山区高速公路路线设计过程中常见问题解析

2017-03-12孔庆峰

中国高新技术企业 2017年12期

关键词：纵坡路线山区

孔庆峰

（江苏纬信工程咨询有限公司，江苏南京 210014）

山区高速公路路线设计过程中常见问题解析

孔庆峰

（江苏纬信工程咨询有限公司，江苏南京 210014）

随着社会经济发展水平的提升，我国高速公路的建设也越来越完善，山区高速公路的建设中路线的设计质量直接影响到整个工程的质量，因此必须做好高速公路路线设计工作。文章针对山区高速公路路线设计过程中的常见问题进行了分析。

山区；高速公路；路线设计；设计质量；工程质量

由于山区的地形、地质条件较为复杂，高速公路施工中的技术难度也比较大。为了降低施工过程中出现的各种问题，必须确保线路设计方案的科学性和可行性。从目前的现状看，我国大部分山区高速公路的线路设计选择都存在一些问题，需要我们在实践中不断改进。

1 山区高速公路路线设计的相关标准

山区高速公路工程的建设具有一定的复杂性，在施工过程中容易出现问题的几率也比较高。目前，我国大多数山区高速公路的整体施工质量都不高，究其原因，主要在于线路设计不科学，未全面执行山区高速公路线路设计所有相关的标准和规范。因此有必要进一步提高公路线路设计的重视度，并要求设计人员全面掌握山区高速公路路线设计的标准规范。我国山区高速公路路线设计标准要求有以下四点：第一，高速公路分段处需采用不同设计车速时，应选择分离式隧道等路基的分合流段，可将视觉感比较明显的特大桥等作为不同车速设计的分界点，这样就能达到自然过渡的效果，在实际设计的过程中，应防止不同车速在过渡段前后出现纵面或平面指标的突变；第二，若是线路较长的高速公路需经过山岭重丘路段时，则应当考虑到这段特殊线路的高速公路线形指标，坚持最大限度降低工程造价以及环境破坏的原则，同时应将不同设计标准的衔接段平面和纵面指标顺利过渡作为重点考虑因素；第三，当两条高速公路的交通量相同，而且地形条件也比较相似时，不能直接选择相同的线路设计标准，应根据交通量的车型组成以及公路所处的具体环境等实际情况进行选择与之相适应的路线设计标准；第四，若遇到远景交通量与本级公路下限非常接近的情况，应按照地形特点确定公路的平面和纵面线形指标，而不能直接采用本级公路的高限，否则会导致高速公路工程建设投资成本的增加以及造成环境破坏程度的加剧。

2 山区高速公路路线设计常见问题及解决对策

2.1 山区高速公路纵面设计的问题及解决对策

2.1.1 关于爬坡车道的设计。山区高速公路的纵面线形设计与其越岭标高具有十分密切的联系，当遇到地形条件限制的情况时，平面上往往不能利用有利地形来避免高差的出现，如果采用高架桥结合长大隧道的方案来解决越岭问题，必将造成工程造价的大幅提升，因此这种方案并不具备可行性，可以考虑采用越岭线的方式，如果越岭线是连续的长大纵坡，设计者在设计的时候应采用最大纵坡，当坡长比限制坡长高出很多，且地形上具备设置爬坡车道的条件时，可考虑设置爬坡车道。但是，通常在山区高速公路修建中，对环境保护方面的要求都比较高，爬坡车道的设置一方面需要增大开挖面，很容易对环境产生不良影响；另一方面，车道建设的要求比较高，造价也非常昂贵，所以在选择设置爬坡车道的方案时，一定要综合考虑各方面的因素，慎重选择设计方案。根据相关的规范可知，当最大纵坡符合标准要求时，普通车辆能顺利爬坡；设置爬坡车道主要是为了分流重载车辆，确保小汽车等主流车辆的顺畅行驶，提高道路服务水平；可以降低同一行驶方向上车辆追尾交通事故的发生几率。此外，将重载车辆分流出来以后，还能降低因坡长限制而给主车道造成的影响。

