公路路線選擇和優(yōu)化的方法及依據(jù)

田洪軍 田叢學(xué)

公路路線選擇和優(yōu)化的方法及依據(jù)

田洪軍 田叢學(xué)

Point

選線是公路路線設(shè)計的重要內(nèi)容，關(guān)系到路線的質(zhì)量和工程造價，也關(guān)系到公路投入使用后的安全性、可靠性、適用性和公路壽命長短。公路選線工作技術(shù)性強(qiáng)，受影響的因素較多，因此選線工作十分復(fù)雜，必須按照相應(yīng)的方法和原則進(jìn)行，同時要做好線路的優(yōu)化，以保證公路建設(shè)的整體質(zhì)量。

近年來，隨著我國道路交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，尤其是中西部以及山區(qū)地區(qū)高速公路建設(shè)的發(fā)展，給公路施工單位提出了許多新的要求，具體包括公路的設(shè)計、施工、管理和養(yǎng)護(hù)等方面，其中道路選線設(shè)計是決定公路建設(shè)合理性的重要因素。公路選線受地形、地質(zhì)以及道路自身設(shè)計要求的影響，選線過程十分復(fù)雜，其合理性將直接決定后期施工的難度和造價，所以必須做好公路線路的優(yōu)化工作。

1.路線選擇的特點(diǎn)、原則

1.1 山區(qū)公路路線選擇特點(diǎn)

相較于平原地區(qū)的公路路線選擇，山區(qū)公路選線有以下特點(diǎn)：

（1）復(fù)雜性。由于山區(qū)獨(dú)特的地形、錯綜的山體構(gòu)造、復(fù)雜多變的氣候變化，以及劇烈切割形成的自然相對高差環(huán)境，導(dǎo)致山區(qū)公路建設(shè)必須要橫跨各種地形、地層和氣候環(huán)境，公路選線會隨著地形和路段的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化。

（2）特殊性。山區(qū)地形復(fù)雜，路線選擇時為了克服高程障礙需要翻山越嶺，道路沿線多以山脊線、河流等為主。

（3）反復(fù)性。由于山區(qū)地形的復(fù)雜性和特殊性，工程設(shè)計人員在道路選線時難免認(rèn)識不全面，隨著工程施工階段的不斷深入，需要及時調(diào)整，重新對線路進(jìn)行修改。

1.2 影響路線選擇的因素

影響路線選擇的因素多種多樣，且各因素間聯(lián)系并相互作用。路線選取應(yīng)在滿足道路設(shè)計要求和任務(wù)的基礎(chǔ)上，考慮技術(shù)設(shè)計指標(biāo)、投資、工期、自然條件等綜合因素的影響，經(jīng)過分析選擇合理優(yōu)化過的路線。根據(jù)以上對山區(qū)地區(qū)公路路線設(shè)計特點(diǎn)的分析，路線方案的選擇受多種因素的影響，選擇時主要可以從以下幾方面考慮：

（1）公路沿線的自然因素。公路路線的走向受沿線地質(zhì)、氣象、水文、地形等因素的影響，直接決定了項目施工的質(zhì)量和難度。

（2）路線在國家建設(shè)中的政治、經(jīng)濟(jì)和國防意義，道路的性質(zhì)和任務(wù)。

（3）路線沿線有關(guān)的水利農(nóng)田用地情況，與城鎮(zhèn)、工礦等規(guī)劃的關(guān)系，與其他公路的關(guān)系或在水路、航空、鐵路等交通系統(tǒng)中的作用。

（4）道路運(yùn)行時的車輛安全因素影響。安全因素是高速公路設(shè)計中的重要內(nèi)容，對于容易發(fā)生安全隱患的路段，如滑坡、陡崖、彎道地形等，應(yīng)在設(shè)計時著重加強(qiáng)安全防護(hù)。

（5）道路設(shè)計施工條件和技術(shù)指標(biāo)的影響。線路走向的選擇一定程度上受道路設(shè)計技術(shù)指標(biāo)的影響。地形復(fù)雜的山區(qū)選線，受道路施工技術(shù)水平和工期等因素的影響較大，甚至是重要因素。

（6）其他因素如沿線文物古跡、景點(diǎn)、風(fēng)景區(qū)等的影響。公路選線不當(dāng)，會破壞地貌、休息場所、風(fēng)景名勝、文化古跡和自然保護(hù)區(qū)等。

2.公路路線的優(yōu)化

公路選線之前，必須做好資料搜集工作，如沿線的地質(zhì)氣象、地形圖、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、規(guī)劃、計劃等資料，充分利用GPS、航測、遙感以及數(shù)字技術(shù)等新技術(shù)對線路進(jìn)行勘察、調(diào)查，以保證勘察的質(zhì)量、深度和廣度，避免出現(xiàn)信息遺漏等現(xiàn)象。公路選線要按照規(guī)定的步驟進(jìn)行，主要有以下幾個方面。

