浅谈山区公路路线设计要点

2021-04-30

四川水泥 2021年5期

（日照交通规划设计院有限公司，山东日照 276800）

0 引言

由于山区地理环境复杂，山区道路的建设需要投入大量的人力和财力，导致一直以来山区公路建设相对滞后，不能满足山区居民的出行需求，严重阻碍了我国落后山区社会经济的发展。要致富先修路，作为国家脱贫攻坚任务的重要一环，山区道路建设的积极推进首当其冲。

在山区公路路线设计过程中，首先要确保路线线形满足相应规范的设计要求，即保证行车的安全性，在此基础上根据山区条件尽量优化线形，做到行车顺适、协调，同时把造价降到最低，达到提高经济效益的目的。

1 山区公路特点和选线控制要素

1.1 山区公路特点

山区公路周围地形起伏大、地理环境复杂；许多地方土壤贫瘠，植被稀疏，多岩石，且地质构造多样，部分地区容易发生滑坡、崩塌等不良地质灾害；山区谷地沟壑纵横，水流流向曲折多变，陡岸河流流速快，水位波动较大，因此冲刷破坏力强。以上特点都不利于道路安全。

1.2 山区选线控制要素

山区公路路线设计受多种因素影响，与平原地区项目相比较有很大差异，简单概括有以下几类。

第一，山区地质情况复杂多样，不良地质容易引发地质灾害，比如崩塌、滑坡，泥石流等，所以项目伊始必须做好地质勘察工作，路线设计人员应在全面深入了解项目区域内地质情况基础上布设道路线位。第二，山区气候多变，路线设计时应充分了解当地气象、水文等自然因素对工程项目可能造成的影响，比如暴雨等。第三，每处山区都有其独立的生态环境，路线的选择不能与当地生态环境相冲突，不能给当地环境造成污染，这一定程度增加了选线的难度。第四，山区稀缺而又狭小的走廊空间内可能集中布置的水利、电力、管线、村镇等不同类型工程的相互干扰和制约因素。第五，山区复杂的地形特点使得道路设计中各个专业设计难度均有所增加，各专业之间复杂的关系、不同专业不同特点导致的矛盾和冲突也更加突出，进而加大了方案选取时各专业间的协调和平衡难度。

山区复杂地形条件

2 山区公路设计原则

2.1 安全原则

山区公路路线设计的安全性不仅体现在项目的设计阶段，而且对项目后期施工阶段和运营阶段均有影响。

第一，设计阶段，设计规范中的指标标准在制定时已经包含了对道路设计中可能存在的安全问题的考虑，所以在项目具体实施过程中，设计人员严格按照规范要求设计的路线线形，可以保证行车的安全性。其中需重点注意路线设计中的弯道视距设计和长大纵坡设计两方面。因为山区公路平面线形中圆曲线多，且半径相对较小，转弯视距设计不当极易造成行车安全隐患；同时，山区道路纵面设计时需要克服较大高差，在这个过程中，难免会出现长大纵坡设计，而长大纵坡设计一直是路线设计中的重点和难点，如果设计不当，会严重影响后期行车的安全性。

第二，施工阶段，路线设计方案应尽量降低施工难度，从而增加施工作业的安全性。

第三，运营阶段，合理的山区道路选线和合格的施工质量，是后期道路运营过程中道路安全的重要保障。

2.2 环境保护原则

青山绿水就是金山银山，如何做到环境保护与线形设计相统一，是山区道路设计控制因素的重要方面，也是每个现代公路人必备的行业意识。

在进行山区道路设计之前，首先要研究山区道路走廊带的地理环境、气候环境和生态环境，然后编制合理的山区道路选线方案，尽量减少道路建设对当地环境的破坏，同时制定项目实施过程中环境保护和恢复的方案，尽量做到道路建设与环境保护同时兼顾。

2.3 经济原则

坚持路线设计经济选线原则，是我国交通可持续发展的需要。所以在山区公路规划时，除考虑公路功能和线形标准等因素外，工程造价的经济性原则也日趋重要。

山区道路地形复杂多变，施工作业相较地势平坦地区难度更大，成本更高，所以不同设计方案的造价可能相差很大，因此经济原则非常适用于山区公路设计项目，在技术层面达到要求的前提下，利用经济原则最大限度地减少山区公路的建造费用，充分做到项目实用性和经济性相结合，是新形势下交通可持续发展的必然要求。

3 山区公路路线设计中存在的几点问题

3.1 坡面选线

山区道路设计过程中山谷段坡面选线时，山坡的向阳面和背阴面是一项重要控制因素，因为某些原因，设计人员在没有详细了解项目实地情况的前提下就草率地在山坡背阴面进行选线，尤其在北方地区极易造成较大的安全隐患。因为北方地区冬季大多在零度以下，当遇到降雪冰冻天气，在背阴面路段容易形成路面结冰且长时间不融化的情况，而山区低等级道路养护投入少，养护水平低，长时间的路面结冰不仅会阻断交通，而且可能造成交通事故安全隐患。

