某地山区公路工程路线设计要点分析

摘要 山区公路是推进山区经济社会发展的关键设施，由于地质条件复杂、地形高差大，公路工程路线的设计难度较大。为了更好提升山区公路工程的设计水准，文章通过查阅某地山区的相关资料，对该地公路工程的路线设计进行分析，包括路线设计和选线原则、路线设计中存在的主要问题等，并对路线设计要点加以深入分析，以期为我国山区公路建设水平的快速发展起到推动作用。

关键词 山区公路;路线设计;要点分析

中图分类号 U412.36 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）06-0059-03

引言

随着我国山区农村逐渐走进城市化，对部分偏远山区的建设脚步将日益加速。公路作为推动中国山区经济发展的重大基础设施，道路的路线设计会受到山区地形地质的影响，使道路路线设计工作更加困难。以经济、可行、安全为前提，对公路路线设计展开研究，避免后期因路线设计不当导致返工，影响山区公路的建设水平。

1 山区公路路线的基本要求和设计原则

1.1 基本要求

山区最大的特点是山路崎岖、地形复杂。在设计山区公路路线时，一要保证公路路线能够符合山区的用地标准。从公路工程的用地和功能角度考虑，做到路线设计和空间要求相符合，让山区公路的基础功能能够得到有效发挥。二要熟悉山区的经济和生活功能，安排好管线方面的设计，尽量减少公路里程，建设一条经济、合理的公路路段，降低山区公路的建设成本。三要在进行公路路线设计之前，对公路所在山区的周边环境进行充分的勘察和分析[1]，重点对山区的地形地势、地质条件、水文环境进行不同季节的勘测和数据统计，判断各个因素影响下的地质条件能否达到公路建设的条件。

1.2 设计原则

1.2.1 确保设计方案的可行性

對山区的周边环境做好勘察和分析，就是要根据现场的环境合理选择最优的路线。主要考虑的是山区地形的平面和纵断面等各项路线设计指标之间的配置关系，使山区公路的各个路线能够完美连续连接，确保路线设计方案可行。

1.2.2 确保道路行驶的安全性

安全性是山区公路建设的重要内容，公路设计人员要充分考虑山区的地形地势，并根据山区公路工程的设计规范和施工要求对公路的直线和曲线路段进行合理的选取[2]，加强公路两侧安全防护措施的设置。要以保证公路的安全性指标为前提，全面控制山区公路路线的转弯弯度和爬坡坡度，让车辆在行驶过程中保持驾车稳定和安全，降低公路交通事故的发生概率，保护人们的生命财产安全。

1.2.3 确保公路建设的环保性

山区由于人际活动少，生态环境相对于平原地区较好。而公路工程建设所需要的各种材料以及山路开采行为都难免会破坏公路沿线的生态环境，甚至存在严重的污染问题。因此，在对山区进行公路路线设计时，要重视环境保护问题[2]，尽量绕开生态保护区和耕地，最大限度保护山区原有的地貌，降低对周边生态环境的破坏。另外，对于需要作业的路段，采取种树还林的方式进行修补，保证山区生态环境的稳定。

1.2.4 确保公路施工的高效性

在进行公路建设时，要提高公路路线设计的合理性和高效性，需要在施工中投入大量社会资源。例如，做好公路各交叉口、各段路线之间的设计和连接，挖掘公路节点之间的联系，避免浪费公路工程的成本投入，杜绝返工、各类社会资源利用率低的情况出现。路线设计作为公路建设的基础环节，对于整个公路工程的概预算要做好整体的把控，实现山区发展经济效益的最大化[2]。

2 山区公路的选线及线形设计原则

2.1 进行路网规划

在前期制定山区公路路线设计方案时，公路设计人员要用宏观的角度看待全局，做好路网的规划，确定公路工程的起点和终点，并选择公路的中间点，制定具体路线。要站在经济、可行、安全的角度，提出各种路线方案，做好总体的路线规划布局[3]，并从中选择最优路线方案。

