山地公路的設計特點及優化思路

盧麗萍

摘要：山地公路建設難度很大，對設計的要求也非常嚴格，尤其是在安全性、經濟性和生態保護等方面，比平原公路甚至高速公路復雜。文章通過分析與研究山地公路的設計特點，進一步歸納優化山地公路設計的相關思路與原則，以期有益于我國山地公路設計水平的提高。

關鍵詞：山地公路;設計;特點;優化

中圖分類號：U412.3文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.013

文章編號：1673-4874（2019）07-0039-04

0引言

改革開放40年來，我國基礎設施建設的發展已經比較全面，路橋施工水平不斷提高，公路覆蓋面也顯著擴大。隨著社會經濟的發展，我國道路施工建設已經進入了下一個階段，即更多地著眼于建設難度大、施工要求高、成本高的偏遠地區公路、沙漠公路、山地公路等，而山地公路則是其中的發展重點。隨著我國大力發展西部內陸地區政策和扶貧攻堅政策的實施，西部貧困、偏遠山地公路建設將成為未來數年內我國基礎設施建設領域的關鍵，四川、貴州、云南、廣西等多山地省區也將迎來下一個公路建設的高峰期。然而山地公路與平原公路在設計施工上有著顯著的差別，施工難度更大。因此，更好地優化山地公路的設計思路，提高山地公路的設計水平，對于推動我國西部地區公路交通建設的總體水平有著重要的意義。

1山地公路的主要特點

1.1地質情況復雜

首先，山地公路要在山嶺上修建，地況非常復雜，而且沒有規律可循，存在安全隱患和較大的施工難度。公路設計者不僅要考慮山地土壤的質地構成，而且要根據實際情況調整、設計復雜的山地路線。即便是如此，山地公路的設計也不可能完全克服復雜的公路阻礙和巖石結構帶來的困難，還需要依靠強大的技術理念和手段使設計方案能夠順利實施，最終完成施工。在具體的設計過程中，必須要根據山地的不同地層特點，針對性地開展基礎性工作，避免將公路路線設計在硬度較大的巖石層上。此外，山地公路建設的地勘比較重要，必須在開展路線設計之前進行，即先對整個山體巖層情況做詳細的勘察了解，標注不適宜施工、爆破的地區，提前判斷容易出現山體滑坡和泥石流的地區，并在路線設計過程中加以規避。

1.2周邊環境影響較大

一般來說，山地公路區域原始自然環境保持得較好，容易出現密林、草叢、灌木等大范圍植被地帶，這會對山地公路的設計施工產生較大的負面影響。植被結構會對山地公路的施工爆破提出比較高的技術要求，即既要清除山地施工的障礙，又不能大規模破壞當地的自然環境。此外，清除植被一般還需要得到當地政府的批準，清除范圍越大，涉及到的手續批文難度就越大，流程越長。因此山地公路的設計方案，必須綜合考慮對山地植被的破壞程度，以及由此需要付出的各種額外成本。而一旦山地公路路線周邊有居民住戶存在，更會涉及到征地拆遷等復雜的問題。

1.3施工爆破難度大

山地公路設計施工與平原地區的一個重要的不同點，就是巖土爆破量非常大。爆破對施工技術的要求很高，如果不具備較豐富的經驗和資質，巖石的爆破容易造成人身傷害，甚至地質災害。更為重要的是，對于山地公路的設計者來說，在什么區域使用炸藥、使用多大劑量都需要仔細核算，并結合工地的實際考察情況和地勘結果進行綜合預估。

1.4建設成本高昂

與普通公路相比，修建山地公路所需耗費的成本、人力、物力都大幅度地增多。如果說民間資本還可以參與投資修建普通公路的話，那么西部偏遠山區的公路、涵洞、橋梁則一般只能由國家出資修建。除了前文所說的，在地質勘測、植被處理、爆破施工等方面需要額外增加不少成本之外，山區原本交通網絡不發達，使得物資運輸、裝備機具的使用、殘土清理乃至生活物資的供應都要耗費較大的額外成本。因此從設計的角度來說，應該綜合考慮上述因素，把山地公路的成本管理精細化，為施工期成本的節約奠定基礎。

