山区农村公路路线设计探究

雷文省

（贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司,贵州 贵阳 550018）

0 引言

农村山区公路项目建设之初，需对选线方案进行实地调研，结合地形地貌特征、纵断面和横断面特点确定道路中线位置，并借助线性单元组合优化，有效规避地质较差路段，确保山区农村公路行车安全，降低其对山体破坏，实现公路与自然的和谐共荣。该文对山区农村公路路线设计方案进行了分析，期望相关研究，为同类项目建设提供技术参考。

1 山区农村公路的设计特点及流程

山区农村公路具备技术等级低、交通量小、地形复杂等特点，需要在项目设计初期进行实地调研和可行性分析，通过科学谋划确定工作流程：

（1）要结合交通量预测值确定项目功能，并结合总投资明确公路等级，充分考虑到了建设对环境的影响，合理设定公路时速、通行车型、设计标准等因素。

（2）根据项目起点和终点位置，结合区域地形特点合理布局，提高沿线合理性，解决路线走廊带相关问题。

（3）集合施工现场特点和地形复杂程度进行合理划分，实地调查后拟定技术控制要点，并分单元施工，加强技术管理，提高施工规范性，采取整体填挖原则达到平衡，减少回头曲线和支挡结构，提高道路通畅性。

（4）对布线状况合理比较，通过确定小控制点拟定最佳的道路中线，优化施工方案[1]。

结合调研结果，山区农村公路地形复杂，其交通组成与常规公路有所差异，需坚持安全性、便捷性、经济性的基本原则，进行平纵线形指标的有效控制，提高线路合理性。根据实际状况可将山区农村公路车型分为小型车和大型车。小型车主要包括小汽车、轻型汽车和中微型面包车。大型车包括大客车、载重汽车等。拖挂车和集装箱车在常规公路数量较少，在纵断面设计方面，可以对山区农村公路进行平纵指标的优化。

2 小交通量山区农村公路路线设计方法

小交通量山区农村公路路线选择是否合理，是决定道路建设成果的基础，项目建设方案拟定后，需结合实际情况进行现场勘测，对施工现场有初步认知后采取现场走访、地质调研等不同策略获取一手资料。随后，对地质勘探结果进行详细分析并广泛听取社会意见，明确路线走向和设计目标，对可能存在的影响因素加以分析。结合山区农村公路的地形特点，一般情况下可将小交通量山区农村公路路线的线性分为越岭线、沿河（溪）线和山脊线[2]。

2.1 越岭线

路线起点到终点需要翻越山岭的为越岭线，该路线的关键点在于高程、垭口和两侧路线的控制。

（1）垭口位置：以山岭最低点山脊作为垭口，该位置的确定是明确线路走向的关键，可沿纵向方向进行路堑的下挖降低高程并缩短线路总长度，通过上述操作还可减缓坡度，提高行车安全。垭口位置的确定是选线工作的基础，技术人员需对该工艺点重点控制，提高技术指标可行性[3]。

（2）垭口高程：开挖隧道是控制线路总长的有效措施，该方案多见于高等级公路，且方案成本较高。低等级公路一般选择垭口高度优化措施提高路线合理性并优化成本。厚度过大者可采取浅挖方案降低工程量，厚度过小者则采取深挖方案提高纵面线形合理性。

（3）垭口两侧路线：垭口海拔过高，其两侧应选靠阳面，并根据海拔进行最大纵坡的折算，实现对纵坡的合理控制。阳面坡面段采取回头展线减少高差，并加强对平均纵坡、坡度、坡长等数据的合理控制，使相关指标符合设计规范，并在回头曲线设计的过程中避免应用极限值影响行车安全[4]。

2.2 沿河（溪）线

沿河流、溪流走向布设的线路为沿河（溪）线，线路布设需确定河岸区域，以确定路线高度及跨河位置等参数。

（1）河岸的选择：结合当地的地质条件，合理选择河岸，一般优先规则是选择视野开阔且地质条件好的一侧，以提高线路稳定性并减少工程量，同时优先选择村庄、城镇侧，提高公路的附属效益。

（2）线位高度：全面分析地质勘测报告，确保路线线位高于洪水安全高度并小于极限值，将线路设计控制在合理、安全、可靠的范围内。

（3）桥位选择：地形因素影响，可结合实际情况选择设立桥梁换岸。桥梁需拟定于河床稳定、河道顺平区域，结合项目特点进行桥头布设方案的优化，提高路线标准可行性以有效控制工程量[5]。

2.3 山脊线

山脊线需考虑以下因素：

（1）公路路线与分水岭走向一致。

（2）垭口地理位置优越，地形平坦。

（3）上下脊存在地形过渡的引线。

（4）分水岭平面简单无迂回或垭口高度差较小[6]。

3 小交通量山区农村公路选线技术要点

3.1 选择合适的技术标准

小交通量山区农村公路的建设应当结合地区需要、地形特点、交通状况、规划状况等合理确定，根据不同条件选定相适应的技术标准。小交通量山区农村公路技术标准的确定需与交通标准和自然环境相匹配，同时满足交通荷载的基本要求，确保行车安全的基础上增强附加效益。要针对不同项目合理选择技术标准，地质条件较好的路段可以适当放宽技术标准预留操作空间，对地质条件较差的区域则提升技术要求，确保线路合理性保障道路质量[7]。

3.2 平面线形指标

3.2.1 平曲线半径

公路项目需对平曲线半径合理控制，避免由此导致的安全事故，尤其是在转角较小的区域如果平曲线较小则会对司机产生影响，导致误判并产生错误操作，从而引发交通事故。故此，在对公路线性设计时，需确保公路曲线半径小于极限半径，通过扩大曲线半径的方式来达到合理控制道路行车安全的目的，如果地形条件受限，确实难以达到标准，则可以采用极限半径的方式加以控制，并设醒目标识加以提醒。

