山區農村公路路線設計探究

雷文省

（貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司,貴州 貴陽 550018）

0 引言

農村山區公路項目建設之初，需對選線方案進行實地調研，結合地形地貌特征、縱斷面和橫斷面特點確定道路中線位置，并借助線性單元組合優化，有效規避地質較差路段，確保山區農村公路行車安全，降低其對山體破壞，實現公路與自然的和諧共榮。該文對山區農村公路路線設計方案進行了分析，期望相關研究，為同類項目建設提供技術參考。

1 山區農村公路的設計特點及流程

山區農村公路具備技術等級低、交通量小、地形復雜等特點，需要在項目設計初期進行實地調研和可行性分析，通過科學謀劃確定工作流程：

（1）要結合交通量預測值確定項目功能，并結合總投資明確公路等級，充分考慮到了建設對環境的影響，合理設定公路時速、通行車型、設計標準等因素。

（2）根據項目起點和終點位置，結合區域地形特點合理布局，提高沿線合理性，解決路線走廊帶相關問題。

（3）集合施工現場特點和地形復雜程度進行合理劃分，實地調查后擬定技術控制要點，并分單元施工，加強技術管理，提高施工規范性，采取整體填挖原則達到平衡，減少回頭曲線和支擋結構，提高道路通暢性。

（4）對布線狀況合理比較，通過確定小控制點擬定最佳的道路中線，優化施工方案[1]。

結合調研結果，山區農村公路地形復雜，其交通組成與常規公路有所差異，需堅持安全性、便捷性、經濟性的基本原則，進行平縱線形指標的有效控制，提高線路合理性。根據實際狀況可將山區農村公路車型分為小型車和大型車。小型車主要包括小汽車、輕型汽車和中微型面包車。大型車包括大客車、載重汽車等。拖掛車和集裝箱車在常規公路數量較少，在縱斷面設計方面，可以對山區農村公路進行平縱指標的優化。

2 小交通量山區農村公路路線設計方法

小交通量山區農村公路路線選擇是否合理，是決定道路建設成果的基礎，項目建設方案擬定后，需結合實際情況進行現場勘測，對施工現場有初步認知后采取現場走訪、地質調研等不同策略獲取一手資料。隨后，對地質勘探結果進行詳細分析并廣泛聽取社會意見，明確路線走向和設計目標，對可能存在的影響因素加以分析。結合山區農村公路的地形特點，一般情況下可將小交通量山區農村公路路線的線性分為越嶺線、沿河（溪）線和山脊線[2]。

2.1 越嶺線

路線起點到終點需要翻越山嶺的為越嶺線，該路線的關鍵點在于高程、埡口和兩側路線的控制。

（1）埡口位置：以山嶺最低點山脊作為埡口，該位置的確定是明確線路走向的關鍵，可沿縱向方向進行路塹的下挖降低高程并縮短線路總長度，通過上述操作還可減緩坡度，提高行車安全。埡口位置的確定是選線工作的基礎，技術人員需對該工藝點重點控制，提高技術指標可行性[3]。

（2）埡口高程：開挖隧道是控制線路總長的有效措施，該方案多見于高等級公路，且方案成本較高。低等級公路一般選擇埡口高度優化措施提高路線合理性并優化成本。厚度過大者可采取淺挖方案降低工程量，厚度過小者則采取深挖方案提高縱面線形合理性。

（3）埡口兩側路線：埡口海拔過高，其兩側應選靠陽面，并根據海拔進行最大縱坡的折算，實現對縱坡的合理控制。陽面坡面段采取回頭展線減少高差，并加強對平均縱坡、坡度、坡長等數據的合理控制，使相關指標符合設計規范，并在回頭曲線設計的過程中避免應用極限值影響行車安全[4]。

2.2 沿河（溪）線

沿河流、溪流走向布設的線路為沿河（溪）線，線路布設需確定河岸區域，以確定路線高度及跨河位置等參數。

（1）河岸的選擇：結合當地的地質條件，合理選擇河岸，一般優先規則是選擇視野開闊且地質條件好的一側，以提高線路穩定性并減少工程量，同時優先選擇村莊、城鎮側，提高公路的附屬效益。

（2）線位高度：全面分析地質勘測報告，確保路線線位高于洪水安全高度并小于極限值，將線路設計控制在合理、安全、可靠的范圍內。

（3）橋位選擇：地形因素影響，可結合實際情況選擇設立橋梁換岸。橋梁需擬定于河床穩定、河道順平區域，結合項目特點進行橋頭布設方案的優化，提高路線標準可行性以有效控制工程量[5]。

2.3 山脊線

山脊線需考慮以下因素：

（1）公路路線與分水嶺走向一致。

（2）埡口地理位置優越，地形平坦。

（3）上下脊存在地形過渡的引線。

（4）分水嶺平面簡單無迂回或埡口高度差較小[6]。

3 小交通量山區農村公路選線技術要點

3.1 選擇合適的技術標準

小交通量山區農村公路的建設應當結合地區需要、地形特點、交通狀況、規劃狀況等合理確定，根據不同條件選定相適應的技術標準。小交通量山區農村公路技術標準的確定需與交通標準和自然環境相匹配，同時滿足交通荷載的基本要求，確保行車安全的基礎上增強附加效益。要針對不同項目合理選擇技術標準，地質條件較好的路段可以適當放寬技術標準預留操作空間，對地質條件較差的區域則提升技術要求，確保線路合理性保障道路質量[7]。

3.2 平面線形指標

3.2.1 平曲線半徑

公路項目需對平曲線半徑合理控制，避免由此導致的安全事故，尤其是在轉角較小的區域如果平曲線較小則會對司機產生影響，導致誤判并產生錯誤操作，從而引發交通事故。故此，在對公路線性設計時，需確保公路曲線半徑小于極限半徑，通過擴大曲線半徑的方式來達到合理控制道路行車安全的目的，如果地形條件受限，確實難以達到標準，則可以采用極限半徑的方式加以控制，并設醒目標識加以提醒。

