山區公路設計中應注意的問題及設計方法

吳志文

漳州市先行勘測設計院有限公司

山區公路設計中應注意的問題及設計方法

吳志文

漳州市先行勘測設計院有限公司

山區公路設計影響因素較多，地形環境更加復雜多變，必須從中總結經驗，提高設計水平。要做好前期勘察合理選擇公路線路，加強道路安全性方面的設計，注意道路曲線長度的設計，注重線形組合設計，強化對公路護坡的處理，處理好各個環節中的細節，提高山區公路工程的設計質量，延長其使用壽命。本人根據自己多年設計經驗總結，下面就對這些方面進行分析，希望給有關人士一些借鑒。

山區公路設計；注意問題；設計方法

1 分析山區公路設計中應注意的問題

1.1 在山區公路線路選擇中存在問題

進行山區公路建設過程中，必須考慮多方面的因素，否則公路投入使用后將會出現很多問題。規劃線路要滿足道路等級規定，將不同線形科學的組合到一起，當前在公路線路選擇中存在較多問題，例如設計中選用的線路和地質勘察結果不符合，直接影響山區公路的設計和施工。根據多年工作經驗總結得知，只有做好前期的勘察工作，才能確保線路的合理性，但是實際工作中，往往由于設計時間緊，前期勘察工作做不到位，導致前期勘察工作質量下降，公路線路選擇不合理，為后續工作帶來了很多問題，比如增加投資、重新設計等等。

1.2 分析山區公路在安全設計中出現的問題

在山區進行公路建設存在很多困難，例如山區地形復雜多變，如果線路選擇不合理，或者施工不到位，在投入使用中就會出現安全問題；山區公路設計存在連續彎道情況，在彎道行駛過程中，駕駛員的行車視距會大幅度縮短；山區道路受到地理環境的限制，導致彎道的道路半徑較小，在經過連續彎道時很容易出現事故。另一方面，在山區地勢起伏很大，連續上坡也經常發生事故，很多設計人員沒有到現場勘查，因此在設計中沒有對彎道、上坡段做好設計，道路在投入使用中經常發生安全事故，不僅影響駕駛人員和車輛的安全，道路自身也經常被破壞，提高了道路的維修成本，限制了道路作用的發揮。

1.3 分析曲線長度設計中存在的問題

山地公路設計必須注意對曲線長度的設計，對于緩和曲線而言，其主要在直線與圓曲線之間應用，或者在兩個半徑相差較大的圓曲線上應用，其屬于一種曲率連續變化的曲線。設計目的就是利用道路曲率的變化而滿足車輛駕駛的需求。但是很多地方的道路曲率設計不合理，沒有經過測試和精準計算，甚至有些道路直接根據地勢結構，天然曲線進行道路設計，導致在駕駛中曲率變化不一，車輛行駛軌跡和曲率不能很好的貼合到一起，直接威脅車輛和駕駛人員的安全。

2 分析山區公路設計中的設計方法

2.1 做好前期勘察合理選擇公路線路

對山區公路進行線路選擇中，如果規劃線路需要穿過民房、廠房等公用密集的地區，進行線路勘察時如果沒有其他因素影響，可以選擇直線線路，兩點之間距離最短，從整體規劃而言可以保證公路里程最短。但是現實情況并非如此，在山地公路建設過程中，受到當地生態環境、自然條件、經濟、環境等因素的影響[1]，因此雖然理論上所規劃設計出的公路線路比較合理，但是再考慮上述其他因素后，就要對線路做綜合的調整，對公路線路做整體優化，提高其實際的經濟效益。在山區公路建設過程中，為了有效縮減工程項目的投資，避免發生不必要的民事糾紛，進行公路線路勘察設計時最好距離居民區較遠，科學應用當地的地理條件，做好建設施工量最小，在此基礎上，要達到公路工程建設和當地地區經濟建設有機結合，從而將公路作用發揮到最大。除此之外，進行山區公路選線過程中，不能只追求高標準，也不能只注重表面的環保，要從實際情況出發，權衡投資和效益[2]。等級較低公路，曲線間夾直線可適當降低標準，同向曲線間夾直線可降至2.5V，反響曲線間夾直線可降至2V。很多時候線路選擇只依靠工作人員的經驗，沒有借鑒勘察得到的地質數據，導致設計方案不合理，因此各個公路設計單位及人員必須重視前期勘察工作和線路選擇工作，提高勘察質量(如圖1所示）。

