山区公路路线设计特点与方法探讨

刘永远

摘 要：山区的地貌及地形变化较大，岩土类别及地质构造非常复杂，增加了公路设计难度，采取有效的路线设计方法是确保公路路线设计质量的必然选择。本文在对山区公路路线设计特点进行阐述的基础上，重点提出一些路线设计方法。

关键词：山区公路;路线设计;设计特点;设计方法

山区公路是我国公路交通体系建设的重要组成部分，是拉动山区经济发展，方便山区大众出行的重要保障。然而，山区的地质条件、气候环境等比较复杂，给公路总体设计增加了难度，为了保障山区道路行车安全性，工程规模的合理性，需要采取有效的举措优化公路路线设计，力求最大程度确保山区道路行车安全，降低道路建设总造价，保护道路周边的自然环境。

1 山区公路路线设计的重要性

与其他公路路线设计相比，山区地区的公路路线设计会受到气候因素、水文条件、地形条件及地质条件等自然因素的干扰及影响。尤其地形地貌条件更是极大影响山区公路路线设计的成效，因为山区多伴有复杂的地形条件，增加了公路项目选线难度，同时山区公路路线设计中也会受到地质构造、岩石条件等因素影响。比如，山区公路在遭受泥石流灾害后会影响公路的正常通行，所以在设计山区道路路线中，如果没有结合地质勘查资料规避潜在发生泥石流灾害的区域，那么就增加了道路行车安全事故的发生概率。

山区山脉的形成过程使其走向存在规律可循，在相应区域公路路线设计中要以山脉的天然走向为基准进行合理设计，灵活运用技术指标，必要时需采用隧道形式穿越，提高路线设计的合理性，降低道路行车安全事故的发生概率。此外，路线设计的合理性还会对后续道路的施工带来极大影响，如施工难度、施工安全事故发生概率等。从这个角度来讲，无论是道路设计还是施工，山区路线的科学合理设计都至关重要。

2 山区公路路线设计的特点

2.1 地形非常繁杂

山区地形变化幅度较大，极大增加了山区公路设计与施工的难度。比如，国内大多数区域的山岭伴有较大的地势落差，这使得公路建设方案路线设计过程中常需要布设桥梁和隧道等构造物。如果山区公路路线设计本身存在不合理问题，那么会对后续施工质量带来直接影响，相应的施工效益也会大打折扣，如山岭、河流、峭壁等特殊地形都是设计易出现问题的地段，是道路路线设计中需要综合考虑的关键节点，是道路路线设计方案设计质量优劣的瓶颈。

2.2 地质复杂多变

国内大多数山区伴有众多的山岭，地质条件复杂多变，并且山体内部岩石组成多样，多数山体易出现坍塌、落石、泥石流、滑坡等地质灾害。在路线设计之前需要开展详细的地质调查、地质勘察工作，了解建设区域地质情况，合理规避不良地质区域，这也增加了山区公路路线规划及设计的难度。此外，山区地势多较为险峻，伴有多样化的地势构造与气候环境特征，这些繁杂的山区地势特征使得路线设计过程中需要解决生态防护问题、地质灾害防护问题、地势复杂问题等，公路选线时要合理选择出适宜的路线设计方案。

2.3 水文条件复杂

水文条件也是公路路线设计中需要重点考虑的一个自然因素，由于山区地区的水文条件比较复杂，容易使路线设计中出现方案变动的情况，在一定程度上增加了路線设计难度。比如，山区的大多数河流都伴有较多的曲折特性，在路线设计过程中需要规避那些曲折特性的河流，否则会因为路线设计不合理而造成山区河流冲刷公路路基，将会给道路工程建设的整体质量带来不利影响，所以在开展公路路线设计过程中，通过截弯取直等有效设计措施来减小当地河流对路基结构冲刷带来的不利影响。特别是许多山区伴有暗河，如果在公路路线设计中没有做好全面勘察工作，就会影响相应区域的路线选线，最终可能会导致路线方案设计不合理。

