山区高速公路设计存在的问题及对策研究

张冬民

内容摘要 由于山区的地形、地质及气候条件等都十分复杂，在这种情况下，对于高速公路设计来说，路线设计就成为了影响工程造价的决定性因素。文章将从山区高速公路路线设计存在的问题进行分析，并提出相关的解决对策。

关键词 山区高速公路 设计技术

一、山区高速公路勘察设计的指导思想

山区公路勘察设计是高速公路建设过程中的一个重要环节，其设计指导思想也是随着高速公路建设指导方针的變化而不断变化的。从整体情况看，指导思想转变可以分为三个阶段。第一阶段是以安全和经济作为指导思想；第二阶段以快速、安全、经济为原则；第三阶段设计的指导思想侧重于安全、快速。第三阶段是进入山区的高速公路建设最为关键的一个时期，因此，需要较高的技术标准，如还采用平原区的设计思想，那么必将严重破坏区域的自然环境，诱发地质灾害。

进入山区的高速公路设计思想要从以下几方面入手：强调技术标准的严肃性，并合理掌握和运用技术指标；重视环境保护，坚持可持续发展；强调技术创新，以提高设计质量。

二、山区高速公路线形设计相关问题

（一）线形设计中存在的安全问题

1、直线

直线段过长，极易使驾驶员因景观单调而产生疲劳，一旦有突显的信息出现，就可能会因为措手不及而出现交通事故。此外，一些驾驶员在长直路段喜欢加速、开快车，致使车辆进入直线路段末段后的曲线部分速度仍较高，这样也可能导致倾覆或其它类型的交通重大事故。

2、平曲线

平曲线也可以称之为弯道，许多起交通事故的发生都与平曲线有着很大的关系。在圆曲线上，因为横向力的长期存在，对汽车的安全行驶会产生及其不利的影响。通过分析总结得出了这样的结论：连续曲线当半径协调时，事故率比不协调时低；大半径曲线比小半径曲线的事故率低。

3、线形组合

行车安全性与高速公路路线之间是存在着密不可分的关系的，组合的不协调必将诱发安全隐患。在直线路段的凹形纵断面上，如果出现线形变化，可以在凸形竖曲线与凹形竖曲线的顶部或底部插入急转弯的平曲线，在底部设置断背曲线。

（二）线形设计中存在的其他问题

1、在山区高速公路线形设计的各个阶段，并没有用先进的手段对公路线形设计方案做深入细致地研究，没经过对比分析就确定了设计的最佳方案。

2、公路选线与线形设计是密切相关的，山区高速公路的线形设计往往忽视了与选线工作的重要性。

3、山区高速公路线形设计忽视对工程地质、水文地质进行勘测，同时也忽视了环境保护，在施工前没有充分准备好具体相应的解决措施。

（三）山区高速公路设计的关键（结合着漳龙、邵三、龙长高速公路的路线设计实践研究）

1、合理安排纵坡越岭

山区高速公路往往需要在集镇附近设置互通，而这些集镇往往都是四周群山环绕，集镇间关山阻隔。可以以龙长高速公路龙门至涂坊段为例，段落内的龙门、古田、蛟洋、新泉、涂坊互通均处在高程较低的山谷之中，两互通间被分隔。因此，要克服高差是山区高速公路路线设计的要点，也是节省工程造价的关键。

2、对长距离连续下坡的路段，应在线形设计上采取相应的安全措施

山区高速公路的长陡纵坡是难以避免的，目前我国的超载现象仍是屡禁不止，如果只是从交通工程方面采取措施，作用不大，因此最根本的办法就应该从最基本的线形设计上采取有效措施。如：严禁在陡坡底设置小半径平曲线、孤立的平曲线，保持连续陡坡路段平纵面线形应均衡、顺适；注意长距离陡坡底的互通立交的选型；选择适当的位置设置供失控车辆驶出等。