3.2.2 直線

與平原地區公路相比，山區公路地形結構更復雜、坡度變化更大、線路彎曲更頻繁，司機在山區公路行駛更容易產生視覺疲勞，而且山區公路周邊附屬設施數量少，雖然降低了建筑成本，但增加了長度要求，且無形中增加了司機駕駛的疲勞感，易引發事故安全。一般情況下，縣鄉公路具備較高的跨度，不宜選用直線型設計，并且需將公路長度控制在合理的范圍內[8]。

3.2.3 緩和曲線

根據公路建設規范，三級以上公路線路設計時，需確保圓曲線和直線角接觸設置緩和曲線確保行車安全。緩和曲線設置多選用回旋線方案，具體長度應當結合項目特征和地質特點加以確認。進行緩和曲線設計時，應當以汽車行駛動力學為基礎，同時考慮人體工程學和舒適度要求，使緩和曲線大于最小標準值，并將線形結合、公路等級、美觀度等指標考慮在內。技術人員需綜合考慮施工工期、項目進展、工程量、技術成本等因素，避免出現過大的緩和曲線，如果公路等級小于4級，在直線和圓曲線交接處可選用加寬緩和段的方式代替緩和線[9]。

3.3 避開不良地質

山區地質條件復雜，為山區農村公路路線設計提出了較高要求，在選線之前需要對地形特征全面了解，同時做好地質勘測工作了解影響公路質量的地質因素，掌握泥石流、滑坡易發區域及時間段，盡量避開該區域降低可能出現的突發事故。如果檢測到不良地質條件，需要對原擬定路線方案進行調整并結合項目狀況進行優化。由此可見，公路路線設計需在深度地質勘測基礎上全面評估，結合當地項目資料避開不良地質條件確保公路質量，降低行車風險。

3.4 少占耕地，預防水毀

山區農村河流蜿蜒，小溪曲折迂回，河岸陡坡、水位漲落等因素會導致明顯的沖刷現象，易對公路產生影響。因此，在路線設計的過程中需要加強對水文條件的勘測，充分掌握當地的水文條件，避免將線路落在沖刷嚴重的區域，同時還要在公路沿線設置防水毀措施，確保公路投入使用后不會受到溪水影響。路線規劃區全面綜合相關因素，盡量減少對農民耕地的占用。作為農民收入的主要來源，耕地被占領將會對其生存環境產生直接影響，同時也會導致當地生態環境難以恢復。

3.5 連續上下坡設計問題

山區農村公路高差大，為降低高差一般情況下會在縱斷面設計過程中選用最大坡度、最大坡長結合的方式進行優化組合，達到以最小工程規模實現最大爬坡高度的目的。故此，在線路設計的過程中可以根據實際需求進行項目可行性分析，充分借助地形布線克服高差，要避免對極限坡長和坡度組合的頻繁使用，只有當條件極為復雜確實沒有其他方案可替代的情況下，方可結合公路用途、行車車速、性能指標等對坡長、坡度值加以優化，提高設計合理性，詳見圖1和圖2所示。

圖2 載重車速度折減與坡長曲線圖

山區公路兩個大縱坡之間應當穿插合理長度的緩和坡段以確保行車安全，為上坡車輛提供爬坡的行駛速度，并通過緩和坡段降低下坡車輛的制動頻率，通過緩坡設置實現縱向排水，提高公路使用壽命。一般情況下，坡長應滿足上坡載重車輛正常行駛的最小加速長度為宜。地形條件合理的連續上下坡路段，可以在行車方向右側設置避險通道或爬坡車道提高行車安全性[10]。

4 工程實例分析

4.1 工程概況

該文對某小交通量山區農村公路施工進行了案例分析。該項目結構簡單、無明顯分層，路基寬度為3.5 m，滿足單向通行條件。該項目部分溝壑路段被水沖刷嚴重，項目沿線缺乏有效的排水措施。

4.2 采用技術標準

根據實際情況結合我國道路建設施工規范，該項目為四（Ⅱ類）級公路標準，限定時速為15 km/h，選用瀝青混凝土和水泥混凝土作為路面結構，路面寬度為3.5 m，路基寬度為4.5 m。

（1）超高設計：該項目設計最高時速為15 km/h，積雪冰凍區為超高值，采用線性過渡的方式加以緩和。路基中心為旋轉軸，漸變頻率為1/100，并確定最大超高橫坡值為4%。

（2）加寬設計：項目路段內半徑小于250 m的平曲線進行加寬設計。加寬值符合四（Ⅱ類）設計和建設標準，加寬過渡段均位于緩和曲線范圍內。

4.3 路線方案

該項目路線以原有線路為基礎進行建設。該線路整體為南北走向且線形單一，整體長度為36.8 km，可分為沿溪線、越嶺線和山腰線三個階段。A路段為沿溪線，坡度較小且線性變化不明顯，平均縱坡值為5.1%。B路段為越嶺線，沿線地質條件復雜，視野多遮擋，平均縱坡值為6.3%。C路段為山腰線，區域平緩且視野開闊，平面線形布局，平均縱坡約為0.4%。

5 結語

綜上所述，小交通量山區農村公路線形設計，需以地質勘測結果為基礎，通過設計人員對施工區域地質狀況的分析，結合工程需求進行設計方案的優化與調整，從而滿足公路路線基本功能，并提升項目綜合效益。該文相關分析，為設計人員深入了解山區公路工程項目特點和路線設計注意事項提供了參考，并為路線平縱設計指標、線形元素的確定，指明了方向。