2山地公路設計需要考慮的主要因素

2.1路線設計

山地公路地勢復雜，線形設計非常重要。如果設計過程中不綜合考慮路線問題，很可能會使得車輛的理論速度與實際的速度之間產生非常大的差距。在山地公路地勢險峻的情況下，很容易造成車輛行駛過程中的失控，導致嚴重的交通事故。這意味著山地公路的設計必須更多地考慮安全指標，應保證山地公路的線形組合科學合理及運行車輛的安全。重點要關注彎路的坡度和彎度，要綜合考慮車輛制動的距離與動力性，避免長下坡突然轉彎，或者上坡過程中的大彎道，或者角度過大的陡坡等。

2.2視線設計

在山地公路眾多交通事故當中，大多數都是由于駕駛員的視線不集中或者是疲勞駕駛引起的。山地公路地勢復雜，對路況掌握不清楚，必須依靠視覺、聽覺等手段預判前方的交通狀況。如果駕駛人的視線因山地公路的設計問題而出現被遮擋、模糊等情況，那么極易造成嚴重的交通事故。駕駛員在獲取前方交通信息的時候容易受到光線的影響，而山地公路隧道涵洞較多，光線差距大，駕駛員在進出隧道涵洞的過程中，視覺會因為光線的變化而產生影響，很可能對前方的突發狀況來不及反應。因此，在山地公路隧道設計的過程中要注意內部的照明，保證光線以及色彩能夠柔和，緩解駕駛員的視覺疲勞。

另外，環境對于駕駛員的影響還體現在感覺與意識上，風景較好的路段能夠緩解駕駛員的疲勞感，促使駕駛員集中注意力，減少因疲勞對駕駛技能產生的影響。當出現較大的彎道、陡坡，或者其他特殊路況的情況下，必須提前通過多種方式警示駕駛員，包括設置路牌、指示燈、高音喇叭等。尤其是應在容易出現事故的路段提前警示，以引起駕駛員的高度注意。

2.3氣候問題

與平原地區相比，山區的氣候變化更為明顯，早晚溫差很大，路面濕滑現象多有發生。據統計，在濕滑路面上發生交通事故的幾率是平常情況下的兩倍。因此，在山地公路的設計過程中，需要考慮到濕滑因素對車輛性能、速度的影響。對于容易積水路段和濕滑路段要設計得相對平坦，給駕駛員留出容錯空間。此外，山地氣候變化非常明顯，早晚溫差很大，非常容易造成積水，影響駕駛安全，因此需要重點加強對容易積水區域的排水設計。在山地公路當中，隧道涵洞的溫度相對恒定，但是在入出口地段，由于風力和溫度的不同，很容易造成劇烈的小氣候變化，導致駕駛員一時無法適應。因此在設計的過程當中，針對隧道涵洞出入口或者是氣溫變化較大的山地公路，設計中應該考慮到氣候問題和駕駛安全性問題等。

2.4避險車道問題

由于山地的地形相對復雜、坡度大，因此在山地公路的設計過程中，要把高度差問題作為重點關注的對象。傳統的設計理念一般是通過連續的長坡來緩解高度差造成的行車影響，不過長坡也不能一勞永逸地解決所有高度差問題。由于重型貨車的行駛慣性較大，一旦面對載重量較大的重型車輛，長坡駕駛很容易導致非常嚴重的交通事故。在這種情況下，設立必要的避險通道能夠使重型貨車的行駛擁有更多的選擇，在其面對比較危險的情況時能夠提供必要的安全保障。從設計地點來看，山地公路中的避險車道，需要在設計過程中選取相對平坦的高山平臺地帶，并盡可能預留出一定的空間。