三、山区高速公路设计问题所采取的对策

（一）根据地形灵活地布线，以便于拓展路基设计空间

针对山区高速公路地形差异较大的特点，我们可以拓展路基设计的空间、较准确地把握新技术，以合理的路基断面形式来验证线位的合理性、经济性。

1、陡坡路堤

当公路路基填方范围受到严格的限制时，或路基大量借方，而段落前后或为避免隧道、或为避免深挖路堑等因素而不允许压低设计标高时，可考虑采用加筋陡坡路堤，以达到路基稳定，减少路基借方的目的。

2、高路堤、填石路堤

首先，山区高速公路布线难以避免地会出现高填方路堤；其次，大量的路基开挖土石方及隧道洞渣又需要在高填路堤利用、消耗。因此对于一些山凹、窄口的山谷来说，必须采取稳定（包括沉降）及环保措施，在此基础上允许科学的、合理的、经济的高填方路堤、填石路堤的存在。

3、隧道形式、轴线及洞门位置的选择

山区高速公路为了克服地形障碍，可以综合里程、造价、环保等方面因素来选用隧道方式穿过山体。隧道形式、轴线及洞门位置的选择也就成为了线位布设时要重点考虑的一个因素，并直接影响着隧道的长短、工程造价、施工的难易程度等。

4、合理地选择隧道轴线及进出口位置

首先，傍山隧道的轴线应尽量向山内移，以避免因覆盖层过薄而导致洞身的偏压；其次，充分研究地形地貌及已经掌握的地质资料，并把隧道洞身置于稳定的地层中，尽量避免穿越断层、破碎带等不良地质；再次，洞口应尽量避免落在狭窄的山凹之中, 狭窄的山凹地质条件很差，残积层厚，也就增加了施工的难度。

（二）安全问题的解决对策

在平曲线上应保持期望车速的连续性，一旦出现了因经济和环境的原因导致的标准降低，就应通过清晰的标志、标线和其他设施提前告之驾驶员前方潜在的危险，并引导他们安全通过道路的危险位置；缓和曲线是从安全角度出发设计的一条驾驶员易于遵循的路线，能使车辆在进入或离开圆曲线时不致侵入邻近的车道。此外，在竖曲线设计中就尽量避免连续的短竖曲线及长而浅的凹型竖曲线，上面还要确保道路的横向排水系统，最终使行车安全得到保证。

（三）其他问题的有效措施

1、根据山区特征顺应地形设计，公路的线形设计要达到平面顺适，横面合理，降低路堤高度的作用，尽量保护山体平衡体系。

2、根据山区地质水文条件设计线形，设计时应尽可能多地收集有关地质水文方面的资料，因山区地形十分复杂，设计人员必须进行实地踏勘，较全面地掌握有关地质水文情况，使线形设计尽量避开不良地质地段，以减少地质灾害发生的机率。对于受地形、地质水文条件及技术标准限制，纵坡控制难度较大时产生的高填深挖路段，一定要进行多方案比较，不仅从经济上作路基高填深挖与桥隧方案的比较，还要从技术上分析方案的可行性，综合考虑环境因素，使工程经济、合理。当线形必须经过不良地质地段时，要在满足技术标准的前提下，尽量利用纵断面的变坡点控制填挖高度，使路基设计时较容易采取有效措施来防治地质灾害。

3、当高速公路穿山越岭跨江过河时，要充分的考虑到地质及水文条件的复杂性，线形设计必须要适应多变的环境，坚持以人为本，坚持安全第一，尊重自然，保护自然。

四、结束语

总之，在山区高速公路建设中，设计始终是工程的灵魂，那么线形设计也就成为了整个道路设计的基础。公路设计者要抓住主要矛盾，提高环境保护意识，不断创新，跟上时代发展的步伐，这样才能促进高速公路建设。

五、参考文献

【1】张雨化《道路勘察设计》，人民交通出版社。

【2】李丽《试论山区高速公路设计工作的开展及注意事项》，《长春理工大学学报》2005年09期。