山区公路选线方法分析

李武龙

【摘 要】本文通过查阅相关资料，结合山区公路的特点，对山区公路选线的技术设计中山区公路线形设计、山区公路选线的相关技术进行了分析，并提出了合理选择路线技术指标、合理设置挡土墙等山区公路选线的注意事项，以保证西北山区公路选线的合理性，在一定程度上能够避免其他因素的干扰，促进山区公路的建设与发展。

【关键词】山区公路;选线

中图分类号： U412.32文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）17-0188-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.089

Analysis of Highway Route Selection Methods in Northwest Mountainous Areas

LI Wu-long

（Lanzhou Lude Survey and Design Co.， Ltd.， Lanzhou Gansu 730000， China）

【Abstract】Based on the relevant data and the characteristics of mountainous roads， this paper analyzes the technical design of mountain roads in mountainous areas and the related technologies of mountain roads in mountainous roads， and proposes reasonable selection of route technical indicators and reasonable settings. Precautions for the selection of mountain roads such as retaining walls to ensure the rationality of highway selection in the mountainous areas of Northwest China， to a certain extent， to avoid interference from other factors and promote the construction and development of mountain roads.

【Key words】Northwest mountain road; Line selection

1 山区公路的特点

1.1 山区公路具有地域性差异

山区的外部环境构成复杂，受气候、地质水文条件等多方因素影响，易形成地域性差异。我国幅员广阔，呈现出不同的气候条件和地理地貌。我国的气候条件，按照经纬度的不同具有差异，山区受地势影响会进一步形成小范围的气候特点。高海拔地区，山体迎风面授冷空气影响，多有积雪、结冰的情况。山区降雨量的不同对山体岩体、土体的稳定程度有影响，降雨量大的山区易出现山体滑坡、泥石流等自然灾害。这些均对公路的选线造成影响。盘山公路，会根据山体的走势、海拔的变化，产生急弯、陡坡、转折的情况，且公路的施工长度较平原地区大幅增长。

1.2 山区公路的施工难度大

山区公路的施工难度大，除了盘山修路外，不可避免的要挖掘穿山隧道、建设跨流桥梁来连接各段的公路。山体的凿挖难度受岩体的强度影响，岩体强度越大，凿挖难度越大。山区的河流湍急，具有较强的冲击力，一般须采用斜拉桥、高桥等设计来满足桥梁的稳定性。另外，部分地区大型的作业机器很难进入，安全防护措施很难实施，造成该地区的公路施工难度明显增大。

2 山区公路选线的技术设计与方法

2.1 山区公路线形设计

山区公路的线形设计包括平面线形设计与纵面线形设计、横断面线形设计三方面。在平面线形设计中，要将山区公路的路线选择与山体的地形地貌相统一。传统的山区公路路线选择是先定路线，后评估，这就造成了选线需要进行大量的后期修改和调整，增加了设计定线的难度和后期地质处理的难度。因此要将地质评估放在前面，对待建地区结合卫星技术、航拍技术等进行有条件的实地勘察，尽可能地收集多样准确的地质资料，设计人员进行路线方案设计和比较，并确定备选方案。对备选方案地区的潜在地质灾害进行分析和预防，考虑预防措施的可行性和投用难度，最终确定公路路线。

对路面的负载程度要求高，适当地运用极限坡长及坡比，并进行多次的试坡，来确定公路的几何轮廓和限界。对有条件的路段设置避险车道或者爬坡车道。避险车道的地理位置选择要遵循三点要求：第一，要选择在视线开阔的往来密集区，并设有明显的警示标牌;第二，设置在公路的直线结构或者曲线半径较小的结构内，方便司机驾驶和控制。第三，避险车道的宽度不小于8米，可以容纳至少两辆车。另外要增加避险车道的阻力，采用阻力值较大的碎砾石、逗砾石进行铺设，防止车辆滑坡。山区公路的横面坡度大，边坡十分陡峭，具有山上不易挖，山下不易填的两难特点，措施不当极易造成环境破坏，影响施工质量，因此在山区公路的横断面线形设计中要对断面的形式、填挖高度等根据实际施工需要进行选择。对于自然横坡较陡时，应选择分离式路基水平布置;反之，则采用整体式路基断面。山体的边坡具有不稳定因素，因此要注意公路填挖时的路基中心高度及边坡高度控制。