2.2 地质选线和线形设计

山区的地势比较复杂，尤其在山区开展公路工程建设，难度相对较大。山区公路的选线设计应当选择深度大的路线，以便更好地控制路线方案。山区地质段落的划分很具体，在不同的公路路段，地质条件差异十分明显。在进行选线时，如果相关工作人员没有事先对山区的地质环境提前做好勘察，会导致后期施工完成后发现诸多地质问题。因此，要严格按照选线整体最优原则进行线形设计，加强对山区地质的了解，做好地质勘察，合理选择路线。同时，在地质勘察过程中，需要进行全线物探，对获取的数据进行分析。要避开不良地段，如果无法避开，就要尽可能地控制穿越范围从而避免范围过大，尽可能地提高公路工程的安全性，减少工程支出[4]，保证工程的顺利进行。

2.3 地形选线和线形设计

山区的地形特点主要是高差大、坡度大，地形起伏大且涉及的工程量较大，导致存在很多安全隐患。再加上山区的环境复杂，气候多变，很难保证路基的稳定性和安全性。在进行山区公路的地形选线时，不能片面地选择平坦的平面，还要考虑山区的地貌特点和气候特点，综合考虑当地生态环境的平衡，根据已有的经验进行合理布置。此外，也不应过于要求选线的高指标，否则可能破坏当地的自然环境，得不偿失[4]。所以，一定要在选线中遵循宜曲不宜直的原则，通过合理设定和选用公路工程的参数，以实现地貌和自然环境的协调。

3 影响山区公路工程路线设计的因素

3.1 气候因素的影响

气候最主要影响因素是水资源，不管对地面径流水流量的分布或者地下水的水位变化都会产生很大的影响，山区的特殊天气往往会引起雨量和降水强度的变化，对公路线形的设计与选择产生影响。公路工程设计人员在公路线形设计时，要重视搜集该地区的气象数据资料，并掌握当地的水文条件，才能对山区公路工程的排水设施进行合理设计，以防止由于路面积水造成交通安全问题。

3.2 水土因素的影响

水土主要影响的是公路路基的土质质量，土质结构直接关系到公路路面和公路路基的结构层选择。所以，公路设计人员在进行公路路线设计时，要充分了解该山区公路工程区域的水流情况及当地的水土流失情况，尤其是特殊路段的地形条件，更要收集好该区域的水土相关资料，在进行道路线形设计时才能确保设计的合理性。

4 山区公路工程路线设计要点分析

4.1 平面设计要点

山区公路的平面路线设计的要点是直线、圆曲线和缓和曲线。当汽车在公路上快速、安全地行驶时，当需要转折的时候就需要设置圆曲线。汽车在曲线上行驶，并在离心力作用下使汽车的稳定性发生了变化，为此，在条件允许的情况下曲线半径要尽可能地大，且不超过《公路路线设计规范》的规定值，否则，很容易造成驾驶员误判，发生严重事故。而且平面路线设计应当根据不同的条件选择线形要素，尽可能选择较大半径的合理组合路线，以保证汽车的行驶安全[2]。

4.2 纵断面设计要点

在进行纵断面路线设计时，设计人员要通过控制纵坡的坡长使纵坡平缓，并在允许范围内适当加大坡长，以减小坡度，减少驾驶员的换挡次数。在此设计环节中，需要注意以下几点：

（1）纵断面设计要保持较高的平缓性，保证通车后的安全驾驶。

（2）要认真考察当地山区的水文地质情况，在地下水位较高的路段，适当提高路基高度，避免道路路面出现积水情况。

（3）要考虑道路的长远发展和运用，注重公路的整体规划，不能只重视眼前的短期利益。

（4）当受到地形条件等障碍物限制时，最大纵坡可以适当增加1%，非大交通量的路段，则要适当放缓坡度。这样当汽车爬坡时，不会出现爬坡无力导致熄火的情况[2]。

4.3 横断面设计要点

横断面路线设计是公路工程路线设计中的重要空间体现，和公路的路线等级、功能有重要关联，因此，横断面是决定公路路线质量的关键技术要点。山区公路路线包括快速路、主次干道、支路等，这是根据公路的路线等级和相关功能，按照规定的顺序，制定出来的科学合理的设计[2]。對于一些山区的高密度开发区来说，在进行区域设计时，还要把行人、自行车、公交车等各类车型考虑在内，保证这类车型的正常通行。

另外，在进行某段山区公路路线的改造时应该考虑公路两侧的行道树位置、两侧不能拆除的原有景观等因素，在不对公路断面做出重大调整的前提下，对人行道和非机动车道的宽度进行公路断面形式的改造（见图1）。这种改造方式不仅可以节约公路空间资源，还能节约人们的通行时间。

