山區高速公路路線設計實踐分析

夏淼

摘? 要：在高速公路建設里程不斷增加的背景下，越來越多工程項目放在了山區地區，其是改善山區交通形勢，拉動山區經濟發展的重要基礎建設。文章以山區高速公路路線為例，對其設計的影響因素、原則與要點進行了重點探析。

關鍵詞：山區;高速公路;路線設計;設計方法

中圖分類號：U412.366 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）29-0090-02

Abstract： In the context of the increasing mileage of highway construction， more and more projects are placed in mountainous areas， which is an important infrastructure to improve the traffic situation and promote the economic development of mountainous areas. Taking the highway route in mountain area as an example， this paper focuses on the influencing factors， principles and key points of its design.

Keywords： mountain area; expressway; route design; design method

不同于平原地區的高速公路建設，山區高速公路本身的建設條件要求比較高，并且會嚴重破壞相應的生態環境，所以在對其公路路線進行設計期間需要綜合考慮交通安全因素、環保因素、地質地形因素等眾多因素，力求在盡量降低高速公路工程造價的基礎上，減少山區高速公路建設項目對周邊生態環境造成的嚴重破壞。

1 山區高速公路路線設計的影響因素

山區高速公路的路線設計本身是一項專業化、復雜度比較高的工作，本身涉及到眾多的影響因素，具體表現如下：

其一，橫向地形。山區高速公路項目在設計中一般面臨比較大的橫坡以及陡峭的橫向地形。如果橫向橫坡的陡坡大于1：4，那么在設置橫向地形期間要相應地增設路基支擋結構等來確保路基的穩定性。因此，在實際的路線設計中要盡可能地避開這些陡峭的路段。

其二，縱向地形。山區高速公路在縱向地形層面上具有比較大的高差以及頻繁變化的地形起伏。如果縱向地形具有比較大的高差，那么要綜合考慮是否需要設置路基，保證其設計的可行性。

其三，不良地質條件。在山區地區容易出現斷裂構造、巖溶、崩塌、高液限土等眾多地質災害，其直接關系公路路線設計的整體質量，如圖1實際上就是高速公路巖溶路基塌陷造成的一種設計問題。

其四，地方規劃與環保因素。隨著可持續戰略的發展，山區高速公路路線設計項目不斷增多，同時環保、地方規劃等提出了越來越高要求，如在設計公路路線時要遵從“三最”思想（最小破壞、最大保護、最多恢復），盡可能地保護高速公路沿線的自然環境和生態環境。

2 山區高速公路路線設計的基本原則

2.1 安全性

在設計山區高速公路路線期間，首先需要考慮的一個基本設計原則就是確保其整體的安全性，具體除了要保證高速公路自身的安全性之外，也要確保道路行車的安全性。比如，在設計高速公路線路期間要盡可能地避免現場施工中存在的各種不良地質災害高發區域，如躲避滑坡、地震、泥石流等自然災害頻繁出現的區域，以及處于活動斷裂帶、軟弱地基等區域的路線設計。如果路線實在無法根本上規避這些區域，就需要采取恰當的舉措來防護潛在的自然災害，確保公路運行的安全性。

2.2 經濟性

高速公路項目本身需要耗費大量資金，其經濟性表現在后期使用公路的效率及其本身的實際運營壽命。鑒于山區本身的車輛流量不大，并且本身建設過程對技術具有較高要求，相應的建設成本也比較高，所以在設計公路路線選型期間，設計人員必須要綜合考慮工程造價這一基本影響因素。一方面，在設計高速公路線路期間，可以有效促進當地運輸業、農業與旅游業等產業的發展，大大提升了公路使用率。另一方面，在設計中需要考慮同周邊農村與城市的協同發展，力求以高速公路為基礎來構成一個完整的、良性的循環經濟體系。

2.3 環保性

在山區修建高速公路工程項目期間會不可避免地對周邊的生態環境造成破壞，尤其是隨著“生態公路”和“綠色公路”等建設理念的提出，設計人員在設計山區高速公路期間更加要注重降低項目對周邊環境和生態帶來的不利影響。比如，在設計高速公路路線或開展路線規劃期間，要注意保護周邊的優秀生態系統與人文景觀系統。比如，針對那些具有受保護生態系統和環境要求地區的高速公路設計而言，一定要注重對周邊生態結構進行保護，并且盡可能地減少工程開挖工程量，力求最大限度降低對周邊生態環境造成破壞進行有效保護;針對那些已經遭受破壞的高速公路路基開挖，也要做好后期的工程項目恢復設計工作，如恢復高速公路工程項目建設之后出現破壞的周邊植物與地表土等，保證道路工程結構可以同周邊環境保持良好的協調性與一致性。