3.2 改路设计

在山区道路改路设计过程中，存在未能充分了解附近居民生产、生活的出行要求而进行设计的情况。山区居民原有出行道路一般依当地地势修建而成，而新建道路等级相对较高，可能把原有居民出行道路截断，在进行主线道路设计时需要将这部分被截断的道路进行改线设计，在设计过程中，设计人员会有改线设计相对主线设计不被重视的想法，改线设计时只注重少占地和经济性的原则，忽略了居民对出行便利性的需求，致使后期施工过程中，居民提出提升优化出行道路的要求后，再进行改路设计变更设计，这样既增加了后期服务的工作量，也影响了项目的施工进度。

3.3 长大纵坡设计

山区地形崎岖，多高山陡坡，道路在山间布线，有时会遇到难以翻越的高山垭口，此时为了不破坏山体，减小挖方，同时考虑不增加造价投资等因素，多数设计方案会采用在现有地形条件基础上迂回展线的方法，因为展线空间的限制，在展线设计过程中不得不使用多个接近规范最大值的长大纵坡进行设计，所以长大纵坡是山区路线设计中比较常见的基本情况，尽管如此，长大纵坡设计不当，很容易导致行车安全问题。据统计重大恶性交通事故较多发生在长大纵坡路段，关于在长大纵坡路段易发生重大交通事故的主要原因普遍共识有以下几个：

（1）连续下坡路段司机需要不停踩刹车，而长时间制动磨耗可能导致刹车失灵，从而导致交通事故的发生。

（2）连续上坡路段，行驶中大车和小车速度快慢不同，小车行驶速度快，容易超车，而在超车过程中很可能导致追尾等交通事故。

（3）驾驶人员长时间精神高度紧张行驶在长纵坡路段，易形成驾驶疲劳。

因此，如何保证长大纵坡路段的行车安全，是路线设计应该考虑的重要问题。

3.4 片面追求路线指标最优化

为就地取材降低造价，山区公路设计时经常需要开挖山体，如果在不良地质路段开挖，不仅会增加路基处理设计的难度，而且如果开挖后路基防护处理不到位，在降雨频发的地区很容易造成滑坡、泥石流等自然灾害，危及道路和行车安全。

初次参与山区道路路线设计的人员在山区狭小空间中展线时，由于对路线要素设计应用不灵活，容易片面地追求路线高指标，而忽略了与其他专业的配合，不仅造成大填大挖的设计状况，对山体扰动较大，很容易留下安全隐患，而且增加了后期其他专业的设计难度。

4 以上几点问题的应对措施

4.1 北方地区尽量选择向阳面布线

山区道路在山间穿行，不可避免地会在山坡向阳面和背阴面之间切换，此时布线需要考虑到积雪冰冻天气对道路行车安全的影响，所以积雪冰冻地区在条件允许的情况下尽量选择向阳面布线，如果综合考虑各种因素，需要选择在背阴面布线，则应在设计中加入积雪冰冻天气时背阴面道路结冰应急处理措施，以保证设计的完整性和后期道路运营的顺利。

4.2 改路设计以最大限度满足居民出行实际需求为大原则

一些重要改路在制定方案时，设计人员应实际调查问询，充分了解附近居民出行的切实需求，从经济和未来发展两个方面制定对比方案，由业主组织设计和当地居民三方共同确定最终实施方案，以减少施工阶段因变工发生的工作量，保证项目的顺利推进。

4.3 长大纵坡设计要点

首先，根据设计速度以及该路段行车特点，选择合适的纵坡坡度和坡长，尽量不要取极限值；其次，连续上坡时，根据载重汽车上坡时的速度折减变化，在相邻长大纵坡路段之间设置适当长度的缓和坡段，尽量保证缓和坡段有效长度足够长，坡度尽量不要取极限值。第三，根据道路等级、连续坡段的长度和高差，计算平均纵坡，查找规范设计值并验证该路段纵坡设计是否满足平均纵坡要求。第四，设置振荡标线等警示交通安全设施，防止驾驶人员长时间在长纵坡路段驾驶而形成疲劳，提高司机在该路段驾驶时的安全警惕度。

4.4 结合其他专业进行路线设计

道路工程设计包含了路线、路基路面、桥涵、交通安全设施等多个专业，作为项目实施的先行专业，路线专业选取的方案是否合理，关乎道路项目的整体合理性，所以路线设计是道路项目其他所有相关专业设计的基础，至关重要。路线专业在方案选择时应兼顾同项目其他专业设计人员的意见作总体考虑，实现路线方案设计的最优化。在山区路线设计时，设计人员应熟练掌握路线设计要素及其各项技术指标的运用，充分利用实际地形条件，因地制宜选线，不能因片面地追求路线最优化指标而不考虑其他专业设计的困难，对山体造成较大破坏甚至安全隐患。