山區公路選線方法分析

李武龍

【摘 要】本文通過查閱相關資料，結合山區公路的特點，對山區公路選線的技術設計中山區公路線形設計、山區公路選線的相關技術進行了分析，并提出了合理選擇路線技術指標、合理設置擋土墻等山區公路選線的注意事項，以保證西北山區公路選線的合理性，在一定程度上能夠避免其他因素的干擾，促進山區公路的建設與發展。

【關鍵詞】山區公路;選線

中圖分類號： U412.32文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）17-0188-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.089

Analysis of Highway Route Selection Methods in Northwest Mountainous Areas

LI Wu-long

（Lanzhou Lude Survey and Design Co.， Ltd.， Lanzhou Gansu 730000， China）

【Abstract】Based on the relevant data and the characteristics of mountainous roads， this paper analyzes the technical design of mountain roads in mountainous areas and the related technologies of mountain roads in mountainous roads， and proposes reasonable selection of route technical indicators and reasonable settings. Precautions for the selection of mountain roads such as retaining walls to ensure the rationality of highway selection in the mountainous areas of Northwest China， to a certain extent， to avoid interference from other factors and promote the construction and development of mountain roads.

【Key words】Northwest mountain road; Line selection

1 山區公路的特點

1.1 山區公路具有地域性差異

山區的外部環境構成復雜，受氣候、地質水文條件等多方因素影響，易形成地域性差異。我國幅員廣闊，呈現出不同的氣候條件和地理地貌。我國的氣候條件，按照經緯度的不同具有差異，山區受地勢影響會進一步形成小范圍的氣候特點。高海拔地區，山體迎風面授冷空氣影響，多有積雪、結冰的情況。山區降雨量的不同對山體巖體、土體的穩定程度有影響，降雨量大的山區易出現山體滑坡、泥石流等自然災害。這些均對公路的選線造成影響。盤山公路，會根據山體的走勢、海拔的變化，產生急彎、陡坡、轉折的情況，且公路的施工長度較平原地區大幅增長。

1.2 山區公路的施工難度大

山區公路的施工難度大，除了盤山修路外，不可避免的要挖掘穿山隧道、建設跨流橋梁來連接各段的公路。山體的鑿挖難度受巖體的強度影響，巖體強度越大，鑿挖難度越大。山區的河流湍急，具有較強的沖擊力，一般須采用斜拉橋、高橋等設計來滿足橋梁的穩定性。另外，部分地區大型的作業機器很難進入，安全防護措施很難實施，造成該地區的公路施工難度明顯增大。

2 山區公路選線的技術設計與方法

2.1 山區公路線形設計

山區公路的線形設計包括平面線形設計與縱面線形設計、橫斷面線形設計三方面。在平面線形設計中，要將山區公路的路線選擇與山體的地形地貌相統一。傳統的山區公路路線選擇是先定路線，后評估，這就造成了選線需要進行大量的后期修改和調整，增加了設計定線的難度和后期地質處理的難度。因此要將地質評估放在前面，對待建地區結合衛星技術、航拍技術等進行有條件的實地勘察，盡可能地收集多樣準確的地質資料，設計人員進行路線方案設計和比較，并確定備選方案。對備選方案地區的潛在地質災害進行分析和預防，考慮預防措施的可行性和投用難度，最終確定公路路線。

對路面的負載程度要求高，適當地運用極限坡長及坡比，并進行多次的試坡，來確定公路的幾何輪廓和限界。對有條件的路段設置避險車道或者爬坡車道。避險車道的地理位置選擇要遵循三點要求：第一，要選擇在視線開闊的往來密集區，并設有明顯的警示標牌;第二，設置在公路的直線結構或者曲線半徑較小的結構內，方便司機駕駛和控制。第三，避險車道的寬度不小于8米，可以容納至少兩輛車。另外要增加避險車道的阻力，采用阻力值較大的碎礫石、逗礫石進行鋪設，防止車輛滑坡。山區公路的橫面坡度大，邊坡十分陡峭，具有山上不易挖，山下不易填的兩難特點，措施不當極易造成環境破壞，影響施工質量，因此在山區公路的橫斷面線形設計中要對斷面的形式、填挖高度等根據實際施工需要進行選擇。對于自然橫坡較陡時，應選擇分離式路基水平布置;反之，則采用整體式路基斷面。山體的邊坡具有不穩定因素，因此要注意公路填挖時的路基中心高度及邊坡高度控制。

