公路路线选线原则及设计关键点研究

陶志波

（抚州赣东公路设计院有限公司，江西 抚州 344000）

0 引言

路线规划设计的合理性是确保公路工程项目建设质量的前提和基础。在具体实践中，公路路线的选择会受到多种因素影响，不同的选线方案也会对环保、经济、安全、社会等多方效益产生不同作用。所以，有必要对公路路线的选线原则进行探究讨论，并结合行业经验与建设需求，对公路路线设计的风险点、关键点加以分析。

1 公路路线选线的实践原则

在公路工程项目的建设实践中，选线是极为重要的前期工作。基于公路设施的特殊性，若选线不合理，不仅会对项目建设施工的经济、环境、技术效益产生负面作用，还可能对项目所处地区的交通便利程度、居民生活质量乃至社会运行水平产生深远影响。所以，在实施路线规划、设计选线方案的实践中，要严格做到科学、专业、全面，实现对公路工程质量的基础性保障。具体来讲，为了达成公路路线的最优化规划，需要遵循如下选线原则。

1.1 生态环保原则

公路工程项目的建设施工活动均为露天作业，且对建设区域的原生环境具有必然的破坏性。一方面，为了实现公路的连续铺设，保证公路的完整性与通畅性，要将路线沿途的各类障碍物清除干净，尤其是各类绿色植被。另一方面，公路施工涉及打桩夯土、开挖基坑乃至爆破岩土等作业内容，因此会对当地的土地结构产生扰动作用。在此背景下，若罔顾环境影响，盲目地开展公路的路线规划与建设施工，将对当地的自然生态产生严重损害，而且这种损害通常是不可逆的。同时，这种做法也违背了我国构建生态友好型社会的方针。基于此，在进行路线规划的过程中，应摒弃传统时期“先破坏，后修复”“重经济，轻生态”的错误理念，积极坚持生态环保的原则，以保证公共交通建设与生态环境建设两者长远发展的协调性。例如，若公路工程项目所处区域内存在野生动物栖息地，需要尽可能避免公路路线与之发生接触。若受限于工程要求、技术工艺、环境条件等因素，必须进行接触的，则应科学分析当地的原生环境特征与栖息动物习性，并据此做好兽道的设计工作。在此基础上，若区域内存在已认定的省级或国家级自然保护区，则应以保护区边缘为准，将公路路线选择在100m 外。

1.2 安全稳定原则

在公路路线的选线时，还应坚持安全稳定的原则，尽可能避开各类风险源、风险点。只有这样，才能充分保证公路工程的施工安全以及公路投用后的人车安全。具体来讲，为了实现安全性最大化，充分保证施工活动与后续交通活动的稳定性，应做好如下工作：

第一，应关注气象条件的影响。在公路工程中，无论是项目作业人员还是公路设施，长期暴露在外部环境中，必然会受到温度、湿度、风力等气象条件的影响，面临一定的安全风险。首先，气温过高或过低都会对公路施工人员的工作状态与健康状况造成负面影响，且不利于保持施工材料、施工机械的性能稳定。同时，在公路设施建成投用后，异常气温也会对路面、路基造成持续损耗，进而引发道路的空鼓、塌陷、开裂等问题，对行人、车辆的安全构成严重威胁。所以，公路路线选线时要尽量避开温度过高或过低的地带。若为山区公路，则不宜设计海拔过高的选线方案。其次，空气湿度及自然降雨也会对公路的施工安全与投用安全产生消极影响。一方面，混凝土、沥青、钢材等公路施工材料对水分存在不同程度的敏感性，若空气湿度持续处于较高水平，公路的建设难度与质量风险都将显著增加。另一方面，大量的自然降水容易诱发土体沉降、山体滑坡等灾害，对周围施工人员及行人行车的安全造成严重侵害。所以，公路路线选线时要尽量避开湿度大、雨量过大的区域。最后，稳定性差、风力过强的自然风也会导致风力病害，并且会大大增加起吊作业、高空作业的危险性。所以，在进行公路路线选线时，还应避免自然风作用严重的地带，如狭窄山口的聚风区、距风源地较近的区域等。

