对山区复杂地形公路路线设计和质量控制的探讨

◎张宏权

山区公路建设质量不仅关系到山区交通网络系统的综合服务水平，更关系到地区的经济发展。其中，山区公路路线设计的科学性是影响建设质量的关键因素，相关工程设计人员应进一步加强对复杂地形的山区公路路线设计的深入探索，重点提高工程质量控制水平。

一、山区复杂地形公路路线设计原则

1.适用性原则。

山区公路设计与不同公路设计有很大区别，主要体现在地形、地貌以及水文条件的复杂性。工程设计团队在路线设计和规划中，应充分考虑到山区的复杂地形情况和实际地质条件，保证路线设计的合理性与规划的科学性。在进行线路之前，应做好对复杂地形的充分勘察，结合勘察数据进一步了解山区公路工程的布局要点，结合现有道路的横截面、纵坡坡度，确保整个路线设计能够与山区复杂地形相符合，保证后期道路工程建设开展的适应性，达到预期实际规划效果。

2.安全性原则。

在复杂山区公路的设计中应以安全性为重点，考虑到在公路建设中会用大量的建设材料，在设计上应保证安全设施的完备性。在选择边缘线的过程中应合理应用有利的地形优势，在路线设计时要重点规避易发生自然灾害的区域，避开泥石流、山体滑坡以及存在坍塌风险的设计及施工区域。相应地，还要严格按照山区公路安全设计标准，遵照安全设计准则，保证公路设计的规范性，通过深入了解公路的弯度、坡度，合理减少山区公路的弯道，强化整个公路路线的平整效果，提升公路线路的安全性，保证后续通车的安全可靠状态。

3.环保性原则。

当前，我国正处于生态文明建设的攻坚期，为了更好地在持续优化社会交通通络系统和基础设施建设质量上，避免环境污染、生态环境破坏等问题。公路工程的设计人员应贯彻可持续发展理念，坚持“绿色、节能、环保”的设计与建设原则，严格遵守国家的规章制度。针对地形复杂的山区公路工程设计，从全面勘察和深入分析地形地貌入手，进一步整合生态环境与生态资源，通过科学整合，形成科学合理的复杂山区公路路线设计思路，力求有效避免公路工程规划与施工开展对山区生态及其周边环境的恶劣影响，构建绿色、环保、可持续发展的工程线路。

4.经济性原则。

基于复杂地形背景下的山区公路路线设计，在保证路线设计科学性、合理性与安全性的同时，还要遵循经济性原则。山区公路工程建设投入大，参与工程建设的人员数量多，且建设工期较长。为了确保合理地利用工程投入资金，保证公路建设施工活动的顺利开展，在路线设计中要尽量在原本山区地形技术上动工，减少非必要桥梁和隧道设计项目，充分降低在后续施工以及维护的成本。相应地，在山区公路路线中，还应根据工程建设的实际情况，合理地分配不同区段线路的直线段与平曲线段，避免因设计变更而造成的额外支出以及非理性成本支出，通过科学规划路线最大限度地节约工程建设造价成本，确保山区公路工程的经济效益。

二、山区公路路线设计思路

以某山区公路建设工程路线设计为例，作为重要的交通地理位置，这一公路工程的建成，能够有效升级和优化该地区的公路交通系统结构，促进该地区及周边的经济建设与可持续发展。整个公路路线全长为130km，所涉及到的地形与地势比较复杂，其中包括高填深挖的路段，主要地质构造包含了花岗岩、变质岩以及砂岩。不仅如此，该山区在汛期还容易发生山体滑坡以及崩塌等地质灾害现象，因此工程路线选线以及设计的难度较大。为了保证山区公路路线设计符合相关设计原则与规范，在路线选择与规划中应充分考虑复杂的地形条件，保证公路线路的设计效果和工程设计质量，以下是从地质、安全、环境、地形以及造价五方面考虑，形成的综合选线及路线设计思路。

1.地质选线。

在复杂地形与地质背景下的山区公路路线设计，应从高地质选线路线设计入手，充分结合山区不同路段的规模形态和线路的整体长度，保证选线与路线设计符合山区公路地质选项的相关规范和设计要求，提高设计水平，确保山区路线设计的有效覆盖。通过充分考虑山区不良灾害的分布以及发生规律，对原有地质选线进一步进行优化处理，并借助平纵面设计规划针对不良地质进行绕道处理，以确保有效提高公路路线的稳定性和安全性，满足各项线性选型指标，使地质选线路线设计更好地适应复杂的山区地形与地势。

复杂的地形结构与特殊的地质环境有关，为了确保其不影响山区公路设计工作的顺利开展，考虑到相关设计人员无法在短时间内获得山区的岩层和土层结构特点，再加上原本设计中的公路防护措施不完善，除了要合理进行绕道处理外，还应有效避免上方与下方的病害，通过采取原址整治的方式，结合各个坡段的地质与地形结构特点，合理控制公路的纵断面。相应地，还应采取初步拉坡设计的方式，结合山区的竖向高度，进一步确定并调整坡度线，以确保其长度满足路线设计规定。在精确计算纵断面后，确定公路开挖高度并设置好变坡点，有效减少因山区特殊地质出现病害的概率。