2.1.2 关于坡长限制。我国出台有关山区高速公路建设的相关文件中，对各级坡长做出了明确的说明，在山区高速公路的纵面设计时，为了适应相关规范中对坡长做出的规定，一般采用纵坡设置为台阶坡的方式。但是选择设置台阶坡的方法并不是很科学，因为台阶坡的设置会造成变坡点数量增多，驾驶员在驾车行驶的时候需要不断换挡，而且台阶坡经常出现与地形不相符合的情况，这就会导致平纵面组合不科学，进而增加工程量。对于交通量较大的混合交通来说，由于车辆的性能差别比较大，可采用设置台阶坡的方法来解决坡长限制的问题，但是高速公路由于车辆的性能都比较高，基本上是分道行驶，当交通量与本级公路的下限比较接近的时候，重载车辆在走上坡路时一般不会对其后面的车辆产生影响，因此只需满足最大纵坡的对应坡长限制即可，所以建议交通量不是很大的山区高速公路，在一些特殊地形路段可根据实际情况适当放宽纵坡坡长限制。

2.1.3 平竖曲线数量比和一一对应关系。在高速公路路线的设计中，一般要求平竖曲线能够实现一一对应，然而在现实中很难达到这种理想状态。线路设计从本质上讲是为了让所有车辆安全、平稳地行驶，同时也要求线路设计必须与当地的环境、地形地质特点等相适应，所以在实际设计的时候达到上述各项目标即可，没必要刻意要求平纵面的一一对应关系。比较理想的线形状态是在全景透视的条件下，能看到线路呈现出较好的流畅性及连续性，当R处于1000～2000m之间时，通过采取必要的技术策略或设置较小的平面曲线长度，能有效实现一一对应的理想形式。当R大于2000m时，由于平面曲线长度增长，因此很难实现这样理想状态，若要在山区高速公路路线设计中达到平竖线一一对应的状态，可考虑采用分离式断面，这种断面有较强的灵活性，即在符合平面和纵面要求的条件下，只需将平纵指标调到比标准值超出一些即可，如果线路的平面指标要求比较高，则必须采用整体式断面。

2.1.4 关于设置竖曲线的半径。

第一，凹曲线半径的设置。在高速公路路线设计中，凹曲线半径往往比凸曲线半径更容易满足规范要求，但在实际设计的过程中，一些设计人员为了实现凹曲线和凸曲线的均衡，往往会把凹曲线的半径适当扩大，这就大大增加了工程量，浪费了不必要的人力和物力，同时也可能因排水不畅给车辆行驶造成安全的隐患，由于山区公路的纵坡数量较多，大都采用集中排水的方式，部分路段若设置了半径较大的凹曲线，则在遇到强降雨的时候，很可能造成排水不畅的问题，所以在选择加大凹曲线半径时必须综合考虑当地的水文气候条件和交通流量情况；第二，凸曲线半径的设置。当山区高速公路需要穿越山岭重丘区域的时候，由于受到地形等诸多因素的限制，为了不增加工程量，常采用连续大纵坡小半径竖曲线和平纵连续小半径短平曲线相结合的方式，但是这种组合方式具有一定的缺陷，当司机在判断前方道路的延伸方向时，由于平纵指标不是很高，很容易被植被遮挡视线，进而给司机的观察造成困难，给行车安全造成严重的威胁。

2.2 山区高速公路平面设计的问题及解决对策

2.2.1 横向视距。在行车过程中，司机的纵向视距很容易受到诸多因素的影响，其中侧向障碍物的入侵是比较典型的影响因素。为了避免该问题，在线路设计规范中提出了确保横向净距的要求，在实际设计通常对深挖方段右侧的横向视距比较重视。由于山区高速公路左侧道路边缘地带的最小宽度只有0.5m，当中央分隔带防眩树挡住小汽车视线的时候，很可能造成小半径平曲线路段的纵向视距、横向净距不能符合停车视距的要求，因此最好在不增加工程量的条件下采用加长缓和曲线或采用较大平曲线半径的方法，进而满足停车视距的要求。

2.2.2 缓和曲线。缓和曲线在山区高速公路路线的设计中占据十分重要的地位，灵活性强的缓和曲线能顺利实现弯道的过渡，还能对司机的视线起到一定的引导作用。当遇到相邻圆曲线之间的夹直线长度不符合标准要求，缓和曲线的应用可以有效实现曲线的径相对接，进而更好地与地形吻合，避免受到地面障碍物的影响。

2.2.3 圆曲线半径。山区高速公路的设计首先需要考虑的因素就是特殊地段的平面线形，一般要求在确保工程量不增加且周边环境不被破坏的前提下，利用较高的平面线指标，并以该指标作为参照，来进行平曲线半径的选择以及前后路段的平面设计。针对同一路段中条件相对较好的路段来说，应对其平曲线半径进行适当限制，这样才能确保该路段平面线形指标的均衡性和连贯性，为车辆的正常、安全行驶提供强有力的保障。