第二，应关注不良地质条件的影响。在地形、岩性、气候等多种因素的作用下，我国境内存在大量的不良地质区域。这些区域大多具有岩土结构脆弱、地质灾害高发的特点，故而会对公路建设施工、交通运行的安全性造成严重影响。所以，基于安全稳定的选线原则，要对各类不良地质的特殊性加以明确，并做好科学有效地应对工作。例如，在滑坡地区进行公路选线时，需要尽量避开大规模、高威胁性的滑坡体。现阶段，常用的公路选线规避方式包括隧道绕避、桥梁绕避、路线绕避等。而对于规模较小、威胁性弱且无须特殊绕避的滑坡体，则可以采取合理的设计、施工手段进行应对，如提高滑坡体前端荷载值、在滑坡体后端实施挖方减重等。

第三，应关注建设施工条件的影响。公路工程项目的施工建设涉及多种技术类型、岗位工种，不同技术、工种的作业安全性也不甚相同。因此，基于安全稳定原则开展公路路线的选线工作时，应考虑到路线规划方案与高危作业需求之间的关系，并在保证公路建设综合质量的前提下，尽可能地降低高空作业、爆破作业等危险工种的需求比重，实现施工安全事故风险的有效控制。

1.3 成本控制原则

公路工程项目的投入成本相当高，且总费用构成要素较为多样。一般情况下，公路建设的成本结构可用如下公式表示：

式（1）中：

C

为公路工程项目需要投入的建设成本总和；

C

为土石方工程的投入成本；

C

为桥涵隧道工程的投入成本；

C

为路面工程的投入成本；

C

为土地征用的投入成本；

C

为居民房屋拆迁补偿的投入成本。除此之外，还涉及可行性研究、队伍建设、设备技术使用、风险控制等必要的其他投入成本。在此背景下，从路线选线这一环节入手，预先性地做好成本控制工作，对于公路工程项目整体的经济效益具有重要的保障作用。所以，在公路路线选线时，要考虑路线规划完成后公路施工建设的经济性，设计出低成本、高效益的选线方案。例如，若A、B 两个公路节点间存在居民生活区、渔业养殖区等区域，在客观条件允许的情况下，选线时应对此类区域进行绕避。这样一来，虽然延长了道路长度，增加了工程量，但可以有效规避征地、拆迁等工程及其投入，实现该段公路综合建设成本的合理控制。

1.4 社会支持原则

作为承担交通任务的重要基础设施，公路有着公共服务的基础属性，其工程项目建设的根本目的就在于提高居民出行的便利性，保证陆上运输的效率与质量。所以，在公路路线选线时，还需要遵循社会支持原则，即做好当地社会需求、项目社会效益的研究与应对工作。例如，选线时需要调查分析区域内农村、城镇间原有的交通条件，并尽量通过公路路线的规划优选加以改善。这样一来，既能促成不同村镇、城市之间的沟通交流，也能为路网整体的通达性、完善性提供有力保障。再如，选线时需要对当地居民的出行习惯、主要动线进行分析，并做好交通量的调研预测工作。在此基础上，规划出尽可能满足居民出行需求、贴合居民交通习惯的公路路线，确保选线方案具有高度的适应性与价值性。除此之外，还需要考虑到公路工程项目建设施工对周围环境的负面影响，并慎重做好路线规划。例如，公路施工难免在城市内部产生噪声污染，对此应预先通过调整路线，将各区域环境的施工噪声值控制在合理范围内。具体来讲，根据《城市区域环境噪声标准》（GB 3096—1993）国家标准的规定，城区内1 类至4 类环境的昼间噪声标准分别为不超过55dB、60dB、65dB 及70dB，夜间噪声标准分别为不超过45dB、50dB、55dB、55dB。