2.安全选线。

针对复杂的山区公路地形和地势的路线设计，还应从路线的安全设计入手，保证山区公路施工开展与后期交通运输的稳定性与可靠性。路线设计人员一方面应从平面几何的线性指标入手，确保线路状态的科学性，从驾驶人员的角度分析在山区公路行驶时的视觉体验，避免存在形成路线的视觉盲区，通过提高选线的合理性，有效规避在路线设计中存在行驶风险，使公路的交通事故发生率降到最低。另一方面，设计人员还应从施工建设队伍的角度考虑，优化山区公路的纵面设计，尤其要避免产生过于长陡的纵坡，保证施工开展过程中的安全性，为后续施工各项作业的顺利开展与高效开展提供设计科学保障，发挥路线设计的实际服务水平，更好地贯彻公路整体设计的安全性原则。

为了有效避免应路线设计不规范而造成的形成安全事故，相关设计人员在沿线设置足够的山区公路交通安全设施，如安全防护栏、标线以及轮廓标记等，通过路线设计加快构建完善的安全防护系统，及时为驾驶人员提供准确的山区公路交通导航信息，有效控制公路车辆的行驶速度，切实保护驾驶人员的人身安全。

针对容易发生安全事故的山区公路边坡位置，设计人员尤其要提高重视，通过优化路线重点加强对公路边坡的治理力度，全面提高公路的安全性。考虑到山区公路周边的山体环境，极易受客观自然条件的影响，在设计中还要进一步解决塌陷、沉降等常见的山路边坡危害，提高路基的压实力度与隐患排查力度，通过锚索加固和地梁设计，提高边坡的稳定性。

3.环境选线。

在复杂地形背景下的山区公路路线设计，应充分考虑到公路周边环境和景观模式，保证山区公路的沿线生态景观能够与路线设计相融合，保证路线设计的环境友好状态，更好地贯彻绿色生态工程建设理念。除了要保证生态环境需求，还应保证路线地形环境的和谐状态，尤其要避免进行土方与石方开挖，同时，还要减少土方石开挖量，以此来保证不破坏山区路线周边生态环境，提高山区公路的施工建设质量和施工安全管理水平。考虑到，在环境路线设计完成后的具体设计实施中可能会出现偶发情况，在路线设计中还应充分考虑到山区公路建设中容易出现的问题，并形成合理的补救方案与措施员，提高环境选线的质量水平。

4.地形选线。

在复杂地形山区路线及选线设计中，应充分结合山区的复杂地表形式和内部构造特点，结合综合设计要求，以顺势布线的方法条山区公路路线的流畅性，保证交通顺畅，全面提高复杂地形公路的美观性和结构稳定性，满足后续建设的相关要求。此外，在地形布设的过程中还应采取曲线与直线相结合的方式，尽可能地降低工程设计与开展对山区生态环境的破坏。若在公路地形选型设计中遇到比较复杂特殊的路段，还应采取路基分离的设计方案，有效规避特殊路段，确保山区公路路线与山区地形地势相互稳定状态。

5.造价选线。

在路线设计和实际选项的过程中还应对设计造价进行进一步分析和科学规划，在满足路线设计原则的基础上，针对性强化路线选线设计效果的同时，降低工程成本造价，以确保工程项目的建设效益。不仅如此，设计人员在路线设计的资料收集中，还应整合对比山区公路各路段的造价情况，通过优化路线布设的方式减少复杂地形对工程造价成本的非理性消耗，保证线路设计的综合效益，更好地促进山区综合建设和经济发展。

三、路线设计要点

1.平面设计。

在路线平面设计中，应加强缓和曲线的长度。当前，我国在相关公路的设计规范标准中，虽未明确规定公路路线设计的缓和曲线的具体长度，但相关工作人员路线设计时，应充分考虑山区地形的复杂性，和公路路线的弯度相对较大的特点，避免使切线长度直接影响不同路段曲线长度。尤其要充分考虑到不同类型车辆在驾驶过程中的综合行车需要，严禁将公路工程路线设计的规范标准作为工程设计底线和参数。在当前的路线设计中，一部分缺乏山区公路设计经验的人员会忽略路线的加宽缓和长度。为了保证公路路线平面设计的安全性，设计人员在路线设计中不仅要提高重视，还应通过精确计算明确不同区段路线所对应的弯度情况，并获得超高加宽过渡段的具体长度数值，有效控制最小缓和曲线的长度。