3.2.2 直线

与平原地区公路相比，山区公路地形结构更复杂、坡度变化更大、线路弯曲更频繁，司机在山区公路行驶更容易产生视觉疲劳，而且山区公路周边附属设施数量少，虽然降低了建筑成本，但增加了长度要求，且无形中增加了司机驾驶的疲劳感，易引发事故安全。一般情况下，县乡公路具备较高的跨度，不宜选用直线型设计，并且需将公路长度控制在合理的范围内[8]。

3.2.3 缓和曲线

根据公路建设规范，三级以上公路线路设计时，需确保圆曲线和直线角接触设置缓和曲线确保行车安全。缓和曲线设置多选用回旋线方案，具体长度应当结合项目特征和地质特点加以确认。进行缓和曲线设计时，应当以汽车行驶动力学为基础，同时考虑人体工程学和舒适度要求，使缓和曲线大于最小标准值，并将线形结合、公路等级、美观度等指标考虑在内。技术人员需综合考虑施工工期、项目进展、工程量、技术成本等因素，避免出现过大的缓和曲线，如果公路等级小于4级，在直线和圆曲线交接处可选用加宽缓和段的方式代替缓和线[9]。

3.3 避开不良地质

山区地质条件复杂，为山区农村公路路线设计提出了较高要求，在选线之前需要对地形特征全面了解，同时做好地质勘测工作了解影响公路质量的地质因素，掌握泥石流、滑坡易发区域及时间段，尽量避开该区域降低可能出现的突发事故。如果检测到不良地质条件，需要对原拟定路线方案进行调整并结合项目状况进行优化。由此可见，公路路线设计需在深度地质勘测基础上全面评估，结合当地项目资料避开不良地质条件确保公路质量，降低行车风险。

3.4 少占耕地，预防水毁

山区农村河流蜿蜒，小溪曲折迂回，河岸陡坡、水位涨落等因素会导致明显的冲刷现象，易对公路产生影响。因此，在路线设计的过程中需要加强对水文条件的勘测，充分掌握当地的水文条件，避免将线路落在冲刷严重的区域，同时还要在公路沿线设置防水毁措施，确保公路投入使用后不会受到溪水影响。路线规划区全面综合相关因素，尽量减少对农民耕地的占用。作为农民收入的主要来源，耕地被占领将会对其生存环境产生直接影响，同时也会导致当地生态环境难以恢复。

3.5 连续上下坡设计问题

山区农村公路高差大，为降低高差一般情况下会在纵断面设计过程中选用最大坡度、最大坡长结合的方式进行优化组合，达到以最小工程规模实现最大爬坡高度的目的。故此，在线路设计的过程中可以根据实际需求进行项目可行性分析，充分借助地形布线克服高差，要避免对极限坡长和坡度组合的频繁使用，只有当条件极为复杂确实没有其他方案可替代的情况下，方可结合公路用途、行车车速、性能指标等对坡长、坡度值加以优化，提高设计合理性，详见图1和图2所示。

图2 载重车速度折减与坡长曲线图

山区公路两个大纵坡之间应当穿插合理长度的缓和坡段以确保行车安全，为上坡车辆提供爬坡的行驶速度，并通过缓和坡段降低下坡车辆的制动频率，通过缓坡设置实现纵向排水，提高公路使用寿命。一般情况下，坡长应满足上坡载重车辆正常行驶的最小加速长度为宜。地形条件合理的连续上下坡路段，可以在行车方向右侧设置避险通道或爬坡车道提高行车安全性[10]。

4 工程实例分析

4.1 工程概况

该文对某小交通量山区农村公路施工进行了案例分析。该项目结构简单、无明显分层，路基宽度为3.5 m，满足单向通行条件。该项目部分沟壑路段被水冲刷严重，项目沿线缺乏有效的排水措施。

4.2 采用技术标准

根据实际情况结合我国道路建设施工规范，该项目为四（Ⅱ类）级公路标准，限定时速为15 km/h，选用沥青混凝土和水泥混凝土作为路面结构，路面宽度为3.5 m，路基宽度为4.5 m。

（1）超高设计：该项目设计最高时速为15 km/h，积雪冰冻区为超高值，采用线性过渡的方式加以缓和。路基中心为旋转轴，渐变频率为1/100，并确定最大超高横坡值为4%。

（2）加宽设计：项目路段内半径小于250 m的平曲线进行加宽设计。加宽值符合四（Ⅱ类）设计和建设标准，加宽过渡段均位于缓和曲线范围内。

4.3 路线方案

该项目路线以原有线路为基础进行建设。该线路整体为南北走向且线形单一，整体长度为36.8 km，可分为沿溪线、越岭线和山腰线三个阶段。A路段为沿溪线，坡度较小且线性变化不明显，平均纵坡值为5.1%。B路段为越岭线，沿线地质条件复杂，视野多遮挡，平均纵坡值为6.3%。C路段为山腰线，区域平缓且视野开阔，平面线形布局，平均纵坡约为0.4%。

5 结语

综上所述，小交通量山区农村公路线形设计，需以地质勘测结果为基础，通过设计人员对施工区域地质状况的分析，结合工程需求进行设计方案的优化与调整，从而满足公路路线基本功能，并提升项目综合效益。该文相关分析，为设计人员深入了解山区公路工程项目特点和路线设计注意事项提供了参考，并为路线平纵设计指标、线形元素的确定，指明了方向。