山區公路路線設計的特點與策略研究

唐世海

摘要：公路設計是公路工程建設的重要組成部分，山區公路工程建設環境的復雜性決定了其設計區別于一般工程設計的特征，需要設計人員加以重視。文章首先對山區公路路線設計的一些特點進行了闡述，然后重點提出了一些設計策略。

關鍵詞：山區公路;路線設計;設計特征;設計策略

中圖分類號：U412.3 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）12-0073-02

公路建設是區域經濟實現快速發展的重要保障，為了促進我國山區經濟的發展，就需要大力發展山區公路建設。然而，山區公路建設的環境比較惡劣，地勢與地形等條件復雜，極大地增加了公路設計的難度。在這樣的背景下，如何才能提升山區公路設計的質量值得深入探討。

1山區公路路線設計的特點

1.1自然環境復雜性

山區地區地勢條件、地形條件和水文條件等自然環境條件一般比較復雜，尤其是復雜的山區構造應力常常容易誘發巖溶、滑坡以及崩塌等不良地質問題，同時山區復雜的水文條件和氣候條件也非常容易造成泥石流災害、洪澇災害等比較嚴重的災害，給公路設計帶來了一定難度。

1.2生態環境多樣性

相較于平原等區域，山區一般具有優美的環境以及穩定的自然生態，人和自然之間呈現出一種和諧發展的態勢，所以在開展山區公路設計期間要高度重視保護當地的自然生態環境，如保存原有地區的動植物生存空間不會因為公路建設而受到破壞等，力求最大程度降低或消除山區公路建設可能對當地生態環境帶來的負面影響，確保公路適應設計符合現代公路設計理念。

1.3通道資源短缺性

山區一般具有非常復雜的地勢和地形，所以要從中選擇一條適應公路建設需求的路線難度比較大。基于此，要綜合考慮山區現有的地質條件、地形條件等情況，最大程度地利用山區道路建設所在地的各種資源，尤其是要有效地運用現有的山區通道資源。比如，山區公路一般具有“坡長且陡峭”、“道路狹窄且拐彎較急”等特征，如對于那些高大群山地區，在開展公路路線設計期間需要綜合考慮隧道開挖以及路線的縱橫施工等情況，確保路線設計的科學性與合理性。

2山區公路路線設計的策略

2.1明確路線設計原則

在設計山區公路路線期間，為了確保設計工作的質量與效率，需要首先設計人員明確路線設計的基本原則，之后嚴格依據各項路線設計原則開展路線設計工作，具體原則主要包括：其一，遵從安全性、和諧性與環保性等現代設計原則，仔細地選擇與確定公路路線的走廊帶。比如，在山區公路走廊帶設計期間，要避開所建設區域內的野生動植物棲息環境、濕地保護區等;要尊重山區建設所在區域人們的風俗習慣，保護當地重要的遺址遺跡等不被破壞。其二，規范性原則。在設計公路路線期間，需要嚴格參照國內關于公路勘察的設計標準和設計規范等，力求可以設計出符合國家標準的精品化工程。其三，經濟性原則。珍惜當地現有的土資源，設計中不僅需要考慮公路路線與所在區域內村落和城鎮的聯系性，同樣要盡可能地減少對耕地和林地等資源的占用。其四，整體性與協調性原則。在選擇山區公路路線期間，如果遇到山腰線、沿溪線或越嶺線等的布設，那么要遵從協調性與整體性原則，力求最大程度順應當地的地形與地勢。比如，在遇到溝渠或河流的時候，不適宜采取改溝渠或改河流的設計方案，力求可以做到山區路線與當地特有的景觀和環境等融為一體。此外，要注意嚴格控制長大下坡路線，且需要做好車速檢驗，借此來提高路線運行的可靠性與安全性。

