如埡口雖低，但地質條件不好，或兩側山坡不適于展線，或展線后與山麓控制點接線不順，則應稍微偏離總方向另行選擇。同時埡口是地質構造上的軟弱層地帶或斷層破碎帶，選擇埡口要對其地層構造情況進行實地調查。埡口以下的兩側山坡線是越嶺線的主要組成部分，山坡的地形、地質條件直接影響路線的質量、造價和路基的穩定，應綜合考慮。

2.3 山區沿河（溪線）的選擇

沿河（溪線）的選擇，要處理好河岸的選擇、跨河換岸地點和線位高低三者間的關系。利用有利地形，避開工程艱巨和不良地質路段，如滑坡、崩塌、泥石流、巖堆、巖溶、泥沼、凍土等等。如國道某路段，由于當時選線線位不夠合理，過于靠近山體，造成施工后山體崩塌以致于要進行大面積的高邊坡治理，增加了上千萬元投資。倘若避開開挖山體，傍河建個小段棧橋、半橋，這樣不僅節約了投資，而起對環境保護也是有利的。在這些特殊路段，就應做多個路線比較方案，進行全面的比選。如跨河換岸時，以選擇橫坡平緩的河岸為佳，有些河岸橫坡雖然平緩，但由于地質不良，巖層傾向于路線，開挖后易產生順層滑塌的病害，而對岸雖橫坡稍陡，但巖層背向于路線，開挖后不易產生順層滑坡，路線走向則應選擇后者。所以跨河換岸時，要特別注意地質情況的好壞。

2.4山脊線的選擇

山脊線的選擇首先要分水嶺的位置和方向不能偏離總方向太遠；另外應選山脊順直起伏不大、平緩、嶺肥脊寬的理想地形，使路線大部分布置在分水嶺上。但高山地區的分水嶺常常是埡口、峰巒相間排列，有的相對高差很大，這種地形的山脊線，則為一些較低埡口所控制，路線應沿分水嶺側坡控制在埡口之間穿行，路線大部分設在接近分水嶺山腰上。采用山脊線還要求分水嶺地質條件好，上下山脊線的引線有合適的地形可以利用，否則山脊本身條件再好也難以采用。

3 路線縱面的設計

縱斷面設計比較突出的是豎曲線半徑的選取和平豎曲線個數比或兩者的一一對應關系問題。

3.1凸形豎曲線半徑選擇

山區公路受地形地貌等因素的制約，連續大縱坡小半徑豎曲線與連續小半徑短平曲線的組合時常出現。這種情況下很容易做到平縱一一對應，滿足規范要求。但這種組合往往忽略了視距要求。受地形地貌以及茂密植被的影響，駕駛者視覺范圍小，當采用上述平縱組合時，本身平、縱的指標較小，難以判斷前方路線去向。若出現縱面上的斷背曲線，對行駛安全更為不利。而這種情況下往往難以通過調整平曲線半徑來解決。此時，宜在不過多增加工程量的前提下適當加大凸曲線半徑，以便增大視距，保證在曲線上任何一點均能看清前方平曲線的變化，保證行車安全。在條件允許的情況下，應適當選取較大的凸曲線半徑。

3.2 凹形豎曲線半徑選擇

一般凹曲線半徑容易滿足規范要求，有時為了追求凹凸曲線指標的均衡，增大凹曲線半徑。這樣勢必造成工程量增加，而且由于山區公路縱坡較大，起伏頻繁，凹曲線半徑選擇過大，比如國道某路段就由于上述原因導致填土高達48 m，增加了防護和排水設施。因此，在設計中不宜一味追求高指標而增大凹曲線半徑。

4 路線平、縱面組合的設計

山區公路平、縱面組合設計受地形、通道構造橋涵、設置制約，直接影響到工程造價。故應充分考慮構造物引起縱面起伏、地形起伏走向，以減少工程量。結合公路特別是高等級公路建設的實際，在平縱組合設計時，應注意的問題如下：

4.1 山區公路平縱面組合設計，要把豎曲線與平曲線一一對應起來，最好不要錯開即豎曲線頂點應于平曲線中點或中點附近，同時平曲線要比豎曲線稍長一些。平豎曲線的半徑要協調，豎曲線的半徑一般為平曲線半徑的10～20倍可以取得良好效果。當平、豎曲線半徑均較小時，兩者不得重合，應避免出現不宜重合的曲線。但實際設計中是難于做到的，在山嶺區 強調平豎曲線組合一一對應，有可能會造成大填大挖。

4.2 關于平曲線包含豎曲線問題，在條件允許情況下，平、縱面組合設計應盡可能滿足一一對應關系。若確因地物、地形等的限制，在縱坡差不大情況下，一個平曲線包含的豎曲線個數根據縱斷面設計需要確定；在縱面起伏的坡差較大時，一個平曲線包含的豎曲線個數不宜超過三個，且須經透視圖的視覺檢驗，保持豎、平曲線大小的均衡。不宜將變坡點放在回旋線上或回旋線與豎曲線重合， 以免使駕駛員既要換擋又要調換方向盤，造成緊張而引起事故。豎曲線和平曲線不宜相互重疊，以免公路有扭曲的感覺而不美觀。此時，當一方接近最小值時，要設法使另一方提高指標。凡直線上不可避免出現一處凹或凸形豎曲線時，如坡差不大，則采用大半徑豎曲線，以保持視覺良好。

參考文獻：

[1] 何景華.公路勘測設計[M].北京：人民交通出版社，2010.

[2] JTG B01-2009，公路工程技術標準[M].北京：人民交通出版社.

[3] JTG D20-2011，公路路線設計規范[M].北京：人民交通出版社.