公路的路线选择和优化的方法及依据

胡兵

摘要：近年来，我国公路建设行业也得到了极大的发展。路线选择与设计作为公路建设的主要内容之一，其选择是否合理、设计是否有效都将影响到工程建设的整体质量。文章主要就公路的路线选择和优化的方法及依据展开了相关的分析，以供广大同仁研究探讨。

关键词：公路路线选择;优化方法;依据

选线是公路线性设计的重要环节，选线的质量直接关系到整条公路的质量、工程造价及公路今后使用的适用性、安全性、可靠性和寿命。另外，在两点之间，可能的线路很多，地面因素又复杂多变，加之线路本身平、纵、横三方面的相互影响和制约及线路位置对公路构造物和其他公路设施影响等因素，使得选线工作变得十分复杂，因此，选线是一项具有很强的技术性、综合性和政策性的工作。

一、公路路线选择的原则依据

公路工程规划设计过程中，路线选择是否合理极为重要，要求必须在公路起始点与终点间选择公路路线，该路线应具备合理性、可靠性与经济性。同时还需对公路工程施工现场的周围环境进行充分考虑，降低对自然环境的影响。在公路路线设计中，需对路线可能出现的影响因素进行分析，对各个细节全面掌握，才能实现路线选择最优化。为此必须遵循以下原则依据：

（一）针对公路路线设计的各个环节，应做好调查研究作业，按照面―带―线的顺序，实施全面调查，并利用不同路线方案的分析对比，进行最优线路的合理选择。首先应对设计施工安全性加以重视，这也是保证公路运行安全的主要因素;其次必須对平、纵、横等各项路线设计技术指标间的配置关系进行协调，确保各个线形配置的合理性与连续性;最后对施工造价、施工工期与施工作业难度等进行综合考虑，以此保证施工进度。

（二）周围环境影响因素为公路线路选择必须考虑的问题，要求线路设计必须要降低对公路工程沿线经济发展的影响，降低占用耕地、林地，减少土地资源浪费;还要对不可移动文物加以避让，降低对人文风景、古迹的影响及损坏，达到人与自然和谐发展，提升工程建设的社会效益。

（三）公路施工设计中，避免不了对当地环境造成严重影响，如污染、破坏等，为此需对环境保护加以重视，要求必须严格遵循“保护优先、以防为主、以治为辅、综合治理”的原则，如山区公路工程路线选择时，需对地形地貌、地表植被等加以重视，避免水土流失，降低对环境的影响。

（四）公路路线设计应与整体设计目标相符，以道路功能为主分析，路线选择时，不仅要对公路和其相应路网、交通节点之间关联性进行分析，还需做好路线、各个交叉口、构造物间的设计工作。

二、公路路线方案选择的步骤

公路路线方案选择作为公路勘探设计中的一个重要环节，在全局工作中起着关键性的作用。其步骤分为公路走廊带（通道）选择、路段方案比较以及局部路线线位优化论证三个阶段。作为公路选择的第一阶段，公路走廊带（通道）选择分为走廊带选择与工程建设规模研究;第二阶段的路段方案比较作为三个阶段中至关重要的一个阶段，比选深度深、工作量大，项目工程可行性研究、初步设计以及技术设计主要在这一阶段实现。作为公路路线方案选择的最后一步，局部路线线位优化主要开展项目初步设计与施工图优化设计工作。

三、公路路线选择方法

目前公路路线选择方法主要有生态选线和安全选线两种方法。

（一）生态选线

生态选线又被视作环境协调性研究，是一个将公路建设对生态环境造成的影响降至最低的选线方法。生态选线主要包括三部分内容：确定研究范围、基于空间关系的环境敏感性调查与分析以及可行方案的比选。

1、确定研究范围主要是指确定公路生态系统的边界。

2、基于空间关系的环境敏感性调查与分析，主要是通过分析、评价环境保护的空间来选出影响环境小的路线走廊及环境敏感性高的区域。调查的内容包括所有与环境有关的问题，具体是指公路建设对野生动植物的影响、对水环境的影响、对水土流失的影响以及对人类日常生产活动的影响。

3、可行性方案比较，这一步主要是通过CAD制图软件构建可行路线方案，并结合实际调查结果在环境协调性方面进行比较，最终确定可行的最优路线方案。当然在这个过程中也要考虑到公路的安全、美观、经济等因素。

（二）安全选线

安全选线主要包括安全检查的指标、安全标准以及安全选择程序三部分内容。

1、安全检查的指标

安全检查主要包括5个指标：曲线变率（英文简称CCRs）、设计速度（VD）、运行速度（V85）、直线的独立性分析、相邻曲线半径关系。

2、安全标准

我们可以从三个方面开展安全设计分析，这里我们用三个定义来表示，设计速度VD与实际运行速度V85的一致性用安全标准I表示，相邻路段运行速度的一致性用安全标准II表示，路段横向力系数提供值与其需求值之间的一致性用安全标准III表示。

安全标准I主要针对路线设计一致性的检查，这里的检查对象为单个线段，就某一路段来说，设计速度VD与实际运行速度V85应相差较小，并保持一个相对平衡的状态，只有这样设计的一致性才能得到有效保证，当出现|V85-VD|>20 km/h时，设计速度与实际运行速度相差较大，极易导致交通事故的发生，这时视为不良设计，相关工作组应重新修改设计方案;安全标准II主要针对的是相邻路段一致性的检查，检查对象是指包括相邻曲线之间、曲线和直线之间在内的相邻线形要素运行速度差是否满足安全要求，当出现|V85i-V85i+1|>20 km/h时，平面几何设计不一致明显，运行速度图存在突变，极易导致交通事故频繁发生，这时视为不良设计，相关工作组应重新修改设计方案

3、安全选择程序

在安全检查指标和相关标准的基础上，安全选线的具体程序如下：

（1）根据公路功能、公路等级、地形以及设计交通量确定设计速度VD。

（2）依据设计速度VD，按照技术标准，确定平曲线最小半径、竖曲线最小半径、缓和曲线最小长度、横向力系数提供值以及坡度等技术指标，而后借助公路路线CAD软件进行路线平、纵、横设计，初步确定平纵面线形（注意在设计过程中需考虑与周围环境的协调性）。

（3）计算单曲线的CCRs值。

（4）计算单个线元的V85值，检查单个线元的V85与VD的一致性

（5）检查相邻单曲线之间的运行速度一致性，包括曲线与直线之间的一致性。

（6）检查路段横向力系数提供值与横向力系数需求值之间的一致性。

（7）利用三个安全标准，检查路线的安全性。如果路线设计的安全性达不到安全设计标准，必须重新进行线形设计，直到满足安全设计要求。

（8）按照每一路段的V85，计算相应的停车视距、超车视距、最大超高值、最小超高值。

（9）建立公路三维模型，进一步进行三维透视检查。

四、结语：

总之，公路路线方案选择直接或间接地与道路的建设者、使用者以及周边环境等各方产生联系，因此我们在进行方案选择时要综合考虑到各方因素，并处理好各方间的关系。只有这样才能提高公路路线设计的合理性。

参考文献：

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[2]杨飞，鲍帛.公路路线的设计中常见问题探析[J].城市建设理论研究，2016（03）.

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