山区公路平纵线形组合设计要点分析

何伊娜

(广西百色市西林县交通运输局，广西 百色 533599)

0 引言

我国交通运输业发展越来越迅速，相应的交通基础配套设施建设步伐也应该逐步跟进。为进一步推动我国公路建设，拓展和完善我国城乡公路网络，需要加强对山区公路建设的投入。由于山区地形地质条件复杂，设计施工难度较大，需要对其周边地形环境进行分析，充分发挥公路线形结构骨架作用，实现山区公路平纵关系协调，尽可能避免公路修建对沿线生态的破坏，保证公路质量，最大限度地减少交通事故率，保障交通出行安全。

1 山区公路线形组合选线原则

1.1 山区沿河(溪)线路的选线原则

山区公路沿河或沿溪的情况比较普遍，这就需要在设计过程中充分考虑河岸、线位高低和跨河换岸地点之间的关系，借助合理地形的选择和开辟，避免不良地段对施工造成的诸如泥石流、滑坡、崩塌、冻土等不良地质影响，减少施工阻力，同时最大限度降低日后运营过程中的安全隐患，并确保工程质量。例如，在进行跨河换岸设计时，通常优选都是横坡较为平缓的河岸，但同时也应考虑实际地质条件，要使得岩层背向于设计路线，以此来避免开挖到滑坡，而不能仅仅根据横坡陡缓情况来决定跨河换岸的选择地点。

1.2 山岭区选线原则

山岭区域从山坡脚到山垭口相对高度差较大且直线距离较短，对于这种地形的线形设计，要结合自身地形特点，特别是突出的山梁螺旋展线升降坡应被充分利用，并且同时合理利用桥梁、隧道等构造物的修建来施工。

1.3 越岭线垭口选线原则

在对越岭路线区域进行选线设计时，关键是处理好垭口、过岭标高以及垭口两侧路线展线之间的关系。这其中垭口的选择又是重中之重，要充分结合水文地质条件来综合评定。垭口的选择主要从三个方面来考虑：(1)垭口和路线总走向尽最大可能保持相一致，且其标高和两侧利于展线；(2)当垭口处在路线总走向位置上，但其与山脚间的高差大且距离短时，应当选择虽离路线总走向稍远但展线条件好的垭口；(3)当垭口相对高差较大时，可以综合考虑到其两侧有较开阔的山坡和山谷来展线，因而可借助隧道来降低标高。由此可见，越岭线垭口的选线不能只考虑单一因素，要确保公路运输里程尽可能短，确保山区公路经济效益最大化。

2 山区公路平纵线形组合设计中需要考虑的因素

2.1 地质条件影响

相较于平原地区，山区地质气候条件差异较大且更为复杂，容易受到自然地质灾害如泥石流、滑坡、地表塌陷等影响。此外，山区气候的无常性和突发性而引发的严重暴雨、洪涝等地质灾害也对山区公路线形设计提出了严峻考验。山区地势起伏较大，坡面陡峭，在一定程度上给线路的铺设增加了施工难度。

2.2 生态环境的影响

通常山区植被茂密，生物形态多样，在进行山区公路开挖修建的过程中就要将生态环境保护纳入考量，这就相应增加了山区公路修建的难度。因此，在其线路选择时，要保证路线设计和生态环境的协调统一。

2.3 稀缺资源的影响

由于山区地形的限制，可利用的地形通道较少，这就导致线路的走向设计必须满足更高的要求，所以需要实现对有限资源条件的最大化利用，并充分发挥山区公路的实效性，在基于保护山区资源的情况下，实现山区公路社会效益、经济效益和环境效益这三者的辩证统一。

2.4 技术参数的影响

在对山区公路进行线形设计的过程中，要综合考虑线路等级和技术参数因素。遵循山区的地形位置条件因素，加强公路容错率，在有限的宽度条件下，满足车辆出行需求；在确保路基结构稳定的前提下，最大限度提升交通负荷量。

