公路的路線選擇和優化的方法及依據

胡兵

摘要：近年來，我國公路建設行業也得到了極大的發展。路線選擇與設計作為公路建設的主要內容之一，其選擇是否合理、設計是否有效都將影響到工程建設的整體質量。文章主要就公路的路線選擇和優化的方法及依據展開了相關的分析，以供廣大同仁研究探討。

關鍵詞：公路路線選擇;優化方法;依據

選線是公路線性設計的重要環節，選線的質量直接關系到整條公路的質量、工程造價及公路今后使用的適用性、安全性、可靠性和壽命。另外，在兩點之間，可能的線路很多，地面因素又復雜多變，加之線路本身平、縱、橫三方面的相互影響和制約及線路位置對公路構造物和其他公路設施影響等因素，使得選線工作變得十分復雜，因此，選線是一項具有很強的技術性、綜合性和政策性的工作。

一、公路路線選擇的原則依據

公路工程規劃設計過程中，路線選擇是否合理極為重要，要求必須在公路起始點與終點間選擇公路路線，該路線應具備合理性、可靠性與經濟性。同時還需對公路工程施工現場的周圍環境進行充分考慮，降低對自然環境的影響。在公路路線設計中，需對路線可能出現的影響因素進行分析，對各個細節全面掌握，才能實現路線選擇最優化。為此必須遵循以下原則依據：

（一）針對公路路線設計的各個環節，應做好調查研究作業，按照面―帶―線的順序，實施全面調查，并利用不同路線方案的分析對比，進行最優線路的合理選擇。首先應對設計施工安全性加以重視，這也是保證公路運行安全的主要因素;其次必須對平、縱、橫等各項路線設計技術指標間的配置關系進行協調，確保各個線形配置的合理性與連續性;最后對施工造價、施工工期與施工作業難度等進行綜合考慮，以此保證施工進度。

（二）周圍環境影響因素為公路線路選擇必須考慮的問題，要求線路設計必須要降低對公路工程沿線經濟發展的影響，降低占用耕地、林地，減少土地資源浪費;還要對不可移動文物加以避讓，降低對人文風景、古跡的影響及損壞，達到人與自然和諧發展，提升工程建設的社會效益。

（三）公路施工設計中，避免不了對當地環境造成嚴重影響，如污染、破壞等，為此需對環境保護加以重視，要求必須嚴格遵循“保護優先、以防為主、以治為輔、綜合治理”的原則，如山區公路工程路線選擇時，需對地形地貌、地表植被等加以重視，避免水土流失，降低對環境的影響。

（四）公路路線設計應與整體設計目標相符，以道路功能為主分析，路線選擇時，不僅要對公路和其相應路網、交通節點之間關聯性進行分析，還需做好路線、各個交叉口、構造物間的設計工作。

二、公路路線方案選擇的步驟

公路路線方案選擇作為公路勘探設計中的一個重要環節，在全局工作中起著關鍵性的作用。其步驟分為公路走廊帶（通道）選擇、路段方案比較以及局部路線線位優化論證三個階段。作為公路選擇的第一階段，公路走廊帶（通道）選擇分為走廊帶選擇與工程建設規模研究;第二階段的路段方案比較作為三個階段中至關重要的一個階段，比選深度深、工作量大，項目工程可行性研究、初步設計以及技術設計主要在這一階段實現。作為公路路線方案選擇的最后一步，局部路線線位優化主要開展項目初步設計與施工圖優化設計工作。

三、公路路線選擇方法

目前公路路線選擇方法主要有生態選線和安全選線兩種方法。

（一）生態選線

生態選線又被視作環境協調性研究，是一個將公路建設對生態環境造成的影響降至最低的選線方法。生態選線主要包括三部分內容：確定研究范圍、基于空間關系的環境敏感性調查與分析以及可行方案的比選。

1、確定研究范圍主要是指確定公路生態系統的邊界。

2、基于空間關系的環境敏感性調查與分析，主要是通過分析、評價環境保護的空間來選出影響環境小的路線走廊及環境敏感性高的區域。調查的內容包括所有與環境有關的問題，具體是指公路建設對野生動植物的影響、對水環境的影響、對水土流失的影響以及對人類日常生產活動的影響。

3、可行性方案比較，這一步主要是通過CAD制圖軟件構建可行路線方案，并結合實際調查結果在環境協調性方面進行比較，最終確定可行的最優路線方案。當然在這個過程中也要考慮到公路的安全、美觀、經濟等因素。

（二）安全選線

安全選線主要包括安全檢查的指標、安全標準以及安全選擇程序三部分內容。

1、安全檢查的指標

安全檢查主要包括5個指標：曲線變率（英文簡稱CCRs）、設計速度（VD）、運行速度（V85）、直線的獨立性分析、相鄰曲線半徑關系。

2、安全標準

我們可以從三個方面開展安全設計分析，這里我們用三個定義來表示，設計速度VD與實際運行速度V85的一致性用安全標準I表示，相鄰路段運行速度的一致性用安全標準II表示，路段橫向力系數提供值與其需求值之間的一致性用安全標準III表示。

安全標準I主要針對路線設計一致性的檢查，這里的檢查對象為單個線段，就某一路段來說，設計速度VD與實際運行速度V85應相差較小，并保持一個相對平衡的狀態，只有這樣設計的一致性才能得到有效保證，當出現|V85-VD|>20 km/h時，設計速度與實際運行速度相差較大，極易導致交通事故的發生，這時視為不良設計，相關工作組應重新修改設計方案;安全標準II主要針對的是相鄰路段一致性的檢查，檢查對象是指包括相鄰曲線之間、曲線和直線之間在內的相鄰線形要素運行速度差是否滿足安全要求，當出現|V85i-V85i+1|>20 km/h時，平面幾何設計不一致明顯，運行速度圖存在突變，極易導致交通事故頻繁發生，這時視為不良設計，相關工作組應重新修改設計方案

3、安全選擇程序

在安全檢查指標和相關標準的基礎上，安全選線的具體程序如下：

（1）根據公路功能、公路等級、地形以及設計交通量確定設計速度VD。

（2）依據設計速度VD，按照技術標準，確定平曲線最小半徑、豎曲線最小半徑、緩和曲線最小長度、橫向力系數提供值以及坡度等技術指標，而后借助公路路線CAD軟件進行路線平、縱、橫設計，初步確定平縱面線形（注意在設計過程中需考慮與周圍環境的協調性）。

（3）計算單曲線的CCRs值。

（4）計算單個線元的V85值，檢查單個線元的V85與VD的一致性

（5）檢查相鄰單曲線之間的運行速度一致性，包括曲線與直線之間的一致性。

（6）檢查路段橫向力系數提供值與橫向力系數需求值之間的一致性。

（7）利用三個安全標準，檢查路線的安全性。如果路線設計的安全性達不到安全設計標準，必須重新進行線形設計，直到滿足安全設計要求。

（8）按照每一路段的V85，計算相應的停車視距、超車視距、最大超高值、最小超高值。

（9）建立公路三維模型，進一步進行三維透視檢查。

四、結語：

總之，公路路線方案選擇直接或間接地與道路的建設者、使用者以及周邊環境等各方產生聯系，因此我們在進行方案選擇時要綜合考慮到各方因素，并處理好各方間的關系。只有這樣才能提高公路路線設計的合理性。

參考文獻：

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