公路路线选择和优化的方法及依据

田洪军 田丛学

公路路线选择和优化的方法及依据

田洪军 田丛学

Point

选线是公路路线设计的重要内容，关系到路线的质量和工程造价，也关系到公路投入使用后的安全性、可靠性、适用性和公路寿命长短。公路选线工作技术性强，受影响的因素较多，因此选线工作十分复杂，必须按照相应的方法和原则进行，同时要做好线路的优化，以保证公路建设的整体质量。

近年来，随着我国道路交通事业的蓬勃发展，尤其是中西部以及山区地区高速公路建设的发展，给公路施工单位提出了许多新的要求，具体包括公路的设计、施工、管理和养护等方面，其中道路选线设计是决定公路建设合理性的重要因素。公路选线受地形、地质以及道路自身设计要求的影响，选线过程十分复杂，其合理性将直接决定后期施工的难度和造价，所以必须做好公路线路的优化工作。

1.路线选择的特点、原则

1.1 山区公路路线选择特点

相较于平原地区的公路路线选择，山区公路选线有以下特点：

（1）复杂性。由于山区独特的地形、错综的山体构造、复杂多变的气候变化，以及剧烈切割形成的自然相对高差环境，导致山区公路建设必须要横跨各种地形、地层和气候环境，公路选线会随着地形和路段的变化而发生相应的变化。

（2）特殊性。山区地形复杂，路线选择时为了克服高程障碍需要翻山越岭，道路沿线多以山脊线、河流等为主。

（3）反复性。由于山区地形的复杂性和特殊性，工程设计人员在道路选线时难免认识不全面，随着工程施工阶段的不断深入，需要及时调整，重新对线路进行修改。

1.2 影响路线选择的因素

影响路线选择的因素多种多样，且各因素间联系并相互作用。路线选取应在满足道路设计要求和任务的基础上，考虑技术设计指标、投资、工期、自然条件等综合因素的影响，经过分析选择合理优化过的路线。根据以上对山区地区公路路线设计特点的分析，路线方案的选择受多种因素的影响，选择时主要可以从以下几方面考虑：

（1）公路沿线的自然因素。公路路线的走向受沿线地质、气象、水文、地形等因素的影响，直接决定了项目施工的质量和难度。

（2）路线在国家建设中的政治、经济和国防意义，道路的性质和任务。

（3）路线沿线有关的水利农田用地情况，与城镇、工矿等规划的关系，与其他公路的关系或在水路、航空、铁路等交通系统中的作用。

（4）道路运行时的车辆安全因素影响。安全因素是高速公路设计中的重要内容，对于容易发生安全隐患的路段，如滑坡、陡崖、弯道地形等，应在设计时着重加强安全防护。

（5）道路设计施工条件和技术指标的影响。线路走向的选择一定程度上受道路设计技术指标的影响。地形复杂的山区选线，受道路施工技术水平和工期等因素的影响较大，甚至是重要因素。

（6）其他因素如沿线文物古迹、景点、风景区等的影响。公路选线不当，会破坏地貌、休息场所、风景名胜、文化古迹和自然保护区等。

2.公路路线的优化

公路选线之前，必须做好资料搜集工作，如沿线的地质气象、地形图、统计数据、规划、计划等资料，充分利用GPS、航测、遥感以及数字技术等新技术对线路进行勘察、调查，以保证勘察的质量、深度和广度，避免出现信息遗漏等现象。公路选线要按照规定的步骤进行，主要有以下几个方面。

（1）全面布局

在确定路线的总方向（包括路线的起点、途经城镇和终点）后，采用1∶1万～1∶5万的小比例尺地形图对线路总体布局进行规划，确定线路勘测的带状范围，以便资料收集和勘踏。通过分析并结合实际大致确定沿线必经的控制点数目和位置，为线路路段划分做准备。

（2）逐段细化

在线路总体布局的前提下，对线路进行逐段划分，划分时以主要控制点为基准，再根据各标段内具体的地形情况进行控制点细化，初步明确路线的具体方案。逐段细化对于后期路线的落实和具体定线工作有重要的指导意义，做好线路划分和细化工作，可以减少施工时的返工和不必要的改线。

（3）线路定线

在初步确定各段具体路线方案的基础上，就可以进行具体的线路定线。线路定线时要结合当地具体的地形情况，确定合理的定线方法。常用的定线方法有现场直接插点定线，首先插入设计好的控制点，通过延伸过这些点位的直线段，确定路线的转角点，即相邻直线段延伸的交点。然后确定线路的曲线半径，定线工作到此大致结束。定线的关键是熟悉掌握当地的地形，定线时要考虑前后线路平面、纵向、横向的衔接关系，选择恰当的技术指标，确保线路连贯。

3.路线优化依据

路线优化能够在保证整条线路施工质量的基础上，降低施工难度和成本，提高施工效益。路线方案比较是进行路线优化的重要依据，是路线设计的关键。具体来说，路线优化的依据可从以下两方面入手。

3.1 原则性依据

一般来说原则性比较多注重方案的质量，是整体性评价，没有考虑线路施工的具体经济和技术指标，其主要因素有：①道路的性质、任务和政治经济意义；②道路沿线的自然因素；③沿线占地用地情况；④工程技术标准和成本；⑤沿线受文物古迹、景点、风景区等的影响等。

3.2 具体方案比较

在原则性依据的基础上，对各种方案的技术、经济指标等进行详细的计算比较，该方法多应用于小区域或逐段线路的方案比较中。其比较的标准重要有经济指标和技术指标两方面，具体介绍如下：

3.2.1 经济指标

经济指标的比较主要有：①施工时所用的材料数量；②土石方工程数量；③施工机械设备、人员数量；④桥涵隧工程数量；⑤管线设施及拆迁建筑物的数量；⑥征地的数量和费用；⑦挡土墙工程数量；⑧工程总造价；⑨投资成本—效益比；⑩投资回收期。

3.2.2 技术指标

（1）路线长度及延长系数是决定路线优劣的重要技术指标。实际路线长度与设计方案中起终点的直线距离，即为路线延长系数。路线的实际长度较难把握，可通过方案设计中控制点间的直线距离和进行估算，此时求得的系数为路线技术延长系数。路线技术延长系数的大小与当地的实际地形情况有关，通常取值在1.05～1.2之间。

（2）转角数：包括路线每公里转角数和整条路线总的转角数。

（3）最小曲线半径数：包括①与现有铁路和公路的交叉数目（立体交叉和平面交叉）；②回头曲线数；③线路中车速受限制的总长度（包括陡坡路段、道路交叉点、小半径转弯处和居住区等）。

结束语

公路路线选择和优化在公路工程中占重要地位，其合理性将直接决定后期施工的难度和造价，只有综合考虑影响道路选线的各种因素，对各种线路方案进行优化比较，才能确保线路的质量，提高施工的效益。

（作者单位：长春建业集团有限公司）