山區公路路線設計原則及要點探究

王碩 施義鋼

[ 作者簡介 ]

王碩，男，河南駐馬店人，河南省交通規劃設計研究院股份有限公司，設計師，本科士，研究方向：高速公路路線設計。

施義鋼，男，河南周口人，河南省交通規劃設計研究院股份有限公司，設計師，本科，研究方向：路線設計交通安全。

[ 摘要 ]

本文結合山區公路的路線選擇、山區公路的線形設計現狀，重點分析了路網規劃、地質選拔、線形設計等幾個方面。在分析高速公路線路設計的問題時，要對公路的設計和施工進行深入的研究，才能從根本上保證公路設計的合理性，從而有效地推動公路設計項目的穩步發展。

[ 關鍵詞 ]

山區公路；路線設計；要點

中圖分類號：TU99

文獻標識碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2022.15.061

在山區公路的規劃設計中，線形設計是一個十分重要的問題，它的規劃將直接影響到未來公路的利用和周邊的山地環境，同時也會直接影響到高速公路的建設成本。要想進一步保證山區公路線形設計的實用性，就要對山地形的復雜情況有深刻的認識，并在設計規劃之前進行全面的調查。山地公路的修建既要改善山區的交通狀況，又要對周邊山地自然景觀進行適當的保護。

1 山區公路的設計原則

1.1 安全性

在山區公路線路的設計中，一個首要的問題就是如何保證整個路段的安全，即既要保證公路本身的安全，又要保證車輛的行駛安全。例如，在公路規劃中應盡量避開各類地質災害較多的地區，如果發生滑坡等自然災害的地區，以及位于地殼活動斷裂帶和軟弱地基的地區。如果公路確實不能從根本上避開這些地區，就要采取適當措施，防止可能發生的自然災害，保證公路的安全。

1.2 經濟性

公路作為經濟發展的重要支撐，要充分考慮其對經濟發展的拉動效應。在選擇山區公路路線時，要從經濟效應出發，從總體上分析其對該地區的經濟貢獻，從而確定該線路規劃是否具有經濟性，能夠實現效益最大化。在選線之前，要對當地的經濟情況進行細致的調研，并在線路規劃中盡可能地將當地廠礦、農產品產地等聯系起來，從而在公路建設完成后，使之以公路為基礎迅速發展起來。由于山地公路地質條件復雜，需要大量的投資，因此在進行山地公路設計時，既要考慮其對未來的經濟影響，又要兼顧造價。

1.3 環保性

高速公路一般都是在市區間修建的，公路所過之處可能要占用農田、山林，會影響到附近的水源。而在山區修建隧道、橋梁都會給周邊帶來較大的影響。因此，在道路規劃中，要注意道路對環境的影響，盡可能避開影響水源、耕地、森林，同時要注意不對道路進行過分的改造和毀壞，保證道路兩側生態系統的均衡。隧道開挖可能會造成大規模的森林砍伐，從而對水資源造成一定的威脅。道路規劃師要及時與有關單位進行有效的交流，并采取適當的措施減少道路建設對周邊環境的影響。

2 我國山區公路設計現狀分析

我國目前的運輸產業的發展、規劃已進入關鍵時期，要采用科學的方式進行路徑規劃，否則整個工作的執行達不到預期效果，而且會導致工作混亂。山區公路的規劃設計并不容易，關鍵在于其設計的科學性、合理性和安全性。目前我國山區公路的規劃設計狀況不容樂觀，許多路段因線路的選擇不當，在施工中出現了問題。同時，公路品質不高，受自然條件的影響，對項目的長遠發展不利。山區公路規劃的勘察方法不多，許多數據運用不夠及時，數據和信息顯示出陳舊的特征，要使用科學的方法進行處理。山區公路的規劃工作任重而道遠，因此在每條公路的選型、施工上，都要有針對性地進行創新，合理地安排各項工作。

3 山區公路路線設計策略

3.1 實施路網規劃

在制定一條山脈的路線圖的時候，工作人員都要規劃實施路網，先確定一條路的起點和終點，然后再將整條路的方向和中線的位置規劃出來。同時，在選擇路線的時候，要考慮到當地的發展情況，如安全、經濟、施工、環境等四個方面，同時認真思考每一條公路的可行性。

3.2 線形的選擇與設計

為了保證公路設計工作的有效性，應該在進行公路選線時有限地選擇深度較大的路線，以便對公路的規劃進行有效的控制。山區地形往往較為復雜，而且要將山區的位置分割開來也是一件十分麻煩的事情，且在不同的地區之間存在著很大的區別。在修建公路的過程中，有許多地質現象是很難提前察覺的，往往是在公路修建完畢之后，問題才暴露出來，以至于對公路的正常運行造成了較大的影響。因此，在前期的路線選擇時要進行地質勘察，并嚴格遵循優化原則和全面分析的原則。在施工時，經常會出現一些地質問題，這些問題很有可能會引發自然災害，這就給項目的施工帶來了巨大的難度，甚至會造成無法彌補的經濟損失。為了進一步加深對施工區域的認識，有關部門要盡量做好前期的地質調繪工作，同時還要進行整個線路的物探工作，通過對現場采集到的數據進行有效的分析，從而找出一些地質條件較差的地方并盡量避開。在某些條件尚不明確的地區，要進行深鉆孔施工，以判斷其是否為不利地段。如果線路設計要通過不良路段，則應盡量減小不良路段的橫穿，以提高工程的安全性，降低公路建設支出。