2.2 山区公路选线的相关技术

随着科学技术的发展，越来越多的信息技术手段被应用到公路的选线建造中，其中GIS技术在山区公路的前期地质情况勘探及路线方案设计调整中起重要作用。

为了实现施工地区及施工周围崎岖地质变化自然过程的模拟演示，辅助设计人员需要进行正确的决策，选择最优的山区公路路线。除了GIS技术外，包括纬地系统、CAD系统以及路线大师系统等均作为山区公路路线设计的计算机辅助系统被应用到实际的工程，其功能包括公路的线形设计，工程表绘制、土石方的自动该调配等，从而实现多个虚交处理。除了信息技术手段，数学方法中的遗传算法对公路路线选择优化具有实用价值，可以得到多目标决策矩陣，形成量化模型，从中选择最优的路线方案。实际案例的决策矩阵包含的指标如表1所示。

3 山区公路选线的注意事项

山区选线应达到线型顺适、平纵横指标均衡，根据实际地形进行线形布设，既不能片面追求高标准，不顾工程量的大幅增加，也避免采用极限指标，在地形较平缓、工程量增加不大的情况下，可适当提高线形标准，对于桥隧等重要构造物，可适当提高一个等级，后期改扩建时，可降低改造技术难度。

3.1 平面设计

公路中线的位置一般设在路基半填半挖为易，但实际设计中，不容易控制，所以必须对路线平纵横进行考虑。直线作为平面线型的要素之一，在山区地形难于与地形相协调，直线过长，易产生高填深挖路基，地线过短又受技术指标的控制，尤其是同向曲线一般难以满足要求，则宜出现"断背曲线"，驾驶员在驾驶过程中产生反弯的感觉，破坏线形的连续性，一般采用复曲线来代替曲线间的短直线。因此，曲线间的直线长度以2倍的行车速度作为极限值控制。曲线在山岭区随着线形流畅性的要求，所占比例一般可达60%以上。传统的交点法以直线控制交点，设曲线后，线形基本与控制点偏离较大，尤其是卵形曲线的出现，交点法在山区地形中只能作为控制路线走向。曲线法（积木法）作为山岭区选线的方法之一，很好地解决了交点法的不足，随着路线软件中平面智能布線模块的开发，曲线法就像一条可伸缩的绳子一样，通过鼠标对图形的拖动即完成任意复杂线形的布设，简单实用。

3.2 纵断面设计

山区纵坡是最为重要的指标，展线布局必须从纵坡的安排开始，不仅要考虑当前公路等级，也要考虑长远发展。现有不少旧路因纵坡大，项目改造时，技术指标很难满足规范，只能重新选择新线，有些公路虽然纵坡达到技术指标，但因过多地采用了极限值，对行车安全带来很大隐患。因此，纵坡应尽量平缓，试坡展线时，应以5%左右的平均纵坡控制标高，弯道多、半径小的地段可按4.5%控制，为纵坡调整留有余地。纵断面设计时，尽量填挖平衡，移挖作填，减少弃方，陡而长的纵坡中要利用地形插设缓和坡段。

3.3 平纵面的配合

平纵面保持平纵技术指标的均衡性，如果平面采用高标准的线形而纵坡线形反复起伏，则看上去线形不美观。长陡坡尽头应避免设小曲线半径，平竖曲线的位置应采用平包竖的形式，避免一个平曲线包含两个及以上竖曲线。

4 合理设置挡土墙

选线时往往容易忽略横向坡度估测，造成在陡坡路段形成细长土条的填土边坡，施工时不易填筑，就必须通过设置挡土墙来增加边坡的稳定性，内业设计过程中造成挡土墙墙身过高、设置段落较多，工程造价增加等问题。所以在设计中，如原地面横坡较陡，土方填不住，应先考虑下挖多少可以填筑，如纵坡不能调整时，还可考虑移动中线位置，但免不了产生大量弃方。因此，如何减少挡土墙，减少弃方，应对平纵横综合考虑。

5 结束语

山区公路的选线具有地理区域特征，并需要根据自然环境因素、施工技术指标、社会效益等多个方面进行考量，运用先进的信息技术辅助进行科学的决策和方案的优化，达到提升公路建造质量、优化交通发展，促进人与环境和谐共处的目标。

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