探究山区县乡公路路线设计

黎 广

(贵州智恒工程勘察设计咨询有限公司，贵州 贵阳 550000)

在公路中，路线是它的骨架，其优劣与公路自身各项功能的正常发挥与其在路网中占据的位置有重要影响。路线设计也是工程建设重要环节之一，所选路线是否可行，决定了公路的质量、造价和使用条件。尤其是在山区，因地形地质、气候等条件复杂，对路线设计提出了更严格的要求，使路线设计变得较为复杂。对此，需要在认识路线设计重要性的基础上，采用适宜的方法，选出对工程建设和使用、对保护环境和打造景观最有利的路线。

1 山区县乡公路特点

对于山区县乡公路，大多山高谷深且沟壑纵横，不仅地形条件复杂，而且有很大的起伏，地面坡度通常不小于20°；表面土层相对较薄，但有深厚的岩层，地质构造与岩层产状都十分复杂，存在很多不良地质；从地形的角度讲，平面展线所在位置较为狭窄，路线平、纵之间的配合难度较大；山区的自然生态环境十分脆弱，工程建设势必破坏自然平衡；山区内的水系曲折迂回，易发生山洪，冲刷与破坏能力均很大；山区气候条件复杂，昼夜温差较大。在山区进行县乡公路的修建，设计与施工都存在很大的难度，造价高，在修建过程中难免造成破坏，对此，在路线设计过程中必须充分考虑自然地形地貌的合理应用，尽量减少实际的工程量。

2 山区县乡公路路线设计原则

2.1 总体设计原则

公路作为环境中的子系统，公路建设实际上就是将这一子系统融入到环境这一巨系统当中。对于公路总体设计，实际上就是顶层设计，指的是在符合公路各项功能要求基础上，使公路融入到环境当中，使两者达到相互平衡与协调发展，在总体设计过程中不仅要充分考虑公路内部不同组成部分之间的关系，还要充分考虑和外部环境之间的关系与限制，这不仅属于生产活动，还属于思维活动。在公路工程的前期勘察设计过程中，总体设计是一项重要工作，国内交通行业始终对此具有很高的重视度。

从总体设计自身角度讲，有极为丰富的内涵，所有和公路存在直接或间接关系的因素，都需要在总体设计过程中充分考虑，要想切实做好总体设计工作，需要从设计理念、设计原则和设计措施三方面积极入手。其中，设计理念是指人们对特定事物给出的看法与思想，可作为思维活动主要结果；设计原则是人们在处理事物过程中根据的规范及准则；而设计措施指的是处理问题采取的具体方法。公路属于带状线形构筑物，需要从不同的地形地貌及地质单元上跨越，有十分广泛的涉及面及影响范围，工程建设投资很高。在公路工程设计过程中，总体设计是灵魂所在，是公路沿线范围内不同设施进行专业设计工作的重要基础。

在实际工作中要对项目实际情况进行充分分析，明确总体设计基本思路，选择适宜的指标体系，保证公路的线形和地形达到吻合，并和环境达到良好协调，尽量避开敏感点，减少或避免高填深挖，防止出现大面积地质问题和病害。为不同专业确定详细的设计原则，尤其是连续长大下坡段平均纵坡，以及路基填土的填高等，必要时可采用桥梁的方式加以控制。公路是将环境作为基础的带状构造物，不同项目的环境条件及技术难点均不相同，设计中应始终贯彻正确的设计理念，并根据环境条件和项目存在的技术难点，基于总体设计基本理念，充分体现出项目存在的差异性与特殊性，保证项目功能得以顺利实现，同时成功融入到自然当中。

严格来讲，考虑到建设项目自身存在的差异和环境条件差异，对于总体设计，其原则也千变万化，在编制设计原则的过程中必须充分考虑项目建设条件，尤其是地形和地质条件，以及人文及生态环境，具体要遵循下列各项基本原则：(1)以功能为主线；(2)安全至上；(3)保护环境与整体协调；(4)全寿命周期成本达到最优；(5)合理选择各项技术标准；(6)灵活运用各项技术指标；(7)做好不同典型方案的综合比选；(8)永久与临时性工程良好接合。