3.3 緩和曲線長度

山區的公路基礎設施并不完善，大部分的公路都是人工開鑿出來的，再加上多年的自然因素影響，使得山路的長遠規劃受到了很大的阻礙。緩和曲線長度的設計，可以在某種程度上提高公路的平穩性，在綜合處理各種缺陷時，采用科學的方式進行調整，從而為整體工作的開展打下良好的基礎。緩和曲線長度設計，應與公路設計規范相一致，以設計下限為主要設計參數，以保證設計的合理性（如圖1所示）。山區的地貌特征是一個不容忽視的問題，在彎道的計算中要保證很高的精度，而且要認真地測量和計算超寬過渡段的基礎長度，完全掌握這些參數以便今后在實際工作中取得更好的成果。

3.4 最大坡度設計

公路的建設正在朝著精細化的方向發展，每個細節都將對公路的長遠發展有很大的影響，鑒于今后公路的發展將面臨許多挑戰，需要在大坡度的設計上進行不斷的創新，從不同的角度思考，從而推動整體工作的順利進行，最大坡度設計是其中的一個關鍵階段。我國的縱向斜率通常較高，對特定地區的斜率也有嚴格的要求。在修建山地公路的時候，利用原有的基礎進行加固，可以在斜坡的坡度上做一些適當的加高，不過最多只能提高1 %。在施工期間，位于海拔3 000米以下的省直公路，其最高縱坡度應在10 %以內。此外，在坡道設計時，應充分考慮山區公路的交通狀況，并對今后的發展作出合理的預測。

3.5 平面設計

高速公路的平面線形包括三個線形元素：直線、圓弧、緩和曲線。規范規定，直線的長度不能太長，兩圓曲線之間用直線直徑相連時，直線長度不能太短。當設計車速在60千米/小時以上時，最短直線段的最短長度應不低于設計車速的6倍；逆向圓曲線之間的最短直線長度應不低于設計轉速的2倍。當設計車速在40千米/小時以下時，可以參考以上的標準。在實際應用中，由于山區地形復雜，曲線之間的直線長度難以達到要求，如果在設計中為了達到指標而進行大填大挖，導致工程量的增加及對自然環境的破壞是不可取的。在設計車速不超過40千米/小時的條件下，最小的同向曲線直線長度可以為2V，而逆向曲線之間的直線最小長度可以為1V。在平面線形中，圓弧是常見的元素。無論路面的角度有多大，都要有一條圓形的曲線。該標準規定了最大圓弧半徑；圓曲線最小半徑不包括超高圓曲線最小半徑、圓曲線最小半徑的一般數值和最大超高數值。在設定圓曲線時，應考慮地勢，以2 %～4 %的超高為合適的圓曲線半徑。但山區受自然條件、地質、生態等因素的制約，在實際應用中，為使線形與地形更好地結合，減少工程規模，可選用最小半徑的普通值，在地形條件特別復雜的路段，應確保前后線的平衡性、視線距離和必要的安全措施。為了達到平曲線、圓曲線與直線的順利過渡，在直線與無超高最小半徑的圓弧相交時，應設置緩沖線，緩沖線應設置旋轉線，4級高速公路由于設計速度緩慢，可以不設置，但應設置超高加寬過渡路段。標準中有關于回轉的最小長度規定，回旋線在使用時需要滿足超高和加寬過渡部分的要求。應根據地勢及線路要求，合理選擇旋轉曲線的參量。

3.6 橫向視距設計

山區公路的橫向凈間距受到側向障礙的影響較大，并且會對行車安全造成一定的影響，因此在進行山區公路線路規劃時，應事先進行全面的檢查，并應注意以下三方面問題：第一，對山區公路的橫向視距進行精確的測量，并合理地控制開挖過程中的右側工程量；第二，在山區公路的中心位置，應合理設置隔離帶，以降低公路上障礙物對公路的正常行駛造成的影響；第三，針對山區公路施工的特點，采取相應的防護措施，避免障礙的侵入，同時科學地確定山區公路的彎道半徑。

3.7 平面縱組合的設計要點

山區公路一般是一條長的、多彎的公路，甚至是全曲線的公路，因此要重視平縱和直線的結合。設計者應該盡量避免拐點重疊，對凹型豎曲線的底部、凸型垂直曲線的頂端和逆向的彎曲進行詳細的分析，找出一個合理的斜坡，防止二者重疊和道路的彎曲變形。在山區公路上，當設計時速超過40千米時，設計者要在接近頂端時，注意到平坦的曲線，以防止急轉彎，減少安全事故。

3.8 設計質量控制

目前，我國的山區公路設計已經可以用科學的方法來完善，而且在解決問題的過程中也有了一些有針對性的創新。今后，要繼續合理地控制山區公路的設計質量，保證在提高質量時有好的基礎，堅持全面的規劃，以正確的方式進行改造。對山區公路的規劃設計應充分考慮公路兩側的地形地貌、氣候、水文狀況，并主動了解山地的各類植被和覆蓋情況，從源頭上加強水土保持工作。另外，要注意的是工程和生物措施，要強化公路沿線的水土保持工作，防止公路建設中的水土流失和崩塌。

4 結束語

總體來說，在山區公路的規劃設計中，要充分考慮山區的地形、地質等環境因素，并進行相應的改進，從而減少山區公路建設的不確定性。在公路設計中，只有綜合考慮各種因素，才能提高公路工程的整體質量。

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