山區公路路線設計及安全設施要點淺談

張 利

(四川華杰工程勘察設計有限公司，四川成都 610041)

西部山區，地形、地質條件復雜，給公路設計工作帶來困難，特別是低等級公路，還受工程造價限制，合理的設計不僅技術可行、經濟合理，還需保證行車安全，本文結合工程實例，重點介紹了路線設計及安全設施要點。

1 山區公路路線設計

1.1 平面設計

公路平面線形由直線、圓曲線和緩和曲線三種線形要素組成。

直線作為公路平面線形的基本要素之一，在選線、定線時被廣泛采用。規范規定直線的長度不宜過長，兩圓曲線間以直線徑相連接時，直線的長度不宜過短。設計速度大于或等于60 km/h時，同向圓曲線間的最小直線長度以不小于設計速度的6倍為宜；反向圓曲線間的最小直線長度以不小于設計速度的2倍為宜。設計速度小于或等于40 km/h時，可參照上述規定執行。

在實際運用時，因山區地形復雜，曲線間的直線長度較難滿足要求，設計時若為滿足指標要求而形成大填大挖，造成工程量增加，自然環境破壞，則為不可取的設計方案。一般情況，設計速度小于或等于40 km/h時，同向曲線間直線最小長度可采用2V，反向曲線間直線最小長度可采用1V。

圓曲線是平面線形中常用的要素。公路平面不論轉角大小，均應設置圓曲線。規范規定了圓曲線最大半徑、不設超高的圓曲線最小半徑、圓曲線最小半徑一般值及不同最大超高值對應的圓曲線最小半徑極限值。設置圓曲線時應與地形相適應，宜采用超高為2 %～4 %對應的圓曲線半徑。但山區受地形、地質、生態等自然條件限制，在實際運用時，為了線形與地形更好地結合，減小工程規模，可以采用最小半徑一般值進行設計，在地形條件特殊困難路段，在保證前后線形協調均衡，視距良好，并設置必要的安全設施，也可采用最小半徑極限值。

為使公路平曲線中的圓曲線與直線之間實現順適的銜接過渡，直線與小于不設超高最小半徑的圓曲線相銜接處，應設置緩和曲線，緩和曲線采用回旋線，四級公路由于設計速度低可不設，但應設置超高、加寬過渡段。規范規定了回旋線最小長度，在實際運用時，回旋線還應滿足超高、加寬過渡段長度要求。回旋線參數宜依據地形條件及線形要求確定。

三、四級公路越嶺線中，在自然展線無法爭取需要的距離以克服高差，或因地形、地質條件所限不能采取自然展線時，可采用設置回頭曲線進行展線。

平面線形應直捷、連續、均衡，并與地形相適應，與周圍環境相協調。平曲線應有足夠的長度，實際運用時，圓曲線最小長度一般按不小于3S行程長度考慮，小偏角平曲線長度還應按規范要求單獨設置。

山區公路平面線形的組合實際運用中常采用基本型、S形及卵形組合，對于地形條件受到限制或特殊困難時可考慮采用凸形。

1.2 縱斷面設計

山區公路大多需克服較大高差，縱斷面設計工作是一項非常重要的內容。

規范規定了最大縱坡、最小縱坡、最小坡長、不同縱坡的最大坡長及緩坡，此外，越嶺路線連續上、下坡路段還規定了平均縱坡。對于設置超高路段還規定了合成坡度。為保證行車安全、舒適、緩和沖擊及視距要求，還規定了豎曲線最小半徑和最小長度。

設計時一般先確定控制點，如越嶺埡口、路線起終點等控制點，根據縱坡要求進行拉坡設計，坡度、坡長需反復試坡、調整，主要根據地形條件，本著避免高填深挖，盡量填挖平衡，平、縱線形相協調的原則，確定變坡點位置，最終確定坡度線，縱坡、坡長、平均縱坡等指標及橫斷面經檢驗后即可定坡，最后設置豎曲線半徑。

山區公路受地形等限制，常采用長徒縱坡。長徒縱坡路段是發生交通安全事故的主要路段之一，設計時主要通過控制平均縱度、設置安全設施等措施解決。

1.3 橫斷面設計

橫斷面形式及組成主要根據公路等級及設計速度確定。設計時應根據規范要求進行超高、加寬設計。

行車視距是否充分，直接關系到行車的安全，它是公路使用質量的重要指標之一。為保證行車視距，縱斷面主要通過豎曲線半徑進行控制，平面則主要根據視距包絡圖，通過橫斷面開挖視距臺或清除障礙物等進行處理。

