某地山區公路工程路線設計要點分析

摘要 山區公路是推進山區經濟社會發展的關鍵設施，由于地質條件復雜、地形高差大，公路工程路線的設計難度較大。為了更好提升山區公路工程的設計水準，文章通過查閱某地山區的相關資料，對該地公路工程的路線設計進行分析，包括路線設計和選線原則、路線設計中存在的主要問題等，并對路線設計要點加以深入分析，以期為我國山區公路建設水平的快速發展起到推動作用。

關鍵詞 山區公路;路線設計;要點分析

中圖分類號 U412.36 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）06-0059-03

引言

隨著我國山區農村逐漸走進城市化，對部分偏遠山區的建設腳步將日益加速。公路作為推動中國山區經濟發展的重大基礎設施，道路的路線設計會受到山區地形地質的影響，使道路路線設計工作更加困難。以經濟、可行、安全為前提，對公路路線設計展開研究，避免后期因路線設計不當導致返工，影響山區公路的建設水平。

1 山區公路路線的基本要求和設計原則

1.1 基本要求

山區最大的特點是山路崎嶇、地形復雜。在設計山區公路路線時，一要保證公路路線能夠符合山區的用地標準。從公路工程的用地和功能角度考慮，做到路線設計和空間要求相符合，讓山區公路的基礎功能能夠得到有效發揮。二要熟悉山區的經濟和生活功能，安排好管線方面的設計，盡量減少公路里程，建設一條經濟、合理的公路路段，降低山區公路的建設成本。三要在進行公路路線設計之前，對公路所在山區的周邊環境進行充分的勘察和分析[1]，重點對山區的地形地勢、地質條件、水文環境進行不同季節的勘測和數據統計，判斷各個因素影響下的地質條件能否達到公路建設的條件。

1.2 設計原則

1.2.1 確保設計方案的可行性

對山區的周邊環境做好勘察和分析，就是要根據現場的環境合理選擇最優的路線。主要考慮的是山區地形的平面和縱斷面等各項路線設計指標之間的配置關系，使山區公路的各個路線能夠完美連續連接，確保路線設計方案可行。

1.2.2 確保道路行駛的安全性

安全性是山區公路建設的重要內容，公路設計人員要充分考慮山區的地形地勢，并根據山區公路工程的設計規范和施工要求對公路的直線和曲線路段進行合理的選取[2]，加強公路兩側安全防護措施的設置。要以保證公路的安全性指標為前提，全面控制山區公路路線的轉彎彎度和爬坡坡度，讓車輛在行駛過程中保持駕車穩定和安全，降低公路交通事故的發生概率，保護人們的生命財產安全。

1.2.3 確保公路建設的環保性

山區由于人際活動少，生態環境相對于平原地區較好。而公路工程建設所需要的各種材料以及山路開采行為都難免會破壞公路沿線的生態環境，甚至存在嚴重的污染問題。因此，在對山區進行公路路線設計時，要重視環境保護問題[2]，盡量繞開生態保護區和耕地，最大限度保護山區原有的地貌，降低對周邊生態環境的破壞。另外，對于需要作業的路段，采取種樹還林的方式進行修補，保證山區生態環境的穩定。

1.2.4 確保公路施工的高效性

在進行公路建設時，要提高公路路線設計的合理性和高效性，需要在施工中投入大量社會資源。例如，做好公路各交叉口、各段路線之間的設計和連接，挖掘公路節點之間的聯系，避免浪費公路工程的成本投入，杜絕返工、各類社會資源利用率低的情況出現。路線設計作為公路建設的基礎環節，對于整個公路工程的概預算要做好整體的把控，實現山區發展經濟效益的最大化[2]。

2 山區公路的選線及線形設計原則

2.1 進行路網規劃

在前期制定山區公路路線設計方案時，公路設計人員要用宏觀的角度看待全局，做好路網的規劃，確定公路工程的起點和終點，并選擇公路的中間點，制定具體路線。要站在經濟、可行、安全的角度，提出各種路線方案，做好總體的路線規劃布局[3]，并從中選擇最優路線方案。