3 山区公路路线设计的有效方法

3.1 平面线形设计方法

在山区公路路线设计中，平面线形设计是非常关键的环节，会对建设项目工程规模及公路行车安全性带来极大影响，为了确保平面线形设计质量，需要采取有效设计方法，具体要点如下：其一，要结合山区公路选线特征，保证设计的平面保持良好的连续性与顺适性，尤其是要保持平面线形同周边地物、地形等之间具有良好协调性。其二，如果平面设计中路线转角不大于7°，只需对平面线形进行微调;如山区地形条件比较复杂，需设置小于7°的转角，应结合设计规范合理设置长度满足要求的平曲线。其三，除地形因素限制或一些特殊设计要求外，尽量不采取凸型、C型等平面线形。其四，除了保证道路行车满足力学要求外，还需对驾驶人员在道路上的行车视觉状态及心理状况等进行综合考虑，保证公路路线设计方案可以满足道路行车稳定性及安全性要求，尤其是要减少连续转弯、急转弯等复杂线形。此外，在直线与圆曲线衔接部位，道路平面设计中要合理设计缓和曲线（图1），以此确保山区道路行车稳固性，提高道路线形美观性，尤其是有利于借助缓和曲线的设计来为道路驾驶人员提供良好的视野，确保道路行车的安全性与舒适性。但是在缓和曲线设计过程中，缓和曲线长度及左右转角的具体大小需要结合公路工程建设的实际情况来进行合理确定，保证最大程度提高平面线形设计的效果。

3.2 纵断面线形设计方法

在纵断面线形设计前，结合平面对路线起止点以及控制点位置进行确定，以山区的实际地形状况以及技术标准为基础，对路线纵断面进行合理拉坡设计。考虑到山区具有复杂的地形条件，会影响平纵组合线性设计效果，在路线纵断面设计过程中，除需满足基本设计规范及要求外，注意对道路填挖工程量与技术指标之间的平衡情况进行有效控制，不能在纵断面设计过程中一味地追求过高的设计指标，从而忽视整个公路建设项目的工程量，同时不能为控制公路工程造价来降低纵断面设计指标。

此外，在山区公路纵断面设计时，要保证道路行车的安全性、稳定性及舒适性等。在山区道路行车期间驾驶者的视线容易受到坡长、坡度、竖曲线半径等多因素影响，进而可能会因为误判而影响道路行车的安全性。与此同时，坡长、坡度等也会对山区公路车辆的行车安全带来极大影响，所以需要综合考虑这些因素来保证纵断面设计的整体效果。而在开展纵面几何设计也要综合考虑车型、车辆动力性能等相关因素。或者说，从汽车行驶理论视角出发，纵断面设计过程中需要对爬坡车道和竖曲线等进行合理设计。纵坡设计过程中要保证顺应山岭地区的地形条件，局部纵坡设计难度过大的路段需开展经济与技术层面论证，力求有效控制最大纵坡，最大纵坡可相应增加1%。而针对旧路改扩建的山区公路路段，本着“充分利用，宁填勿挖”的原则充分利用旧路，减少对其造成的破坏。

3.3 长大纵坡路线设计方法

长大纵坡是难度较大的设计内容，山区公路路线设计中不可避免地需进行长大纵坡设计。长大纵坡设计的坡长过长且整体处于连续状态，容易在道路行车中出现安全事故，主要原因是长大纵坡路线坡度过陡、坡长过长，同时一般具有较小的转弯半径，道路驾驶人员的视野不良，司机频繁制动，这样就会在相应路线上行车过程中因为制动失灵而诱发严重的道路行车事故。因此，在设计长大纵坡路线时，要从道路车辆行驶的安全性及稳定性出发，通过匀坡线法将平面、纵断面设计结合起来，对道路车辆的行驶速度进行严格控制，同时注意科学合理设计避险车道、交通安全标志等一些安全防护设施等，保证长大纵坡上车辆行驶的安全性与稳定性。

3.4 横断面设计方法

在设计山区公路横断面形式时，除了合理选择平纵组合外，还要根据山区公路所在区域的地形条件和地质条件等实际情况，紧密结合工程实践经验，本着因地制宜的原则设计合理的横断面方案。通过对比分析不同路基方案应用的合理性及适宜性，优化选择分离式、半路半桥式等符合工程实际的路基方案。对山区公路工程边坡防护方案、道路路基稳定性、不良地质区域的处理方案以及施工方案等进行综合考虑，保证具体横断面设计方案的合理性。在开展横断面设计时重点根据平纵面优化路基横断面设计，相应的设计内容涵盖了公路路基防护的边坡坡率、挡墙形式和排水结构设计等，同时要对路堑边坡的坡率进行严格控制，保证有效提升横断面设计效果。

4 结语

总之，路线设计是山区公路设计的一个重要组成部分，会对公路工程项目工程规模、造价、道路行车稳定性及安全性带来极大影响。在山区公路路线设计时，要结合实际情况以及相关设计规范和要求等，切实做好平面、纵断面、横断面及长大纵坡路段等环节的设计工作，这样才能更好提升公路路线设计效果。

参考文献：

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