山區公路路線設計特點與方法探討

劉永遠

摘 要：山區的地貌及地形變化較大，巖土類別及地質構造非常復雜，增加了公路設計難度，采取有效的路線設計方法是確保公路路線設計質量的必然選擇。本文在對山區公路路線設計特點進行闡述的基礎上，重點提出一些路線設計方法。

關鍵詞：山區公路;路線設計;設計特點;設計方法

山區公路是我國公路交通體系建設的重要組成部分，是拉動山區經濟發展，方便山區大眾出行的重要保障。然而，山區的地質條件、氣候環境等比較復雜，給公路總體設計增加了難度，為了保障山區道路行車安全性，工程規模的合理性，需要采取有效的舉措優化公路路線設計，力求最大程度確保山區道路行車安全，降低道路建設總造價，保護道路周邊的自然環境。

1 山區公路路線設計的重要性

與其他公路路線設計相比，山區地區的公路路線設計會受到氣候因素、水文條件、地形條件及地質條件等自然因素的干擾及影響。尤其地形地貌條件更是極大影響山區公路路線設計的成效，因為山區多伴有復雜的地形條件，增加了公路項目選線難度，同時山區公路路線設計中也會受到地質構造、巖石條件等因素影響。比如，山區公路在遭受泥石流災害后會影響公路的正常通行，所以在設計山區道路路線中，如果沒有結合地質勘查資料規避潛在發生泥石流災害的區域，那么就增加了道路行車安全事故的發生概率。

山區山脈的形成過程使其走向存在規律可循，在相應區域公路路線設計中要以山脈的天然走向為基準進行合理設計，靈活運用技術指標，必要時需采用隧道形式穿越，提高路線設計的合理性，降低道路行車安全事故的發生概率。此外，路線設計的合理性還會對后續道路的施工帶來極大影響，如施工難度、施工安全事故發生概率等。從這個角度來講，無論是道路設計還是施工，山區路線的科學合理設計都至關重要。

2 山區公路路線設計的特點

2.1 地形非常繁雜

山區地形變化幅度較大，極大增加了山區公路設計與施工的難度。比如，國內大多數區域的山嶺伴有較大的地勢落差，這使得公路建設方案路線設計過程中常需要布設橋梁和隧道等構造物。如果山區公路路線設計本身存在不合理問題，那么會對后續施工質量帶來直接影響，相應的施工效益也會大打折扣，如山嶺、河流、峭壁等特殊地形都是設計易出現問題的地段，是道路路線設計中需要綜合考慮的關鍵節點，是道路路線設計方案設計質量優劣的瓶頸。

2.2 地質復雜多變

國內大多數山區伴有眾多的山嶺，地質條件復雜多變，并且山體內部巖石組成多樣，多數山體易出現坍塌、落石、泥石流、滑坡等地質災害。在路線設計之前需要開展詳細的地質調查、地質勘察工作，了解建設區域地質情況，合理規避不良地質區域，這也增加了山區公路路線規劃及設計的難度。此外，山區地勢多較為險峻，伴有多樣化的地勢構造與氣候環境特征，這些繁雜的山區地勢特征使得路線設計過程中需要解決生態防護問題、地質災害防護問題、地勢復雜問題等，公路選線時要合理選擇出適宜的路線設計方案。

2.3 水文條件復雜

水文條件也是公路路線設計中需要重點考慮的一個自然因素，由于山區地區的水文條件比較復雜，容易使路線設計中出現方案變動的情況，在一定程度上增加了路線設計難度。比如，山區的大多數河流都伴有較多的曲折特性，在路線設計過程中需要規避那些曲折特性的河流，否則會因為路線設計不合理而造成山區河流沖刷公路路基，將會給道路工程建設的整體質量帶來不利影響，所以在開展公路路線設計過程中，通過截彎取直等有效設計措施來減小當地河流對路基結構沖刷帶來的不利影響。特別是許多山區伴有暗河，如果在公路路線設計中沒有做好全面勘察工作，就會影響相應區域的路線選線，最終可能會導致路線方案設計不合理。

