山区公路路线设计原则及要点探究

王硕 施义钢

[ 作者简介 ]

王硕，男，河南驻马店人，河南省交通规划设计研究院股份有限公司，设计师，本科士，研究方向：高速公路路线设计。

施义钢，男，河南周口人，河南省交通规划设计研究院股份有限公司，设计师，本科，研究方向：路线设计交通安全。

[ 摘要 ]

本文结合山区公路的路线选择、山区公路的线形设计现状，重点分析了路网规划、地质选拔、线形设计等几个方面。在分析高速公路线路设计的问题时，要对公路的设计和施工进行深入的研究，才能从根本上保证公路设计的合理性，从而有效地推动公路设计项目的稳步发展。

[ 关键词 ]

山区公路；路线设计；要点

中图分类号：TU99

文献标识码：A

DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2022.15.061

在山区公路的规划设计中，线形设计是一个十分重要的问题，它的规划将直接影响到未来公路的利用和周邊的山地环境，同时也会直接影响到高速公路的建设成本。要想进一步保证山区公路线形设计的实用性，就要对山地形的复杂情况有深刻的认识，并在设计规划之前进行全面的调查。山地公路的修建既要改善山区的交通状况，又要对周边山地自然景观进行适当的保护。

1 山区公路的设计原则

1.1 安全性

在山区公路线路的设计中，一个首要的问题就是如何保证整个路段的安全，即既要保证公路本身的安全，又要保证车辆的行驶安全。例如，在公路规划中应尽量避开各类地质灾害较多的地区，如果发生滑坡等自然灾害的地区，以及位于地壳活动断裂带和软弱地基的地区。如果公路确实不能从根本上避开这些地区，就要采取适当措施，防止可能发生的自然灾害，保证公路的安全。

1.2 经济性

公路作为经济发展的重要支撑，要充分考虑其对经济发展的拉动效应。在选择山区公路路线时，要从经济效应出发，从总体上分析其对该地区的经济贡献，从而确定该线路规划是否具有经济性，能够实现效益最大化。在选线之前，要对当地的经济情况进行细致的调研，并在线路规划中尽可能地将当地厂矿、农产品产地等联系起来，从而在公路建设完成后，使之以公路为基础迅速发展起来。由于山地公路地质条件复杂，需要大量的投资，因此在进行山地公路设计时，既要考虑其对未来的经济影响，又要兼顾造价。

1.3 环保性

高速公路一般都是在市区间修建的，公路所过之处可能要占用农田、山林，会影响到附近的水源。而在山区修建隧道、桥梁都会给周边带来较大的影响。因此，在道路规划中，要注意道路对环境的影响，尽可能避开影响水源、耕地、森林，同时要注意不对道路进行过分的改造和毁坏，保证道路两侧生态系统的均衡。隧道开挖可能会造成大规模的森林砍伐，从而对水资源造成一定的威胁。道路规划师要及时与有关单位进行有效的交流，并采取适当的措施减少道路建设对周边环境的影响。

2 我国山区公路设计现状分析

我国目前的运输产业的发展、规划已进入关键时期，要采用科学的方式进行路径规划，否则整个工作的执行达不到预期效果，而且会导致工作混乱。山区公路的规划设计并不容易，关键在于其设计的科学性、合理性和安全性。目前我国山区公路的规划设计状况不容乐观，许多路段因线路的选择不当，在施工中出现了问题。同时，公路品质不高，受自然条件的影响，对项目的长远发展不利。山区公路规划的勘察方法不多，许多数据运用不够及时，数据和信息显示出陈旧的特征，要使用科学的方法进行处理。山区公路的规划工作任重而道远，因此在每条公路的选型、施工上，都要有针对性地进行创新，合理地安排各项工作。

3 山区公路路线设计策略

3.1 实施路网规划

在制定一条山脉的路线图的时候，工作人员都要规划实施路网，先确定一条路的起点和终点，然后再将整条路的方向和中线的位置规划出来。同时，在选择路线的时候，要考虑到当地的发展情况，如安全、经济、施工、环境等四个方面，同时认真思考每一条公路的可行性。

3.2 线形的选择与设计

为了保证公路设计工作的有效性，应该在进行公路选线时有限地选择深度较大的路线，以便对公路的规划进行有效的控制。山区地形往往较为复杂，而且要将山区的位置分割开来也是一件十分麻烦的事情，且在不同的地区之间存在着很大的区别。在修建公路的过程中，有许多地质现象是很难提前察觉的，往往是在公路修建完毕之后，问题才暴露出来，以至于对公路的正常运行造成了较大的影响。因此，在前期的路线选择时要进行地质勘察，并严格遵循优化原则和全面分析的原则。在施工时，经常会出现一些地质问题，这些问题很有可能会引发自然灾害，这就给项目的施工带来了巨大的难度，甚至会造成无法弥补的经济损失。为了进一步加深对施工区域的认识，有关部门要尽量做好前期的地质调绘工作，同时还要进行整个线路的物探工作，通过对现场采集到的数据进行有效的分析，从而找出一些地质条件较差的地方并尽量避开。在某些条件尚不明确的地区，要进行深钻孔施工，以判断其是否为不利地段。如果线路设计要通过不良路段，则应尽量减小不良路段的横穿，以提高工程的安全性，降低公路建设支出。