超高以及超高加宽过渡既要满足相关规范标准，也要契合不同车辆驾驶以及出行单需求。设计人员在路线设计的过程中应结合理论行车速度和基础速度，以横向力系数作为超高取值的参数。由于影响横向力系数的主要因素包含了地形地质、具体车速以及路面规格，设计人员应在公路试验中进一步明确山区公路横向力系数与车速的反相关关系。相应地，还要考虑到所在山区的季节温差，结合地区的实际情况设置超高过渡段，更好地优化反向曲线、卵形曲线等复杂趋向情况，保证车辆交通安全，提高路线路面的安全性与稳定性。

2.纵面设计。

设计人员在线路纵面设计中应结合我国对纵坡指标的具体要求，根据山区公路工程路线设计的特殊要求，借助原先的公路路基，在技术论证后，合理提高最高坡度。考虑到冰冻路段以及车流量较少的路段最高坡度应提高8%-9%。

在车辆行驶的过程中，其运行效果会受到路段坡度的影响，路线设计人员在设计规划中应充分考虑车辆行驶过程中可能存在的水箱水量不足、熄火、以及追尾等情况，在设定平均坡度长度时，应结合山区的气候特点、不同车辆的最大制动距离、山区公路车流量等主客观因素。通过适当增加环绕设计、拐弯设计，有效减少长坡路段在整个路线中的比例，或采取盘山公路的合理绕路设计方式，设计多级缓坡代替长坡路线，降低山区公路对汽车性能的刚性要求。

相关路线设计人员，还要考虑到在山区公路设计中存在部分的大纵坡旧公路，在这类公路线路的改造中也要尽量将纵坡放缓，以5%左右的平纵坡加强对坡度标高的控制，针对半径小且弯道多的地段，还应缩小标准，以确保纵坡的可调整余地，保证后期建设施工的填挖平衡。

另外，平纵坡配合设计中也要注意，当平面已经采用了比较高标准的现线性，出于对线性美观性的影响，为了避免破线起伏，针对平竖曲线区域还应采取平包竖的设计处理形式，以此来有效规避小区半径和多个竖曲线的情况。

四、复杂地形山区公路质量控制措施

1.提高山区公路路基质量。

在复杂山区地形公路工程的既定背景下，应严格控制公路路基的施工质量，才能保证满足路线设计的预期要求和建设标准。

首先，大多数山区公路建设施工普遍存在的软土路基情况，相关工作人员应加强对公路工程施工现场及周边地质条件的分析和判断。结合土质、线路分布以及客观环境等多种施工质量影响因素，形成科学合理的施工设计方案与技术方案。

其次，还要考虑黄土路基的质量控制。针对含水量不高的黄土路基应通过强夯处理技术进一步夯实山区公路路面，并采用适量比例的石灰土封层。针对含水量较低的黄土路基，还应采用石灰桩处理技术或抛石挤压的处理方法，同时加入隔水层进行沉降情况的观测。

最后，是膨胀土路基。一般情况下，山区公路路基不能直接采用强膨胀土作为内部结构的填料。因此，公路路床也应采用非膨胀土材料或适当掺灰，或者采用改良过的中等膨胀土。

另外，为了夯实路基路面，可以适当增加密实度，在全面深入掌握山区的自然环境和地质结构的基础上开展设计及施工。针对路线中存在的个别地势不好且地形陡峭的地段，应通过保持其植被跌完整性，提高山体的稳定性，达到夯实路基的效果。

2.加强对沥青混凝土路面的控制。

沥青混凝土路面是影响山区公路运行质量的主要因素，因此，应严格控制沥青混凝土的质量。首先，在混凝土材料的运输和拌和中应注意避免破坏其性质，保证运输工具的规范性。其次，还要提高摊铺质量，待所有材料达到配合比要求后，应有两台以上摊铺机交替工作，保证相邻公路摊铺重叠在5-10cm 范围内，严格控制坡度与顶面高程。最后，是混凝土的碾压，尤其要控制好初次碾压的温度，提高初次碾压的平整度和稳定性，在通过后续静压提高复杂地形公路的路面平整度，保证质量与行车安全。此外，还要做好路面的质量检查工作，确保弯沉检测、损伤检测以及平整度检测结果合格。

3.落实全面深入勘察工作。

在明确山区公路技术规范的情况下，要保证交通量参数选择的正确性，结合山区地形地貌等综合性自然条件，保证山区公路设计方案的完整性。通过引入精确度更高的勘察设备，保证勘察工作的有效性。并以勘察数据信息为基础进一步优化山区公路设计方案，提高路线设计的科学性，有效克服复杂地形地貌以及特殊地质条件对公路工程开展质量的影响，提高施工开展的综合质量，保证后续通车质量。

五、结语

综上所述，在复杂地形山区公路的背景下开展路线设计应遵循适用性、安全性、经济性以及环保性等原则。以基本原则为基础，梳理并形成科学可行的设计思路和选线思路。相信在进一步掌握山区公路路线设计要点的过程中，可以有效克服复杂山区公路工程开展的设计问题和质量安全问题，保证相关设计方案的有效实施，减少山区公路病害，提高山区公路的综合建设水平。