3 山区公路平纵线形组合设计应用

3.1 工程案例概况

本文以某山区公路路段为例。该山区位于山岭重丘区，地形地质条件复杂，路段属于越岭路段，2 000 m以内为平曲线半径，500 m内为其最小半径，最大纵坡和最小纵坡分别为3.85%和2.4%，高差达到700 m，为保证该路段施工质量和行车安全，要将陡坡和缓坡交替分布且坡度范围控制在3%以内，并将坡长控制在800 m以上，从而确保整体线形结构不受影响。

3.2 平面线形设计应用

在山区公路的平面线形设计中，应主要考虑设计与地形及环境的相适应性，确保线性结构的连续性和均衡性，不与纵断面设计相冲突：(1)平面线形的设计首先要适应地形地质条件，和周边环境协调；(2)同向曲线之间的长度必须>6 V，且两相邻同向曲线之间的直线段要尽可能长，当出现以短线段相连接的情况时，要及时调整其中一个成为单曲线或者复曲线，避免出现断背曲线；(3)反向曲线之间的长度必须>2 V，当两反向曲线通过直线段相连接时，要将该直线段长度设置成不小于最小直线的长度，或者将曲线调整为s型曲线；(4)平面线形设计切忌连续急弯，要在曲线之间插入足够长的直线或回旋线来缓和；(5)通过灵活的缓和曲线的设置来满足山区公路段超高需要，保持曲线的径向对接和顺畅连续，缓和曲线的设计不能过长，一方面是减少工程量，避免过大投资，另一方面是保持设计的美观。

3.3 纵断面线形设计应用

在山区公路纵断面线形设计的过程中，应保持纵坡和竖曲线的整体连贯性，确保纵断面、横断面、公路平面之间的协调统一。因此，在设计时，需主要从六个方面入手：(1)要严格按照纵坡和竖曲线的设计标准参数来设计，合理规划高程控制点和构造物要点；(2)遵循纵断面地形结构，确保短距离内无起伏陡峭，保证纵断面的顺畅连续；(3)纵断面线形设计要统筹兼顾，切忌只顾头尾，忽视中间地段，避免出现中间凹陷；(4)在同向弯曲线之间设置较长直线坡度路段，避免急转坡度；(5)在设计连续上坡或下坡路段时，要结合运行速度的比对试验，对路段通行能力作出评估预测，确保路段通行安全；(6)在直线部分的凹形纵断面路段设计时要格外注意纵坡的缓和，通过插入平顺曲线的方式构建良好的立体线形，确保路段平缓安全。

3.4 平、纵面线形组合设计应用

在完成山区公路的平面线形设计和纵断面线形设计工作后，就要结合平、纵面线形的组合设计要求，来完成整个线形设计的后期工作：(1)要对平纵面线形的结构进行综合考量，使两者维度的平曲线和竖曲线在半径及长度上相互协调适应，通常情况下，保证竖曲线半径为平曲线半径的10～20倍，这样既能保证设计质量要求，又符合视觉美感；(2)平纵线形组合设计的合成坡度不可过大，必须要满足路面排水需求；(3)在平纵曲线设计过程中，要保证平曲线长度略大于竖曲线，并确保竖曲线包含在平曲线之内，以此来提升立体线形结构的引导作用；(4)尽可能保证一个平曲线内的断面线形的平滑顺畅，避免长直线、陡坡、半径小且长度短的竖曲线相结合；(5)反向平曲线拐点不可和凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部重合。

综上所述，本文所研究的山区公路路段因为具有较高纵面指标，结合车辆行驶动力学标准，应设置最大陡坡为3.85%，保持最大坡长在900 m以内，并在陡坡间设置缓坡长度和较小半径曲线组合。

4 结语

山区公路是我国交通公路网络组成中的重要部分，把握好山区公路线形设计要点对于建设和完善我国交通公路网络而言十分重要。本文结合具体工程案例，对山区公路线形组合设计中的原则和影响因素进行研究分析，将平面线形和纵断面线形设计指标应用到实际分析中去，合理选择最佳线形组合设计方案，在保证公路施工质量的基础上，构建综合山区公路立体线形结构，确保交通出行安全。