2.2 走廊带选择基本原则

走廊带选择是否合适直接关系到公路自身使用功能能否正常发挥，但走廊带选择会受到很多方面因素的直接或间接影响，为良好处理不同方面保持的关系，在设计工作中要遵循下列各项基本原则。

(1)充分考虑走廊带中不同运输体系实际分工及配合，做到统筹规划，充分结合远期设计与近期设计，保证整体布局的合理性，最大限度发挥出公路工程具有的综合效益。

(2)高度重视地质条件和生态因素，除了要规避地质不良段，还要尽可能减小对周边自然环境造成的不利影响，最大限度发挥出公路具有的促进经济发展的作用；将走廊带视作一种无法再生的资源。

(3)在设计工作中，需要在深入调查与论证前提下选择合理可行的走廊带，并确定各个关键控制点，对当地的土地情况进行详细调查，广泛收集土地资料，做好分类研究工作，将土地资源的占用情况作为走廊方案选择主要指标之一。尽可能减少对耕地资源的占用，躲避基本农田与经济作物区。

(4)对山区经济带基本格局引起足够的重视，确保拟建项目成为当地的经济带与运输带。

(5)统筹兼顾工程经济与运营经济，在降低工程造价的同时，保证交通效率与质量，减少交通事故的发生。

(6)充分考虑公路工程建设和城镇建设与发展之间的关系，保证整体布局的合理性，满足各方提出的需求。

(7)如果走廊带需要从存在名胜古迹的地区中穿过时，应处理好穿越和绕避之间的关系，保护当地自然资源。

2.3 路线选线基本原则

(1)确定合理可行的路线起点、终点与中间控制点，同时以公路使用功能为依据进行综合权衡，明确主次，对于主要控制点，主要对路线基本走向进行控制，而对于次要控制点，应服从基本走向。

(2)对于连续长大纵坡段，应尽量确保平纵指标保持均衡与连续，同时尽量对下坡段行车速度进行控制，确定适宜的平纵向指标。

(3)路线要根据地形和地质条件确定适宜的技术指标，对桥梁隧道等构造物进行合理布设，防止高填深挖给自然环境造成破坏。

(4)对地质选线引起足够的重视，并引入地质超前基本理念，根据沿线范围内的调查和勘查结果，尽可能避开大面积不良地质。

(5)牢固树立安全和环境保护意识，根据地形或地质选线，以及环保选线，确定与行车安全有利且能减少占地的路线方案。

(6)在路线方案综合比选过程各种，要将其贯彻到整个勘察设计过程当中，对所有可供选择的路线方案从包含安全、经济、适用与美观在内的几个方面开展全方位优化及比选。

3 山区县乡公路路线设计要点

3.1按照路网规划方案初步选择若干备选路线

路网整体布局明确了路线基本走向，包括起点、重点和中间的所有控制点，按选线时遵循的原则选择若干通过点，最终形成一个初步方案。为充分发挥桥梁具有的纽带作用，为沿线提供良好服务，在选线过程中应和总体规划充分结合，除交通规划外，还需考虑旅游和经济等方面的规划。

3.2 地质与地形选线

山区的地质条件复杂且多变，选线深度与质量在设计中至关重要，决定了路线的总体方案。山区中的地质段落划分往往比较零碎，即便是距离很近的地段，也会在地质条件存在明显差别。并且还有某些地质问题或现象表现的很隐蔽，因时间的不断推移和工程建设持续开展趋于变化，这正是很多地质问题只能在运营开始后才可以被发现的主要原因。针对这一问题，在选线阶段就要高度重视地质勘察，并遵照动态的观点深入分析和从本质上处理地质问题，在系统分析和综合选线的基础上，使整体达到最优。在选线中，经常遇到不良地质，如崩塌、滑坡等。任何不良地质问题的处理都要投入大量资源和金钱成本，某些情况下还会降低公路整体安全技术等级，因此在选线中要优先考虑规避的方式。由于地质现象具有隐蔽性，不容易被发现，所以在选线开始前，需要对走廊带及其附近的地质条件开展地质调绘，并以此基础完成选线，在确定线位后，先在全线范围内实施物探，再根据物探资料对可能属于不良地质的部分进行钻探，以确定是否为不良地质，针对处治难度较大的不良地质，需要慎重对待，采取有效措施避让。若必须从不良地质段通过，则应尽可能的减小其穿越范围，并从对保证工程安全性有利的角度开始穿过，以此减少隐患、缩短工期、降低工程造价。