2.5標準與質量問題

一般來說，山地公路的設計有一定的特殊性，應單獨適用于特殊的設計標準或設計方案。然而現行國家標準公路工程設計規范未涉及到山地公路常見的與回頭曲線相關的平、縱斷面指標，僅在山地較多的部分省份有一些地方標準，這就導致設計人員在山地道路勘測中遇到回頭曲線幾何線形時，對規范指標的選用上存在較大的困難。而設計標準出現了問題，直接的后果就是公路質量存在重大的缺陷：（1）缺乏有效的標準就會導致設計手法呈現出平原公路的特點，對山地地形本身的特點如果不加以細致的研究，僅用習慣性的平原設計理念，不僅可能造成公路質量不達標，還有可能額外造成成本支出的增加。（2）運用的平縱指標比較高，會導致土建施工量的增加，不僅成本過高，還會破壞山地的植被與原貌，帶來一定的生態問題。（3）有的山地公路設計過度地拘泥于規范的技術指標，而忽略了一些支路交通以及部分匝道的功能。結果使山地公路寬度過大，表面上看起來具有寬敞美觀的特點，但實際上要為額外占用的土地資源支付大量的資金成本和環保成本。

3山地公路設計的原則與優化思路

3.1生態原則

山地公路的設計不僅要避讓巖石、巖層，更要注重山區生態環境的保護。山地公路修建區域不可避免地會對動植物的生長產生一定的影響，由于山區的經濟發展水平一般不高，而植被生態往往是這些地區賴以發展的優勢所在，一旦生態遭到破壞，即使修了公路也未必能夠彌補生態損失，因此生態問題是山地公路設計中一個必須要重視的問題。在山地公路規劃的過程中，要使施工區域盡量遠離大范圍的生態保護地區，尤其是盡可能地遠離河流這種動物聚集地。公路建設如果必須要占用林地、農田，則必須采取一定的補救措施，恢復該地區的生態平衡。在必要的情況下，盡量減少光照污染、電磁污染等影響動植物生長、發育的因素。

3.2安全原則

首先，山地公路的建設不僅需要土工作業，還需要運用大量的石材。這些石材的主要作用是用于山路的圍欄、扶手等安全設施，通過增加山地公路的安全性來保障行車順暢和高效。另外還要重點關注山地特有的一些自然災害對公路安全造成的影響，如泥石流、山體滑坡等。應在設計階段進行詳細的工程地質勘察，查明山地公路區域的松散土層，尤其是經過爆破已經有所松動的區域，可能會滑動的大塊山石以及被爆破的地層出現再次擴大的裂縫等。應對山區公路途經的水文特點加以深入研究，排除泥石流等自然災害的影響，盡可能地減少因自然原因而帶來的路橋事故隱患。最后還應以生態安全作為重要的考量指標，將山地公路對當地動植物和生態環境的影響降至最低。

3.3高效原則

山地公路建設需要耗費的成本很大，因此要盡可能地縮短山地公路修建的周期，發揮設計的高效性。要把滿足山區生產生活和生態環境的需要作為路線設計的核心理念。在平面設計方面，縱斷面設計與平面設計相輔相成，以前者為主，后者為輔，盡可能地使設計符合山地特色，在順應山地脈絡和沿線自然條件的情況下設計出適宜各種類型車輛行駛的路線。在公路路線的縱面設計上，需要采用平曲線和豎曲線相結合的方法，保證車輛在通行的過程中，能夠擁有良好的行車視距。同時在山地公路的設計上，需要增加平曲線的半徑長度，滿足山地公路路基的高度需求，提高山地公路的使用壽命，并注重行駛過程中的保護作用與效果。在設計路徑選擇上，要綜合考慮采用盤山道的模式還是涵洞的模式，在兩者都可選的情況下，盤山道的成本更低，但是事故發生率高;涵洞成本高昂，但是安全性更好。山地公路設計方，需要綜合判斷地區的特殊情況，在設計過程中，應保證安全性、成本和對當地經濟的促進作用等多方面因素的均衡運用。

4結語

隨著我國經濟的進一步發展，未來山地公路的建設將逐漸增多，對于山地公路設計的安全性與經濟性的需求也必然更加強烈。山地公路的特殊性，決定了必須結合山地的特點，因勢而動、因時而動，以科學、高效、生態的設計理念優化山地公路設計，使我國的山地公路不僅能夠成為帶動中西部地區經濟發展的大動脈，更能成為新時代我國社會主義現代化建設的見證。