圖1：合理選擇公路線路

2.2 分析在道路安全性方面的設計

針對山區地形多變的特點，在道路設計中主要以曲線設計為主，常用的線路類型是緩和曲線和圓曲線。設計中要嚴格按設計規范要求進行彎度半徑的選擇。若是連續彎，根據經驗總結，相鄰半徑比不應大于2。進行彎道設計過程中，不僅要滿足彎度半徑，還必須強化安全防護，增加隔離柵欄、護欄的建設數量，在重要路段，事故多發路段設置好警示標識，提醒車輛減速慢行[3]（如圖2所示）。

圖2：因地制宜進行設計

2.3 曲線設計中注意對長度的控制

為了滿足車輛行駛的要求，提高山區道路的安全性，設計人員在道路設計中應用了緩和曲線，這樣道路曲率能夠和車輛行駛軌跡比較完整貼合到一起，有效避免車輛行駛時受到離心力和行駛方向的影響，行駛中不會出現較大的沖擊力，在實踐中應用這一設計方法具有很好的過渡作用和緩沖作用。進行山區道路設計時一定要嚴格控制緩和曲線長度，過短和過長都不適合，這樣對車輛行駛產生致命影響。具體而言，如果緩和長度設計的過短，增加曲率變化的難度，而且道路其他的圓曲線不能和緩和曲線完整的銜接，還會影響駕駛人員的視覺效果，例如緩和曲線長度設計過短，在駕駛中會呈現給駕駛人員一種沖擊感；緩和曲線長度設計過長，超高漸變率過小，會導致曲線段路面排水不暢。

由此可見，緩和曲線在設計中必須有效控制長度，綜合考慮各項元素，例如安全要素、線路坡度、離心力、路面排水等，確保線路設計的美觀性及和諧度。一般緩和曲線長度在設計中回旋線:圓曲線:回旋線的比例為1∶1∶1。

2.4 線形組合設計工作

公路設計時，一般做法是先平面線形設計，后進行縱面線形設計，因此，在進行平面線形設計時，需同時考慮縱面線形設計的配合。平縱線形組合設計原則為“相互對應”，且平曲線稍長于豎曲線，即通常說的“平包豎”。研究資料表明，平曲線半徑小于2000m，豎曲線半徑小于15000m時，平、豎曲線的相互對應對線形組合就顯得十分重要；隨著平、豎曲線半徑的增大，其影響逐漸減少。當平曲線半徑大于6000m，豎曲線半徑大于25000m時，對線形的影響就顯得不敏感了[4]。

線形組合設計時，要考慮合成坡度是否滿足要求。由于山區公路，受地形等條件影響，平曲線半徑往往會設計的比較小，縱斷面坡度又設計的比較大，這時候就要檢查合成坡度是否超過規范值，若超過規范值，則應調整平縱面設計。

同樣，山區公路，由于受地形等條件限制，設計時，經常是小半徑，大縱坡，這樣，往往造成停車視距或者會車視距不夠，因此，我們在設計過程中要檢查視距是否滿足要求，若不滿足，則應調整平縱面設計或采取其它有效措施以滿足視距要求。

2.5 強化對公路護坡的處理

在山區進行公路建設過程中，邊坡防護處理工作不到位就會出現安全事故，一般山區公路會在山體附近建設，如果自然條件發生變化，或者在陰雨天氣運行，直接影響車輛通行，公用效率大打折扣，由此可見加強對邊坡的治理十分重要。在山區公路中常見的危害有沉降、路基位移、邊坡塌陷等。通過對問題的分析得知，根本原因是路堤壓實度不高，邊坡高度設計不合理，設計中為了規避這一系列的問題，處理邊坡時要因地制宜，節約投入的人力物力，提高施工效率，結合不同地理環境，有針對性的制定邊坡處理方案，避免在這一環節出現安全隱患。選擇使用方法要根據地理環境，地勢情況以及具體施工需要等，不能盲目施工。

3 總結

通過以上對山區公路設計中應注意的問題分析，發現和普通公路設計有很大區別，尤其在邊坡防護、線路選擇、彎曲長度設計上要求更為嚴格，針對以往山區公路設計存在的問題，有針對性的進行了優化設計，滿足公路設計的整體需求后，還可以保證駕駛人員和車輛的安全。

[1]李紅珠,石旋.山區公路勘察與設計中應注意的幾個巖土工程問題[J].工程技術:引文版,2016(11):00269～00269.

[2]徐翔輝.淺談山區四級公路設計中的問題與注意事項[J].城市建設理論研究:電子版,2016(8):00233～00233.

[3]錢小波,楊余青.山區公路路線設計應注意的幾個問題[J].工程技術:引文版,2016(5):00078～00079.

[4]JTG D20-2006,公路路線設計規范[S]

[5]JTG B01-2014,公路工程技術標準[S]

[6]JTG D30-2015,公路路基設計規范[S]