地形和选线之间也有着十分密切的关系，在复杂的山区地形中，路线往往弯多坡陡，还有很多的起伏，无论是土石方量还是防护工程量，都可以达到很大的程度。另外，山区气候条件趋于变化，对路基稳定性与行车安全也有很大的影响。选线除了要做到科学可行与顺适均衡，还要充分考虑山区地形，巧妙且灵活的布设公路线形，以此在切实减少工程数量的基础上，防止对周边环境造成大规模破坏。当地形条件相对复杂时，若选线盲目沿用很高的指标，除了会增加实际工程数量，还会出现很多高填深挖，严重损害自然环境，打破原有的生态平衡。对此，选线必须充分考虑山体与地形，能曲则不直，选用适宜的线形要素，在满足现行技术规范的基础上，和地形地貌环境之间充分结合。在平面线形方面，可使用不同曲线的相互组合，在减少造价的同时，减少不必要的环境破坏。对于困难路段，可通过分离式路基的设置来实现和地形地势之间的良好协调。

3.3 对线形指标的合理选用

对于线形指标，应满足以下各项要求。

(1)公路的平面线形需要在符合技术规范的基础上，和地形地貌充分结合；

(2)实际的线形设计应做到舒适与平顺；

(3)各项指标的确定应均衡，在必要的情况下，优先考虑较高值；

(4)指标选择应能确保行车舒适性与安全性；

(5)将实际工程量减少至最小。

按照现行技术标准，在设计速度存在差别的情况下，将使线形指标表现出明显差异，最终必然对工程数量造成影响。针对这一情况，首先要选定适当的速度等指标，将其作为设计控制指标。选取具体的指标过程中，以设计速度指标和上一级指标对应的中值为整条线路的指标是最常用的做法。在现行设计中尽量不考虑极限指标，这会因为如果采用高指标，虽然能确保行车舒适性及安全性，但工程造价会明显增加。

选线时，应充分考虑下列几个要点。

(1)选取线形指标时应做到舒展与均衡，防止长直线和直接与小半平曲线相连接两种情况的发生；

(2)除了在特殊情况下，尽量不使用复合曲线；

(3)对于直线段的长度，虽然在现行设计规范当中给出了明显限制，但并非绝对，还需要根据地势等条件来综合确定，在必要的情况下，可通过标志牌的设置或特殊的景观设计来解决长直线问题；

(4)对于平曲线中的缓和曲线，其长度需要在符合标准要求的基础上取较大值，一般以规定值2～3倍为宜；

(5)当需要在路段中设置隧道时，应遵循早进洞和晚出洞的基本原则，尤其是进出口处，必须通过多方案的综合比选来选择最佳的方案；

(6)在北方冬季气温较低的地区，应尽量把路线布置于阳坡面；

(7)对于平面线形的布置，需要和地形之间充分结合，对此可借助曲线定线法；

(8)当需要在平曲线中增设缓和曲线时，其长度以规定值的两倍为宜；如果长度不足，则虽然在规范上可行，但会使人感到视觉突变，限制了缓和曲线应有作用的发挥。

3.4 景观设计

景观设计也是路线设计中需要考虑的重要内容，在实际的景观设计过程中，需要注意下列几点。

(1)对公路沿线范围内景观与视觉特点予以充分考虑；

(2)对原始景观及公路原始地貌进行最大限度的保护；

(3)减少对河流等自然排水系统造成的破坏；

(4)对所有构造物进行专门的美化设计，尤其是要和路基的边界打造优美线条；

(5)对历史形成的简易路给予高度尊重；

(6)和远处景观充分协调；

(7)为行车提供开阔的视野。

4 结束语

综上所述，山区县乡公路路线设计具有很高的系统性与综合性，线路选择是否适宜，对工程本身规划设计、建设、使用、景观等有很大影响。因此，在路线设计过程中，应高度重视公路具有的各项特点，并对不同的因素加以综合，选择适宜的技术指标，注重环保，降低造价，满足路网规划要求，促进地方经济发展，积极开拓思路，坚持从实际情况出发，从而得到科学合理、经济可行的最佳路线。