3 山區公路路線設計的有效方法

3.1 平面線形設計方法

在山區公路路線設計中，平面線形設計是非常關鍵的環節，會對建設項目工程規模及公路行車安全性帶來極大影響，為了確保平面線形設計質量，需要采取有效設計方法，具體要點如下：其一，要結合山區公路選線特征，保證設計的平面保持良好的連續性與順適性，尤其是要保持平面線形同周邊地物、地形等之間具有良好協調性。其二，如果平面設計中路線轉角不大于7°，只需對平面線形進行微調;如山區地形條件比較復雜，需設置小于7°的轉角，應結合設計規范合理設置長度滿足要求的平曲線。其三，除地形因素限制或一些特殊設計要求外，盡量不采取凸型、C型等平面線形。其四，除了保證道路行車滿足力學要求外，還需對駕駛人員在道路上的行車視覺狀態及心理狀況等進行綜合考慮，保證公路路線設計方案可以滿足道路行車穩定性及安全性要求，尤其是要減少連續轉彎、急轉彎等復雜線形。此外，在直線與圓曲線銜接部位，道路平面設計中要合理設計緩和曲線（圖1），以此確保山區道路行車穩固性，提高道路線形美觀性，尤其是有利于借助緩和曲線的設計來為道路駕駛人員提供良好的視野，確保道路行車的安全性與舒適性。但是在緩和曲線設計過程中，緩和曲線長度及左右轉角的具體大小需要結合公路工程建設的實際情況來進行合理確定，保證最大程度提高平面線形設計的效果。

3.2 縱斷面線形設計方法

在縱斷面線形設計前，結合平面對路線起止點以及控制點位置進行確定，以山區的實際地形狀況以及技術標準為基礎，對路線縱斷面進行合理拉坡設計。考慮到山區具有復雜的地形條件，會影響平縱組合線性設計效果，在路線縱斷面設計過程中，除需滿足基本設計規范及要求外，注意對道路填挖工程量與技術指標之間的平衡情況進行有效控制，不能在縱斷面設計過程中一味地追求過高的設計指標，從而忽視整個公路建設項目的工程量，同時不能為控制公路工程造價來降低縱斷面設計指標。

此外，在山區公路縱斷面設計時，要保證道路行車的安全性、穩定性及舒適性等。在山區道路行車期間駕駛者的視線容易受到坡長、坡度、豎曲線半徑等多因素影響，進而可能會因為誤判而影響道路行車的安全性。與此同時，坡長、坡度等也會對山區公路車輛的行車安全帶來極大影響，所以需要綜合考慮這些因素來保證縱斷面設計的整體效果。而在開展縱面幾何設計也要綜合考慮車型、車輛動力性能等相關因素。或者說，從汽車行駛理論視角出發，縱斷面設計過程中需要對爬坡車道和豎曲線等進行合理設計。縱坡設計過程中要保證順應山嶺地區的地形條件，局部縱坡設計難度過大的路段需開展經濟與技術層面論證，力求有效控制最大縱坡，最大縱坡可相應增加1%。而針對舊路改擴建的山區公路路段，本著“充分利用，寧填勿挖”的原則充分利用舊路，減少對其造成的破壞。

3.3 長大縱坡路線設計方法

長大縱坡是難度較大的設計內容，山區公路路線設計中不可避免地需進行長大縱坡設計。長大縱坡設計的坡長過長且整體處于連續狀態，容易在道路行車中出現安全事故，主要原因是長大縱坡路線坡度過陡、坡長過長，同時一般具有較小的轉彎半徑，道路駕駛人員的視野不良，司機頻繁制動，這樣就會在相應路線上行車過程中因為制動失靈而誘發嚴重的道路行車事故。因此，在設計長大縱坡路線時，要從道路車輛行駛的安全性及穩定性出發，通過勻坡線法將平面、縱斷面設計結合起來，對道路車輛的行駛速度進行嚴格控制，同時注意科學合理設計避險車道、交通安全標志等一些安全防護設施等，保證長大縱坡上車輛行駛的安全性與穩定性。

3.4 橫斷面設計方法

在設計山區公路橫斷面形式時，除了合理選擇平縱組合外，還要根據山區公路所在區域的地形條件和地質條件等實際情況，緊密結合工程實踐經驗，本著因地制宜的原則設計合理的橫斷面方案。通過對比分析不同路基方案應用的合理性及適宜性，優化選擇分離式、半路半橋式等符合工程實際的路基方案。對山區公路工程邊坡防護方案、道路路基穩定性、不良地質區域的處理方案以及施工方案等進行綜合考慮，保證具體橫斷面設計方案的合理性。在開展橫斷面設計時重點根據平縱面優化路基橫斷面設計，相應的設計內容涵蓋了公路路基防護的邊坡坡率、擋墻形式和排水結構設計等，同時要對路塹邊坡的坡率進行嚴格控制，保證有效提升橫斷面設計效果。

4 結語

總之，路線設計是山區公路設計的一個重要組成部分，會對公路工程項目工程規模、造價、道路行車穩定性及安全性帶來極大影響。在山區公路路線設計時，要結合實際情況以及相關設計規范和要求等，切實做好平面、縱斷面、橫斷面及長大縱坡路段等環節的設計工作，這樣才能更好提升公路路線設計效果。

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