（1）全面布局

在確定路線的總方向（包括路線的起點(diǎn)、途經(jīng)城鎮(zhèn)和終點(diǎn)）后，采用1∶1萬～1∶5萬的小比例尺地形圖對線路總體布局進(jìn)行規(guī)劃，確定線路勘測的帶狀范圍，以便資料收集和勘踏。通過分析并結(jié)合實際大致確定沿線必經(jīng)的控制點(diǎn)數(shù)目和位置，為線路路段劃分做準(zhǔn)備。

（2）逐段細(xì)化

在線路總體布局的前提下，對線路進(jìn)行逐段劃分，劃分時以主要控制點(diǎn)為基準(zhǔn)，再根據(jù)各標(biāo)段內(nèi)具體的地形情況進(jìn)行控制點(diǎn)細(xì)化，初步明確路線的具體方案。逐段細(xì)化對于后期路線的落實和具體定線工作有重要的指導(dǎo)意義，做好線路劃分和細(xì)化工作，可以減少施工時的返工和不必要的改線。

（3）線路定線

在初步確定各段具體路線方案的基礎(chǔ)上，就可以進(jìn)行具體的線路定線。線路定線時要結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w的地形情況，確定合理的定線方法。常用的定線方法有現(xiàn)場直接插點(diǎn)定線，首先插入設(shè)計好的控制點(diǎn)，通過延伸過這些點(diǎn)位的直線段，確定路線的轉(zhuǎn)角點(diǎn)，即相鄰直線段延伸的交點(diǎn)。然后確定線路的曲線半徑，定線工作到此大致結(jié)束。定線的關(guān)鍵是熟悉掌握當(dāng)?shù)氐牡匦危ň€時要考慮前后線路平面、縱向、橫向的銜接關(guān)系，選擇恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)指標(biāo)，確保線路連貫。

3.路線優(yōu)化依據(jù)

路線優(yōu)化能夠在保證整條線路施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，降低施工難度和成本，提高施工效益。路線方案比較是進(jìn)行路線優(yōu)化的重要依據(jù)，是路線設(shè)計的關(guān)鍵。具體來說，路線優(yōu)化的依據(jù)可從以下兩方面入手。

3.1 原則性依據(jù)

一般來說原則性比較多注重方案的質(zhì)量，是整體性評價，沒有考慮線路施工的具體經(jīng)濟(jì)和技術(shù)指標(biāo)，其主要因素有：①道路的性質(zhì)、任務(wù)和政治經(jīng)濟(jì)意義；②道路沿線的自然因素；③沿線占地用地情況；④工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和成本；⑤沿線受文物古跡、景點(diǎn)、風(fēng)景區(qū)等的影響等。

3.2 具體方案比較

在原則性依據(jù)的基礎(chǔ)上，對各種方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等進(jìn)行詳細(xì)的計算比較，該方法多應(yīng)用于小區(qū)域或逐段線路的方案比較中。其比較的標(biāo)準(zhǔn)重要有經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)兩方面，具體介紹如下：

3.2.1 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較主要有：①施工時所用的材料數(shù)量；②土石方工程數(shù)量；③施工機(jī)械設(shè)備、人員數(shù)量；④橋涵隧工程數(shù)量；⑤管線設(shè)施及拆遷建筑物的數(shù)量；⑥征地的數(shù)量和費(fèi)用；⑦擋土墻工程數(shù)量；⑧工程總造價；⑨投資成本—效益比；⑩投資回收期。

3.2.2 技術(shù)指標(biāo)

（1）路線長度及延長系數(shù)是決定路線優(yōu)劣的重要技術(shù)指標(biāo)。實際路線長度與設(shè)計方案中起終點(diǎn)的直線距離，即為路線延長系數(shù)。路線的實際長度較難把握，可通過方案設(shè)計中控制點(diǎn)間的直線距離和進(jìn)行估算，此時求得的系數(shù)為路線技術(shù)延長系數(shù)。路線技術(shù)延長系數(shù)的大小與當(dāng)?shù)氐膶嶋H地形情況有關(guān)，通常取值在1.05～1.2之間。

（2）轉(zhuǎn)角數(shù)：包括路線每公里轉(zhuǎn)角數(shù)和整條路線總的轉(zhuǎn)角數(shù)。

（3）最小曲線半徑數(shù)：包括①與現(xiàn)有鐵路和公路的交叉數(shù)目（立體交叉和平面交叉）；②回頭曲線數(shù)；③線路中車速受限制的總長度（包括陡坡路段、道路交叉點(diǎn)、小半徑轉(zhuǎn)彎處和居住區(qū)等）。

結(jié)束語

公路路線選擇和優(yōu)化在公路工程中占重要地位，其合理性將直接決定后期施工的難度和造價，只有綜合考慮影響道路選線的各種因素，對各種線路方案進(jìn)行優(yōu)化比較，才能確保線路的質(zhì)量，提高施工的效益。

（作者單位：長春建業(yè)集團(tuán)有限公司）