3.3 缓和曲线长度

山区的公路基础设施并不完善，大部分的公路都是人工开凿出来的，再加上多年的自然因素影响，使得山路的长远规划受到了很大的阻碍。缓和曲线长度的设计，可以在某种程度上提高公路的平稳性，在综合处理各种缺陷时，采用科学的方式进行调整，从而为整体工作的开展打下良好的基础。缓和曲线长度设计，应与公路设计规范相一致，以设计下限为主要设计参数，以保证设计的合理性（如图1所示）。山区的地貌特征是一个不容忽视的问题，在弯道的计算中要保证很高的精度，而且要认真地测量和计算超宽过渡段的基础长度，完全掌握这些参数以便今后在实际工作中取得更好的成果。

3.4 最大坡度设计

公路的建设正在朝着精细化的方向发展，每个细节都将对公路的长远发展有很大的影响，鉴于今后公路的发展将面临许多挑战，需要在大坡度的设计上进行不断的创新，从不同的角度思考，从而推动整体工作的顺利进行，最大坡度设计是其中的一个关键阶段。我国的纵向斜率通常较高，对特定地区的斜率也有严格的要求。在修建山地公路的时候，利用原有的基础进行加固，可以在斜坡的坡度上做一些适当的加高，不过最多只能提高1 %。在施工期间，位于海拔3 000米以下的省直公路，其最高纵坡度应在10 %以内。此外，在坡道设计时，应充分考虑山区公路的交通状况，并对今后的发展作出合理的预测。

3.5 平面设计

高速公路的平面线形包括三个线形元素：直线、圆弧、缓和曲线。规范规定，直线的长度不能太长，两圆曲线之间用直线直径相连时，直线长度不能太短。当设计车速在60千米/小时以上时，最短直线段的最短长度应不低于设计车速的6倍；逆向圆曲线之间的最短直线长度应不低于设计转速的2倍。当设计车速在40千米/小时以下时，可以参考以上的标准。在实际应用中，由于山区地形复杂，曲线之间的直线长度难以达到要求，如果在设计中为了达到指标而进行大填大挖，导致工程量的增加及对自然环境的破坏是不可取的。在设计车速不超过40千米/小时的条件下，最小的同向曲线直线长度可以为2V，而逆向曲线之间的直线最小长度可以为1V。在平面线形中，圆弧是常见的元素。无论路面的角度有多大，都要有一条圆形的曲线。该标准规定了最大圆弧半径；圆曲线最小半径不包括超高圆曲线最小半径、圆曲线最小半径的一般数值和最大超高数值。在设定圆曲线时，应考虑地势，以2 %～4 %的超高为合适的圆曲线半径。但山区受自然条件、地质、生态等因素的制约，在实际应用中，为使线形与地形更好地结合，减少工程规模，可选用最小半径的普通值，在地形条件特别复杂的路段，应确保前后线的平衡性、视线距离和必要的安全措施。为了达到平曲线、圆曲线与直线的顺利过渡，在直线与无超高最小半径的圆弧相交时，应设置缓冲线，缓冲线应设置旋转线，4级高速公路由于设计速度缓慢，可以不设置，但应设置超高加宽过渡路段。标准中有关于回转的最小长度规定，回旋线在使用时需要满足超高和加宽过渡部分的要求。应根据地势及线路要求，合理选择旋转曲线的参量。

3.6 横向视距设计

山区公路的横向净间距受到侧向障碍的影响较大，并且会对行车安全造成一定的影响，因此在进行山区公路线路规划时，应事先进行全面的检查，并应注意以下三方面问题：第一，对山区公路的横向视距进行精确的测量，并合理地控制开挖过程中的右侧工程量；第二，在山区公路的中心位置，应合理设置隔离带，以降低公路上障碍物对公路的正常行驶造成的影响；第三，针对山区公路施工的特点，采取相應的防护措施，避免障碍的侵入，同时科学地确定山区公路的弯道半径。

3.7 平面纵组合的设计要点

山区公路一般是一条长的、多弯的公路，甚至是全曲线的公路，因此要重视平纵和直线的结合。设计者应该尽量避免拐点重叠，对凹型竖曲线的底部、凸型垂直曲线的顶端和逆向的弯曲进行详细的分析，找出一个合理的斜坡，防止二者重叠和道路的弯曲变形。在山区公路上，当设计时速超过40千米时，设计者要在接近顶端时，注意到平坦的曲线，以防止急转弯，减少安全事故。

3.8 设计质量控制

目前，我国的山区公路设计已经可以用科学的方法来完善，而且在解决问题的过程中也有了一些有针对性的创新。今后，要继续合理地控制山区公路的设计质量，保证在提高质量时有好的基础，坚持全面的规划，以正确的方式进行改造。对山区公路的规划设计应充分考虑公路两侧的地形地貌、气候、水文状况，并主动了解山地的各类植被和覆盖情况，从源头上加强水土保持工作。另外，要注意的是工程和生物措施，要强化公路沿线的水土保持工作，防止公路建设中的水土流失和崩塌。

4 结束语

总体来说，在山区公路的规划设计中，要充分考虑山区的地形、地质等环境因素，并进行相应的改进，从而减少山区公路建设的不确定性。在公路设计中，只有综合考虑各种因素，才能提高公路工程的整体质量。

参考文献

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