山區公路路線設計方法探析

章小平

(淳安交通設計有限公司，浙江 淳安 311700)

1 關于山區公路平面選線設計分析

整體來講，山區公路在選線設計環節，設計人員要根據項目所在區域以及公路沿線范圍中的地質條件、地形地勢、自然環境等，在選定的走廊帶與主要控制點的基礎上，進行布局和總體設計，合理運用技術指標。按照“從輪廓到細節”、“由淺及深”的原則，設計多個方案，并通過對比將最優的路線方案確定下來。具體是：

第一，設計過程中，需著重考慮山區公路的安全性、舒適性、經濟性、便捷性，在較高技術標準基礎上，盡可能將造價成本降低，并為后期施工以及養護打下堅實的基礎。

第二，在具體選線時，相關設計人員需深入到山區所在區域，對沿線范圍的地質條件、水文地質情況進行勘察，進而明確對工程項目產生不良影響的相關因素，并盡量避開特殊的、不良的地形地質區域。

某山區公路擬定設計標準為三級公路，設計速度30 km/h，起、終點相對高差達300 m左右。基于上圖的環境來看，必然會引起道路彎多、坡陡，而且線形指標相對較差、工程量較大，這就意味著后期養護難度比較大。考慮到越嶺沿線區域人口一般較少，山區公路主要滿足當地群眾日常出行。一般選線應盡可能避開特殊地形條件，倘若無法避免，必須要從中穿過，那么也要選擇合適的位置，盡量將穿越面積縮小，并設計好沿線工程防護措施。

第三，注重環境保護。山區自然生態環境往往比較好，因此路線設計必須考慮與自然環境協調性，最大限度減少因為公路施工導致的環境破壞問題。此外，還要減少農田耕地的占用，對現有耕地資源進行有效保護。

第四，在山區公路平面選線過程中，還要特別注意平面與縱面的合理組合，保障公路線形的美觀性，避免產生不利線形而影響行車安全和舒適。

2 關于山區公路平面的設計方法

2.1 平面設計要求概述

第一，根據山區公路選線的特點，要求平面要盡量做到連續、直捷、順適，平面盡可能與附近的地形、地物保持良好的協調性。

第二，在平面設計時，倘若路線轉角≤7°時，一般適當調整平面路線；因地形條件必須設置小于7°之內的轉角，那么就要按照規范要求設置一個較長的平曲線。

第三，除地形等特殊原因限制之外，建議平面路線設計盡量不采用復合曲線。

第四，路線不僅要滿足車輛行駛過程中的力學要求，還要特別考慮到駕駛員在山區駕駛中的心理、視覺等需求，這樣才能保障路線的舒適性、安全性以及經濟性；同時，要最大限度避免急轉彎、連續轉彎較多的線形。

2.2 關于緩和曲線的設計

第一，曲線的曲率持續性變化，能夠讓行駛車輛更容易遵循路線行駛。

第二，曲線的離心加速度也會持續發生變化，有利于保持行駛的舒適性。

第三，曲線的超高以及加寬的持續變化，非常有利于保障車輛行駛的穩定性。

第四，對緩和曲線合理布置，可以使曲線與圓曲線之間配合良好，保持整個線形的美觀性。因此，在山區公路路線設計中一定要重視緩和曲線的設計。

緩和曲線設計通常會采用回旋線，那么此時要著重考慮到汽車從直線行駛到圓曲線之后，其整個行駛軌跡上的弧長與曲線曲率半徑相乘的結果其實一個常數。而這個性質其實與回旋線是完全符合的，那么回旋線便可以作為常用緩和曲線的形式。回旋線公式：

上述公式中，A表示的是回旋線曲率變化緩急程度的相關數據參數，A越大，說明曲率變化越慢，曲線拐彎越緩，A越小，說明曲率變換越快，曲線拐彎越急；R則表示的是與回旋線相連圓曲線的半徑大小；LS則為回旋線緩和曲線長度。結合山區公路實際情況，然后將對應的數據輸入，借助計算公式便可以得到緩和曲線設計的具體數據。

3 關于山區公路縱斷面的設計方法

3.1 基本要求

第一，確保車輛能夠在山區公路中安全行駛，而整個路段上的縱坡需保持平順，也就是說起伏盡量不要太大。

第二，具體設計時，還要重視填挖平衡，挖方就近作為填方，可有效降低成本。

第三，對于連續上坡路段來講，必須按照相關規定設置緩和坡段。

第四，針對回頭曲線路段來講，路線縱坡有著特殊的規定，因此建議先將回頭曲線部分的縱坡確定下來，然后再從兩端進行接坡。

第五，山區路段會涉及到路段連續的上坡或者是下坡，因此平均縱坡需滿足規范的規定。

3.2 關于路基填土高度的設計

縱斷面設計中路基填土高度極為重要。山區公路路線設計的目標是穩定、安全、經濟。縱斷面設計時充分按照沿線地物、地形、地質、水文等情況，以及路基路面排水、橋涵泄洪、通道與立交凈高等要求，并充分考慮縱坡的順適性、填挖工程量的大小、線形組合、環境保護、綠化美化等因素，從而進行統籌兼顧的設計。

對山區公路填土高度有著影響的因素有：公路路基的最小填土高度(干濕狀況、特殊路基)、鄉村道路橫向穿越的凈空、相交道路的通行凈空、河流的防洪等因素。

在對路基進行具體設計時，要充分考慮以下情況，并堅持分段對路基高度做好必要的論證，這樣才能在滿足各項技術指標的基礎上，采取有效措施將路基高度保持在合理范圍。

第一，對于河流防洪來講，這是山區公路縱斷面設計中路基高度必須達到的基本指標，例如，在跨越深溝時，則必須考慮到高填路基與橋梁之間的比選。

第二，要著重對相交道路的通行凈空、鄉村道路橫向穿越的凈空進行考慮，從而找到解決措施，重點是需要綜合考慮各個要素，并進行論證。

第三，路基的最小填土高度，應滿足防洪、路基干濕類型、路基強度以及壓實度、運營期沉降、道路排水系統等基本要求。

4 結 語

綜上所述，對于山區公路路線設計的要求相比普通公路更高。在設計過程中，需要重點考慮選線設計、平面線形設計、縱斷面設計等幾個因素，還要高度重視如何讓公路與周圍自然環境保持良好的協調性，以及公路的安全性、穩定性、經濟性等，這樣設計出來的山區公路才能更好的滿足實際需求，從而為當地人民提供優質的交通服務。