1.5 综合效益原则

除了生态效益、安全效益、成本效益、社会效益以外，公路工程的路线规划还涉及多种效益及影响，如对区域经济发展的影响、对当地人文景观保护的影响、对施工作业技术手段的影响、对施工周期管理的影响等。因此，在公路路线选线时，需要遵循“木桶原则”，统筹分析、协调多重效益、多个指标，在保证公路工程项目整体质量达标的基础上，规划出无明显短板的优质选线方案。

2 公路路线设计的关键点

在公路路线设计的过程中，为了获得最理想的设计成果，应注意如下关键点：

第一，需要厘清设计逻辑，做到先总体规划，再分段安排。具体来讲，首先，应在遵循各项选线原则的前提下，对公路路线的基本形态进行确定，即明确公路的区域布局、交通走向等。实践时，应预先做好地形勘察、资料采集、风险预测等工作，将公路建设的主要控制节点在路线中标记出来，并对存在不良地质、异常气候的特殊点位、区域进行合理避让。在此基础上，权衡生态环境、社会环境、工程施工等多种因素，逐渐缩小公路的建设范围，从而使路线结构逐渐清晰化。其次，根据已确定的公路走线、建设区域，对公路整体实施段落划分，并在路段区域内继续细化，添加控制点，进一步明确公路路线。最后，将宏观设计与现场调查相结合，基于地势起伏、环境状态进行放坡定点，从而得到最终的定线结果。通过这样的定线逻辑与工作方式，保证公路路线的设计方案与区域实际情况相匹配，并为后续的施工作业提供准确依据。

第二，需要严格做好线形设计，确保公路路线与所处区域的纵、横断面具备协调性。首先，虽然垂直路线可以最短距离实现两个相邻交通节点的连接，从而达到减少公路工程施工量的目的，但若公路的直线段设计过长，就可能与自然保护、居民生活、产业经营等区域发生冲突，产生一定的风险与成本。同时，在公路投用后，过长的直线路段也会造成超速驾驶、疲劳驾驶等行车隐患，不利于保障交通安全。所以，在设计公路路线时，应尽量规避长直线。其次，在设计用于公路路段过渡衔接的圆曲线时，应做好其半径参数的把控。根据我国现行的标准，公路圆曲线的半径设计主要与该公路的设计时速有关，见表1。再次，为了保证公路投用后，车辆在曲线运行时具备充足的离心力抗性，需要在公路中设计出超高曲线路段。通常情况下，车辆与路面之间的摩擦力越大，其在转弯时的离心力抗性也越强，对道路的辅助需求也越小。因此，超高曲线的设计值主要与公路等级、道路粗糙程度相关联。根据现行标准，若公路为一级公路或高速公路，则超高曲线的设计超高值为8%～10%。若公路为二、三、四级公路，则超高曲线的设计超高值固定为8%。在此基础上，积雪冰冻路段、城镇未建设路段的设计超高值分别为6%和4%。最后，在设计公路路线的圆曲线、缓和曲线时，其长度也与公路的设计速度密切相关，具体见表2。

表1 公路圆曲线的设计半径（一般值）

表2 公路圆曲线及缓和曲线的设计长度

第三，为了提升公路投用后的安全性与便利性，还需要将视距设计作为公路路线设计的关键点。根据相关行业规范，当公路设计速度分别为60km/h、80km/h、100km/h、120km/h，公路的单段停车视距应分别在75m、110m、160m 及210m 以上。

第四，面对复杂的地形地势时，为了有效降低地面起伏对道路使用的影响，应对公路路线实施科学的坡度、坡长设计。在通常情况下，坡度的设计值越小，车辆行驶越平稳，交通情况也越好。在具体实践中，坡度、坡长也应以公路的设计速度为依据，设计速度越小，坡度、坡长的设计范围越宽。

3 结语

综上所述，公路选线工作具有很强的综合性与复杂性，在具体实践时需要统筹分析多种影响因素与效益要素，并在此基础上尽可能做到降低风险、提高效益。除此之外，在公路路线的具体设计中，也应立足实际情况，遵守行业规范，对公路的结构、线形、视距等实施精细化控制。只有这样，才能为公路的建设质量与投用效果提供充分保障。