2.2 地質選線和線形設計

山區的地勢比較復雜，尤其在山區開展公路工程建設，難度相對較大。山區公路的選線設計應當選擇深度大的路線，以便更好地控制路線方案。山區地質段落的劃分很具體，在不同的公路路段，地質條件差異十分明顯。在進行選線時，如果相關工作人員沒有事先對山區的地質環境提前做好勘察，會導致后期施工完成后發現諸多地質問題。因此，要嚴格按照選線整體最優原則進行線形設計，加強對山區地質的了解，做好地質勘察，合理選擇路線。同時，在地質勘察過程中，需要進行全線物探，對獲取的數據進行分析。要避開不良地段，如果無法避開，就要盡可能地控制穿越范圍從而避免范圍過大，盡可能地提高公路工程的安全性，減少工程支出[4]，保證工程的順利進行。

2.3 地形選線和線形設計

山區的地形特點主要是高差大、坡度大，地形起伏大且涉及的工程量較大，導致存在很多安全隱患。再加上山區的環境復雜，氣候多變，很難保證路基的穩定性和安全性。在進行山區公路的地形選線時，不能片面地選擇平坦的平面，還要考慮山區的地貌特點和氣候特點，綜合考慮當地生態環境的平衡，根據已有的經驗進行合理布置。此外，也不應過于要求選線的高指標，否則可能破壞當地的自然環境，得不償失[4]。所以，一定要在選線中遵循宜曲不宜直的原則，通過合理設定和選用公路工程的參數，以實現地貌和自然環境的協調。

3 影響山區公路工程路線設計的因素

3.1 氣候因素的影響

氣候最主要影響因素是水資源，不管對地面徑流水流量的分布或者地下水的水位變化都會產生很大的影響，山區的特殊天氣往往會引起雨量和降水強度的變化，對公路線形的設計與選擇產生影響。公路工程設計人員在公路線形設計時，要重視搜集該地區的氣象數據資料，并掌握當地的水文條件，才能對山區公路工程的排水設施進行合理設計，以防止由于路面積水造成交通安全問題。

3.2 水土因素的影響

水土主要影響的是公路路基的土質質量，土質結構直接關系到公路路面和公路路基的結構層選擇。所以，公路設計人員在進行公路路線設計時，要充分了解該山區公路工程區域的水流情況及當地的水土流失情況，尤其是特殊路段的地形條件，更要收集好該區域的水土相關資料，在進行道路線形設計時才能確保設計的合理性。

4 山區公路工程路線設計要點分析

4.1 平面設計要點

山區公路的平面路線設計的要點是直線、圓曲線和緩和曲線。當汽車在公路上快速、安全地行駛時，當需要轉折的時候就需要設置圓曲線。汽車在曲線上行駛，并在離心力作用下使汽車的穩定性發生了變化，為此，在條件允許的情況下曲線半徑要盡可能地大，且不超過《公路路線設計規范》的規定值，否則，很容易造成駕駛員誤判，發生嚴重事故。而且平面路線設計應當根據不同的條件選擇線形要素，盡可能選擇較大半徑的合理組合路線，以保證汽車的行駛安全[2]。

4.2 縱斷面設計要點

在進行縱斷面路線設計時，設計人員要通過控制縱坡的坡長使縱坡平緩，并在允許范圍內適當加大坡長，以減小坡度，減少駕駛員的換擋次數。在此設計環節中，需要注意以下幾點：

（1）縱斷面設計要保持較高的平緩性，保證通車后的安全駕駛。

（2）要認真考察當地山區的水文地質情況，在地下水位較高的路段，適當提高路基高度，避免道路路面出現積水情況。

（3）要考慮道路的長遠發展和運用，注重公路的整體規劃，不能只重視眼前的短期利益。

（4）當受到地形條件等障礙物限制時，最大縱坡可以適當增加1%，非大交通量的路段，則要適當放緩坡度。這樣當汽車爬坡時，不會出現爬坡無力導致熄火的情況[2]。

4.3 橫斷面設計要點

橫斷面路線設計是公路工程路線設計中的重要空間體現，和公路的路線等級、功能有重要關聯，因此，橫斷面是決定公路路線質量的關鍵技術要點。山區公路路線包括快速路、主次干道、支路等，這是根據公路的路線等級和相關功能，按照規定的順序，制定出來的科學合理的設計[2]。對于一些山區的高密度開發區來說，在進行區域設計時，還要把行人、自行車、公交車等各類車型考慮在內，保證這類車型的正常通行。

另外，在進行某段山區公路路線的改造時應該考慮公路兩側的行道樹位置、兩側不能拆除的原有景觀等因素，在不對公路斷面做出重大調整的前提下，對人行道和非機動車道的寬度進行公路斷面形式的改造（見圖1）。這種改造方式不僅可以節約公路空間資源，還能節約人們的通行時間。