2 公路安全設施要點

山區公路地形復雜，平、縱指標較低，線形差，容易發生交通安全事故，因此，在路線線形和視距滿足要求的基礎上，設計時還應設置必需的安全設施，并加強管理。

2.1 交通安全設施

公路應設置規范完善的標志、標線，并配置必需的視線誘導設施，凸面鏡等；橋梁與高路堤等路段設置路側護欄。

為防止連續長、陡下坡路段車輛在行駛中速度失控而造成事故，可考慮在公路右側視距良好的適當位置設置避險車道，但應結合交通安全性評價論證是否設置。

2.2 服務設施

停車區作為公路沿線設施中重要的組成部分，可供車輛停放，駕乘人員休息，對行車安全起到重要的保障作用。

山區公路連續長、陡下坡路段容易引起汽車制動失靈，引發安全事故，停車區則可供汽車停車降溫和駕駛員休息。

因山區公路的地理位置，一般景色較優美，常結合停車區的布設設置觀景臺。停車區與觀景臺宜設置在視距、線形良好的路段，并設置相應的交通安全設施，充分考慮停車安全。

2.3 管理養護設施

為保障公路交通安全，還應進行運營管理及養護。

相關部門應加強運營管理，提高認識，加強教育，嚴禁違法、違規超載等現象；加強公路養護工作，保持公路及沿線設施具有良好的技術狀況。

3 工程設計實例

選取四川地區某山區公路作為工程實例進行分析，該公路為四級公路，設計時速20 km/h，路基寬度6.5 m,瀝青混凝土路面。

項目地處青藏高原東緣，屬橫斷山脈北東段牦牛山區，為典型山嶺地貌工程。路線起點—K13段主要為河谷階地，K13—K21+500段為山地,其中K19+410處為埡口，K21+500—路線終點段主要為河谷階地及山前平原，路線需翻過埡口，為越嶺線(圖1)。

圖1 路線走向

3.1 平面設計

根據技術標準，并考慮提高線形，平面采用了直線、圓曲線和回旋線三種基本線形要素。

同向曲線間直線最小長度按不小于40 m(2V)控制，其中最小直線長度為40.091 m，全線滿足2V要求的共計13處。反向曲線間直線最小長度按不小于20 m(1V)控制，其中最小直線長度為20.076 m，全線滿足1V要求的共計17處。直線最小長度的運用減小了工程規模。

一般路段圓曲線最小半徑為20 m。小半徑圓曲線主要設置在山脊及山坳位置，減少土石方開挖及支擋構造物。

本項目為四級公路，可不設回旋線，考慮到線形連續，全線設置回旋線，其中不設回旋線的圓曲線最小半徑按150 m控制。回旋線最小長度為20 m，同時各段還需滿足超高、加寬過渡長度要求。

K19+410為埡口，路線起點側山坡高差較大，設置多組回頭曲線展線。回頭曲線圓曲線半徑采用15 m。

本項目平曲線根據地形及周圍環境采用了基本型、S形和卵形三種平面線形進行設計。

3.2 縱斷面設計

路線起點高程2 088.708 m，埡口K19+410高程2 933.228 m，路線終點高程2 653.634 m，全線高程在2 000～3 000 m范圍內。考慮到冬季路面有積雪可能，合成坡度按8 %控制，全線最大縱坡7.7 %，最小縱坡0.3 %，最小坡長60 m，最小凸型豎曲線半徑450 m，凹形豎曲線半徑500 m，豎曲線最小長度20.5 m。

本項目埡口兩側基本上均為連續上、下坡路段，為保證行車安全，平均縱坡控制在5.0 %以內；埡口路線起點側山坡高差較大，直接通過自然展線則平均縱坡較大，設計時利用有利地形設置多組回頭曲線展線，起點—埡口段，長19 296.610 m，高差844.981 m，平均縱坡4.38 %；埡口路線終點側山坡高差較小，順著地形自然展線，埡口—終點段，長9 775.844 m，高差-280.055 m，路線平均縱坡-2.86 %；此外，任意連續3 km路段的平均縱坡均控制在5.5 %內。

3.3 交通安全設施設計

本項目為四級公路，按規范要求設置有警告、禁令和指路標志；標線設置有對向車行道分界線、車行道邊緣線、減速讓行線、導向箭頭等交通標線，在急彎、反向彎路、連續彎路、長下、陡坡路段，設置橫向減速標線，采用熱熔型振動標線，此外，圓曲線半徑小于30 m路段，車行道分界線、車行道邊緣線設置為縱向振蕩標線；路側護欄設置C級波形梁護欄，正常路段采用Gr-C-4C和Gr-C-4E，圓曲線半徑小于30 m路段采用Gr-C-2C和Gr-C-2E；在視距不良、急彎或連續彎等路段設置線形誘導標及輪廓標；在回頭曲線外側設置凸面鏡，擴大視野。

本項目通過警示、限速、誘導的措施并備置路側護欄設施，保證行車安全，改善公路行車環境。

3.4 停車區及觀景臺設計

為保證下坡方向車輛行駛安全，本項目結合地形條件，設置了4處停車區和觀景臺，供車輛臨時停放，駐足觀景。

停車區采用整體簡易形式，主線縱坡不大于3 %。停車區進、出口設置減、加速段，長20 m，漸變率1/5；中間設置貫穿車道，車道寬3.5 m，貫穿車道與主線車道之間設置0.5 m寬分隔帶，用路面標線區分；外側設置10 m寬停車場及觀景平臺(圖2)。

4 結束語

山區公路設計過程中，應充分利用地形，合理選用技術標準，不過分追求線形指標，降低工程規模，減小對自然環境的影響；應規范進行縱斷面設計，通過展線，降低高差，控制平均縱坡，通過設置規范合理的交通安全設施及合理的停車區，保證行車安全，提高公路服務水平。

圖2 停車區平面布置