2.4 制宜性

在設計高速公路路線期間，除了上述幾個方面的基本設計原則之外，同樣需要遵從制宜性原則，具體就是要結合山區高速公路所處的地質條件、地形條件和環境特征等，采取局部優化的方式設計與處理路線，保證其可以更好地適應周邊的實際環境，這樣才能更好保證高速公路路線設計的質量。例如以地質選線或地形選線為例，設計人員需要結合山區的實際環境特征，保證所設計的路線在橫斷面、縱斷面與平面等各方面的設計都更加切合實際的設計要求和使用的要求，尤其是要善于運用山區地區特有的地形來對高速公路線路進行設計，有效結合緩和線形來使最終設計的公路路線可以和周邊生態環境之間形成良好的融合。

3 山區高速公路路線設計的要點

3.1 平面線形設計要點

在山區高速公路的平曲線上進行行車期間，主要以平動與徑向轉動為主要表現。為了保證整個駕駛過程的安全性，需要在設計平曲線期間結合平緩過渡設計，避免在設計中出現比較突然的曲線變化，否則容易使得道路行車依據原本的轉動與平動行駛方式行車，無法及時改變道路行車的方向，進而會增加其出現道路交通安全問題的概率。因此，在開展平面線形設計過程中，首先控制其最小曲率半徑，同時平曲線連接要相應地設計緩和曲線來保持曲線有一個良好的過渡環節。根據有關的設計實踐與研究可知，如果平曲線本身的曲率半徑不高于400m，或者曲率半徑相對較大但是過渡連接長度小于100m，那么就容易增加道路行車安全事故的發生概率。因此，設計人員需要在平面線形設計中有效控制平緩曲線，力求對整體的平面線形設計進行優化設計。

3.2 縱面線形設計要點

豎曲線同行車安全之間具有緊密聯系的影響因素主要包括行車視距、變坡點曲率、坡長等，它們同高速公路設計時速之間具有緊密聯系。在豎曲線上進行行駛的過程中，主要需要考慮車輛的法向轉動與平動情況。在經過縱向坡道過程中，車輛的車速是增加誘發交通安全事故的一個重要因素。根據我國高速公路設計的相關要求可知，針對不同設計速度下的豎曲線具有最小長度與半徑等方面的要求。在給定設計速度下，如果相應豎曲線半徑與長度都低于規范規定的限值，那么就容易使得道路行車過程中駕駛人員無法很好地適應這種駕駛路線，加之時距因素的影響進一步增加了道路出現行車安全事故的概率。此外，坡長與坡度也是影響高速公路行車安全性的一個重要因素，如設計人員要避免設置過多的坡度轉換，否則容易使駕駛人員出現行車錯覺，而單一坡度設計方式容易使駕駛人員出現視覺疲勞，所以要注意有效、科學地組合道路坡度。通常而言，在山區高速公路道路設計中，坡度范圍適宜控制在-2%～3%。

3.3 道路交叉設計要點

道路交叉設計也是山區高速公路設計中需要高度重視的一個設計要點，具體設計難點表現在如下幾個方面：其一，道路交叉范圍比較小。鑒于山區地形因素的限制，在交叉口位置處不容易拓展較大的面積。其二，道路本身具有比較大的坡度，這會影響道路行車舒適性與穩定性，也會增加出現道路交通安全事故的概率。其三，交叉口本身的視距不足。過小的視距容易增加道路交叉口處出現車輛碰撞的概率。

設計人員在道路交叉設計期間需要綜合考慮行車速度、坡度以及視距等關鍵參數。如果路線交叉范圍內的相應路線設計不滿足設計要求和規定，那么要注意對交叉路線的相應集合現行與主線進行適當調整;如果交叉路線部位處的路線設計中視距因素不滿足設計要求，那么可以采取更換道路交叉位置或移除掉障礙物等設計方式來改善行車視距。

4 結束語

綜上所述，山區高速公路路線設計的影響因素眾多，涵蓋了環保要求、地質與地形等眾多因素。為了確保公路路線設計質量，需要在遵從環保性、安全性、經濟性與制宜性等設計原則的基礎上，做好平面線形、縱面現行與道路交叉設計等幾個關鍵方面的設計工作，保證可以全面提升山區高速公路路線設計質量。

參考文獻：

[1]劉亞琳，于萌.山區高速公路路線設計比選淺析[J].交通科技，2018（5）：37-39.

[2]王思和.對山區高速公路總體設計的研究[J].黑龍江交通科技，2019（6）：35-36.

[3]劉伯瑩，姚祖康.公路設計工程手冊[M].人民交通出版社，2002.

[4]楊寶生，陳鵬.山區高速公路的線路選型與線路總體設計研究[J].工程與建設，2019（6）：896-898+901.

[5]季雪彪.研究山區公路路線設計[J].四川水泥，2018（11）：92.