4.4 平縱組合設計要點

許多山區的高速公路事故頻發都是由于視覺設計違背了自然誘導的線形組合，在進行公路工程的平縱線組合設計時，將長直線和陡坡進行組合，又或者將長直線和較小半徑的圓曲線組合，這都會增加汽車在公路行駛過程中的危險，導致交通事故的發生。因此，在進行公路路線的平縱組合設計時，建議防止過長的平曲線中包含較多的短的豎曲線，并保證長度過小的平曲線不能和長度較小的豎曲線進行組合。在此設計環節中，需要注意以下幾點：

（1）要保證道路線形的連續性，讓駕駛員的視線始終保持自然引導。

（2）嚴格遵守《公路路線設計規范》中對平、縱線形的技術要求，保證線形的正確性，不影響駕駛員的視覺和心理判斷。

（3）要選擇組合得當的合成坡度，不僅提高了車輛形式的安全性，也能做到有效的路面排水。

（4）結合公路兩側的景觀環境，減少對環境的破壞，做好環境保護工作[2]。

4.5 線形和橋隧的配合設計

在山區的公路工程建設中，難免會碰到公路線形和橋隧的配合設計問題。公路等級不同，對道路的施工要求也不同。部分公路對車輛的行駛速度有較高要求，除了結構特殊的橋梁外，都應該滿足總體規劃設計的要求，讓公路的路線線形和橋頭引道保持聯系并做好銜接，防止因為線形的突然變化導致安全事故的發生。需要注意的是，橋頭引道的縱坡坡度不能在5%以上，否則會對橋梁的結構造成很大的損害。

4.6 其他設計要點

4.6.1 要強化山區公路工程路線的節點設計

在進行山區公路工程路線設計時，通過對需要建設道路的地方進行實地考察和了解其發展規劃的具體內容，加大落實公路節點的具體設計。在進行節點設計時，要注意設計的規范性：一是保證公路交叉口的合理性。要在道路的交叉口位置對該路段的高峰車流量進行觀察統計，采取適當優化交叉口寬度的方法，就能降低道路擁堵的現象。二是山區公路的路線設計要有可實施性，必須按照當地的城市建設規劃設計，明確公路的建設定位。三是山區公路的路線設計要始終堅持“以人為本”，充分考慮山區人們的使用需求，提高公路建設的實用性和舒適性。

4.6.2 推進山區公路交通組織的融合設計

山區的公路交通是連接城市和山區之間的交通網，近幾年來已經成為山區公路路線設計中的重要組成部分。充分利用交通組織的優勢，可以緩解山區交通的壓力，更進一步地完善山區公路路線設計的整體規劃。推進山區公路交通組織的融合設計是進行山區公路工程路線設計的關鍵，要求用全局的眼光對山區公路的路線做規劃。具體可以通過增設掉頭、增加燈控、增設車道、道路分幅、縮短人行路徑等方式對山區公路進行交通組織的優化[5]，使山區公路工程的路線設計朝著更加完美的方向發展。

5 結束語

綜上所述，山區的公路工程建設對提高山區的經濟發展有重要作用，因此，對山區公路項目的路線設計要求也越來越高。公路設計單位不僅做好對公路工程路線設計的整體規劃，還要跟進項目進度，把握成本狀態，促進山區公路項目管理，提高經濟效益。對于山區公路工程的路線設計，要充分考慮山區的實際情況，詳細分析路線設計中的質量影響因素，盡可能設計多種路線設計方案，并從中選擇最佳路線方案，促進山區的公路建設發展。

參考文獻

[1]陳勇強， 袁任飛. 基于環境選線原則的公路路線設計標準化探討[J]. 中國標準化， 2018（8）： 84-85.

[2]徐瑞. 公路路線設計的原則及注意要點探討[J]. 科技創新與應用， 2017（27）： 100.

[3]雷定猷， 徐新平， 劉青意. 基于組合賦權法和FCE的山區高速公路路線方案優選[J]. 公路， 2018（2）： 14-19.

[4]孫聰. 山區高速公路路線設計基本思路及選線方法的研究[J]. 林業科技情報， 2017（1）： 94-96.

[5]秦志清. 山區高速公路改擴建工程路線總體設計要點與實踐[J]. 公路， 2020（7）： 86-91.

收稿日期：2022-01-13

作者簡介：王浩（1993—），男，碩士研究生，助理工程師，研究方向：公路路線設計。