2.2 山區公路選線的相關技術

隨著科學技術的發展，越來越多的信息技術手段被應用到公路的選線建造中，其中GIS技術在山區公路的前期地質情況勘探及路線方案設計調整中起重要作用。

為了實現施工地區及施工周圍崎嶇地質變化自然過程的模擬演示，輔助設計人員需要進行正確的決策，選擇最優的山區公路路線。除了GIS技術外，包括緯地系統、CAD系統以及路線大師系統等均作為山區公路路線設計的計算機輔助系統被應用到實際的工程，其功能包括公路的線形設計，工程表繪制、土石方的自動該調配等，從而實現多個虛交處理。除了信息技術手段，數學方法中的遺傳算法對公路路線選擇優化具有實用價值，可以得到多目標決策矩陣，形成量化模型，從中選擇最優的路線方案。實際案例的決策矩陣包含的指標如表1所示。

3 山區公路選線的注意事項

山區選線應達到線型順適、平縱橫指標均衡，根據實際地形進行線形布設，既不能片面追求高標準，不顧工程量的大幅增加，也避免采用極限指標，在地形較平緩、工程量增加不大的情況下，可適當提高線形標準，對于橋隧等重要構造物，可適當提高一個等級，后期改擴建時，可降低改造技術難度。

3.1 平面設計

公路中線的位置一般設在路基半填半挖為易，但實際設計中，不容易控制，所以必須對路線平縱橫進行考慮。直線作為平面線型的要素之一，在山區地形難于與地形相協調，直線過長，易產生高填深挖路基，地線過短又受技術指標的控制，尤其是同向曲線一般難以滿足要求，則宜出現"斷背曲線"，駕駛員在駕駛過程中產生反彎的感覺，破壞線形的連續性，一般采用復曲線來代替曲線間的短直線。因此，曲線間的直線長度以2倍的行車速度作為極限值控制。曲線在山嶺區隨著線形流暢性的要求，所占比例一般可達60%以上。傳統的交點法以直線控制交點，設曲線后，線形基本與控制點偏離較大，尤其是卵形曲線的出現，交點法在山區地形中只能作為控制路線走向。曲線法（積木法）作為山嶺區選線的方法之一，很好地解決了交點法的不足，隨著路線軟件中平面智能布線模塊的開發，曲線法就像一條可伸縮的繩子一樣，通過鼠標對圖形的拖動即完成任意復雜線形的布設，簡單實用。

3.2 縱斷面設計

山區縱坡是最為重要的指標，展線布局必須從縱坡的安排開始，不僅要考慮當前公路等級，也要考慮長遠發展。現有不少舊路因縱坡大，項目改造時，技術指標很難滿足規范，只能重新選擇新線，有些公路雖然縱坡達到技術指標，但因過多地采用了極限值，對行車安全帶來很大隱患。因此，縱坡應盡量平緩，試坡展線時，應以5%左右的平均縱坡控制標高，彎道多、半徑小的地段可按4.5%控制，為縱坡調整留有余地。縱斷面設計時，盡量填挖平衡，移挖作填，減少棄方，陡而長的縱坡中要利用地形插設緩和坡段。

3.3 平縱面的配合

平縱面保持平縱技術指標的均衡性，如果平面采用高標準的線形而縱坡線形反復起伏，則看上去線形不美觀。長陡坡盡頭應避免設小曲線半徑，平豎曲線的位置應采用平包豎的形式，避免一個平曲線包含兩個及以上豎曲線。

4 合理設置擋土墻

選線時往往容易忽略橫向坡度估測，造成在陡坡路段形成細長土條的填土邊坡，施工時不易填筑，就必須通過設置擋土墻來增加邊坡的穩定性，內業設計過程中造成擋土墻墻身過高、設置段落較多，工程造價增加等問題。所以在設計中，如原地面橫坡較陡，土方填不住，應先考慮下挖多少可以填筑，如縱坡不能調整時，還可考慮移動中線位置，但免不了產生大量棄方。因此，如何減少擋土墻，減少棄方，應對平縱橫綜合考慮。

5 結束語

山區公路的選線具有地理區域特征，并需要根據自然環境因素、施工技術指標、社會效益等多個方面進行考量，運用先進的信息技術輔助進行科學的決策和方案的優化，達到提升公路建造質量、優化交通發展，促進人與環境和諧共處的目標。

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