2.2公路線路平面的設計

相較于平原區的公路項目建設，山區的地形條件更加復雜，且涉及到許多影響山區公路建設質量的因素，這使得在設計公路路線期間會受到比較多的約束條件影響。在開展山區定線期間，一般最適宜按照曲線定線方式，但是切不可照抄照搬，要注意設計的靈活性，力求公路沿線的地形與曲線設置保持一致性，相應的路線平面線形指標也需要達到平衡狀態。但是對于某些特殊的山區，要想使所設計的公路線路呈現出整體圓滑的情況，在定線時可以采取復合曲線對直曲線的組合方式，借此來有效提升路線平面設計的質量。此外，在設計公路路線期間，如果連接相鄰圓曲線之間的直線長度不滿足相關的設計規范與標準，那么可以對兩圓曲線間長度緩和曲線的長度進行適當調整，將緩和處理后所得的曲線進行徑向對接。如圖1，右轉角R半徑圓曲線與r半徑圓曲線之間進行連接時，可以采取插入一段緩和曲線的連接方式，借此來確保整體連接過渡的平滑性。通過該種處理方式，可以更好地確保公路線形與山區復雜地形保持良好的一致性，同時這樣也助于確保所設計公路路線行車的安全性。

2.3公路線路縱斷面設計

在設計公路線路縱斷面期間，相應的設計工作要點主要包括直坡段、凸曲線和凹曲線等的設計工作，具體設計要點如下：

（1）凸曲線設計要點。由于山區的地貌、地形和地勢等條件比較復雜，一般會伴有連續的兩種線形，即：大縱坡小半徑豎曲線與小半徑短平曲線。從路線設計視角來講，這兩種公路線形都不滿足公路線路設計的最基本要求，尤其是部分設計人員為了滿足規范設計要求而常常忽視山區的實際建設情況。在設計公路路線期間，平縱指標如果比較低，那么在采用上述兩種公路線形后就會對駕駛員的視線產生直接影響，使他們無法準確地判斷前方公路路線的實際情況。此外，在公路的縱面部位處存在斷背曲線的情況下，也可能會直接影響駕駛員的行車路線。針對上述的這些凸曲線設計問題，為了可以給駕駛員提供一個清晰的公路視線，設計人員要注意對凸曲線的半徑進行適當擴大，盡可能在滿足設計規范以及其他條件的基礎上，選擇大的凸曲線半徑。

（2）在設計山區公路路線期間，需要嚴格依據我國交通部等相關部門頒布的規范，科學設計凹曲線。但是部分設計單位可能會為了滿足規范中凸曲線指標的規定而一味地增加凹曲線的半徑值，這樣會直接增加公路工程建設的工程量以及總造價。山區的地勢、地形等較為復雜，常常出現較大縱坡或路面高低不平的情況，如果設計人員設計了過大的凹曲線，那么必然會造成后續公路路基挖方時候出現比較大的填土量，同時也會影響路基的防護以及排水，進而會對公路行車的穩定性與安全性帶來不利影響。因此，設計人員在設計山區公路凹曲線期間，要注意科學地設計凹曲線的半徑，切不可一味地為了追求公路建設的高指標而擴大凹曲線半徑。此外，由于公路的坡度會極大地影響行車汽車，所以設計公路凹曲線期間，對于坡度的控制還要選擇一些具有行車代表性的載重汽車，基于其通行車速等指標的應用來提升公路路線縱斷面設計的質量。

2.4超高加寬過渡段設計

在山區公路設計期間，為了克服汽車轉彎時候產生過大離心力，一般會考慮超高加寬情況。如圖2，道路中心線與實線之間寬度是彎道所需的，較于正常行車路線有所擴寬，這是確保山區公路拐彎處行車安全性的重要保障。

山區公路行車速度是運行車速開展計算，在確定車速后，超高主要參數主要受到橫向力系數的影響。而影響橫向力系數的因素主要包括車速、公路路面規格以及地質和地形條件等，且橫向力系數與車速為反向關系。假定達到最大超高率，那么相應的取值需要控制在0.06～0.15。針對那些車流量比較大的山區公路路段設計，需要結合道路行車速度來計算超高值;在那些溫差變化比較大的山區，同樣要注意結合溫差情況來科學設計和確定超高值。此外，在設計公路路線期間，常常會存在反向曲線、橢圓形以及半圓形等不同公路線形，此時對超高過渡段進行設計要結合實際情況進行科學計算和設計。比如，對于四級山區道路線路設計而言，為了確保當地行車的穩定性，可以直接依據道路設計規范來設計超高加寬過渡段。

3結束語

總之，山區公路的地勢、地形等條件復雜，增加了其施工的難度，非常容易誘發安全事故。為了確保山區公路路線設計的質量，需要從明確其設計基本原則入手，嚴格依據設計規范和要求，結合山區公路建設實際情況，做好平面、縱斷面和超高加寬段等關鍵部位的設計工作，確保可以有效提升山區公路路線設計的質量。