4.4 平纵组合设计要点

许多山区的高速公路事故频发都是由于视觉设计违背了自然诱导的线形组合，在进行公路工程的平纵线组合设计时，将长直线和陡坡进行组合，又或者将长直线和较小半径的圆曲线组合，这都会增加汽车在公路行驶过程中的危险，导致交通事故的发生。因此，在进行公路路线的平纵组合设计时，建议防止过长的平曲线中包含较多的短的竖曲线，并保证长度过小的平曲线不能和长度较小的竖曲线进行组合。在此设计环节中，需要注意以下几点：

（1）要保证道路线形的连续性，让驾驶员的视线始终保持自然引导。

（2）严格遵守《公路路线设计规范》中对平、纵线形的技术要求，保证线形的正确性，不影响驾驶员的视觉和心理判断。

（3）要选择组合得当的合成坡度，不仅提高了车辆形式的安全性，也能做到有效的路面排水。

（4）结合公路两侧的景观环境，减少对环境的破坏，做好环境保护工作[2]。

4.5 线形和桥隧的配合设计

在山区的公路工程建设中，难免会碰到公路线形和桥隧的配合设计问题。公路等级不同，对道路的施工要求也不同。部分公路对车辆的行驶速度有较高要求，除了结构特殊的桥梁外，都应该满足总体规划设计的要求，让公路的路线线形和桥头引道保持联系并做好衔接，防止因为线形的突然变化导致安全事故的发生。需要注意的是，桥头引道的纵坡坡度不能在5%以上，否则会对桥梁的结构造成很大的损害。

4.6 其他设计要点

4.6.1 要强化山区公路工程路线的节点设计

在进行山区公路工程路线设计时，通过对需要建设道路的地方进行实地考察和了解其发展规划的具体内容，加大落实公路节点的具体设计。在进行节点设计时，要注意设计的规范性：一是保证公路交叉口的合理性。要在道路的交叉口位置对该路段的高峰车流量进行观察统计，采取适当优化交叉口宽度的方法，就能降低道路拥堵的现象。二是山区公路的路线设计要有可实施性，必须按照当地的城市建设规划设计，明确公路的建设定位。三是山区公路的路线设计要始终坚持“以人为本”，充分考虑山区人们的使用需求，提高公路建设的实用性和舒适性。

4.6.2 推进山区公路交通组织的融合设计

山区的公路交通是连接城市和山区之间的交通网，近几年来已经成为山区公路路线设计中的重要组成部分。充分利用交通组织的优势，可以缓解山区交通的压力，更进一步地完善山区公路路线设计的整体规划。推进山区公路交通组织的融合设计是进行山区公路工程路线设计的关键，要求用全局的眼光对山区公路的路线做规划。具体可以通过增设掉头、增加灯控、增设车道、道路分幅、缩短人行路径等方式对山区公路进行交通组织的优化[5]，使山区公路工程的路线设计朝着更加完美的方向发展。

5 结束语

综上所述，山区的公路工程建设对提高山区的经济发展有重要作用，因此，对山区公路项目的路线设计要求也越来越高。公路设计单位不仅做好对公路工程路线设计的整体规划，还要跟进项目进度，把握成本状态，促进山区公路项目管理，提高经济效益。对于山区公路工程的路线设计，要充分考虑山区的实际情况，详细分析路线设计中的质量影响因素，尽可能设计多种路线设计方案，并从中选择最佳路线方案，促进山区的公路建设发展。

参考文献

[1]陈勇强， 袁任飞. 基于环境选线原则的公路路线设计标准化探讨[J]. 中国标准化， 2018（8）： 84-85.

[2]徐瑞. 公路路线设计的原则及注意要点探讨[J]. 科技创新与应用， 2017（27）： 100.

[3]雷定猷， 徐新平， 刘青意. 基于组合赋权法和FCE的山区高速公路路线方案优选[J]. 公路， 2018（2）： 14-19.

[4]孙聪. 山区高速公路路线设计基本思路及选线方法的研究[J]. 林业科技情报， 2017（1）： 94-96.

[5]秦志清. 山区高速公路改扩建工程路线总体设计要点与实践[J]. 公路， 2020（7）： 86-91.

收稿日期：2022-01-13

作者简介：王浩（1993—），男，硕士研究生，助理工程师，研究方向：公路路线设计。