對山區復雜地形公路路線設計和質量控制的探討

◎張宏權

山區公路建設質量不僅關系到山區交通網絡系統的綜合服務水平，更關系到地區的經濟發展。其中，山區公路路線設計的科學性是影響建設質量的關鍵因素，相關工程設計人員應進一步加強對復雜地形的山區公路路線設計的深入探索，重點提高工程質量控制水平。

一、山區復雜地形公路路線設計原則

1.適用性原則。

山區公路設計與不同公路設計有很大區別，主要體現在地形、地貌以及水文條件的復雜性。工程設計團隊在路線設計和規劃中，應充分考慮到山區的復雜地形情況和實際地質條件，保證路線設計的合理性與規劃的科學性。在進行線路之前，應做好對復雜地形的充分勘察，結合勘察數據進一步了解山區公路工程的布局要點，結合現有道路的橫截面、縱坡坡度，確保整個路線設計能夠與山區復雜地形相符合，保證后期道路工程建設開展的適應性，達到預期實際規劃效果。

2.安全性原則。

在復雜山區公路的設計中應以安全性為重點，考慮到在公路建設中會用大量的建設材料，在設計上應保證安全設施的完備性。在選擇邊緣線的過程中應合理應用有利的地形優勢，在路線設計時要重點規避易發生自然災害的區域，避開泥石流、山體滑坡以及存在坍塌風險的設計及施工區域。相應地，還要嚴格按照山區公路安全設計標準，遵照安全設計準則，保證公路設計的規范性，通過深入了解公路的彎度、坡度，合理減少山區公路的彎道，強化整個公路路線的平整效果，提升公路線路的安全性，保證后續通車的安全可靠狀態。

3.環保性原則。

當前，我國正處于生態文明建設的攻堅期，為了更好地在持續優化社會交通通絡系統和基礎設施建設質量上，避免環境污染、生態環境破壞等問題。公路工程的設計人員應貫徹可持續發展理念，堅持“綠色、節能、環保”的設計與建設原則，嚴格遵守國家的規章制度。針對地形復雜的山區公路工程設計，從全面勘察和深入分析地形地貌入手，進一步整合生態環境與生態資源，通過科學整合，形成科學合理的復雜山區公路路線設計思路，力求有效避免公路工程規劃與施工開展對山區生態及其周邊環境的惡劣影響，構建綠色、環保、可持續發展的工程線路。

4.經濟性原則。

基于復雜地形背景下的山區公路路線設計，在保證路線設計科學性、合理性與安全性的同時，還要遵循經濟性原則。山區公路工程建設投入大，參與工程建設的人員數量多，且建設工期較長。為了確保合理地利用工程投入資金，保證公路建設施工活動的順利開展，在路線設計中要盡量在原本山區地形技術上動工，減少非必要橋梁和隧道設計項目，充分降低在后續施工以及維護的成本。相應地，在山區公路路線中，還應根據工程建設的實際情況，合理地分配不同區段線路的直線段與平曲線段，避免因設計變更而造成的額外支出以及非理性成本支出，通過科學規劃路線最大限度地節約工程建設造價成本，確保山區公路工程的經濟效益。

二、山區公路路線設計思路

以某山區公路建設工程路線設計為例，作為重要的交通地理位置，這一公路工程的建成，能夠有效升級和優化該地區的公路交通系統結構，促進該地區及周邊的經濟建設與可持續發展。整個公路路線全長為130km，所涉及到的地形與地勢比較復雜，其中包括高填深挖的路段，主要地質構造包含了花崗巖、變質巖以及砂巖。不僅如此，該山區在汛期還容易發生山體滑坡以及崩塌等地質災害現象，因此工程路線選線以及設計的難度較大。為了保證山區公路路線設計符合相關設計原則與規范，在路線選擇與規劃中應充分考慮復雜的地形條件，保證公路線路的設計效果和工程設計質量，以下是從地質、安全、環境、地形以及造價五方面考慮，形成的綜合選線及路線設計思路。

1.地質選線。

在復雜地形與地質背景下的山區公路路線設計，應從高地質選線路線設計入手，充分結合山區不同路段的規模形態和線路的整體長度，保證選線與路線設計符合山區公路地質選項的相關規范和設計要求，提高設計水平，確保山區路線設計的有效覆蓋。通過充分考慮山區不良災害的分布以及發生規律，對原有地質選線進一步進行優化處理，并借助平縱面設計規劃針對不良地質進行繞道處理，以確保有效提高公路路線的穩定性和安全性，滿足各項線性選型指標，使地質選線路線設計更好地適應復雜的山區地形與地勢。

復雜的地形結構與特殊的地質環境有關，為了確保其不影響山區公路設計工作的順利開展，考慮到相關設計人員無法在短時間內獲得山區的巖層和土層結構特點，再加上原本設計中的公路防護措施不完善，除了要合理進行繞道處理外，還應有效避免上方與下方的病害，通過采取原址整治的方式，結合各個坡段的地質與地形結構特點，合理控制公路的縱斷面。相應地，還應采取初步拉坡設計的方式，結合山區的豎向高度，進一步確定并調整坡度線，以確保其長度滿足路線設計規定。在精確計算縱斷面后，確定公路開挖高度并設置好變坡點，有效減少因山區特殊地質出現病害的概率。

2.安全選線。

針對復雜的山區公路地形和地勢的路線設計，還應從路線的安全設計入手，保證山區公路施工開展與后期交通運輸的穩定性與可靠性。路線設計人員一方面應從平面幾何的線性指標入手，確保線路狀態的科學性，從駕駛人員的角度分析在山區公路行駛時的視覺體驗，避免存在形成路線的視覺盲區，通過提高選線的合理性，有效規避在路線設計中存在行駛風險，使公路的交通事故發生率降到最低。另一方面，設計人員還應從施工建設隊伍的角度考慮，優化山區公路的縱面設計，尤其要避免產生過于長陡的縱坡，保證施工開展過程中的安全性，為后續施工各項作業的順利開展與高效開展提供設計科學保障，發揮路線設計的實際服務水平，更好地貫徹公路整體設計的安全性原則。

為了有效避免應路線設計不規范而造成的形成安全事故，相關設計人員在沿線設置足夠的山區公路交通安全設施，如安全防護欄、標線以及輪廓標記等，通過路線設計加快構建完善的安全防護系統，及時為駕駛人員提供準確的山區公路交通導航信息，有效控制公路車輛的行駛速度，切實保護駕駛人員的人身安全。

針對容易發生安全事故的山區公路邊坡位置，設計人員尤其要提高重視，通過優化路線重點加強對公路邊坡的治理力度，全面提高公路的安全性。考慮到山區公路周邊的山體環境，極易受客觀自然條件的影響，在設計中還要進一步解決塌陷、沉降等常見的山路邊坡危害，提高路基的壓實力度與隱患排查力度，通過錨索加固和地梁設計，提高邊坡的穩定性。

3.環境選線。

在復雜地形背景下的山區公路路線設計，應充分考慮到公路周邊環境和景觀模式，保證山區公路的沿線生態景觀能夠與路線設計相融合，保證路線設計的環境友好狀態，更好地貫徹綠色生態工程建設理念。除了要保證生態環境需求，還應保證路線地形環境的和諧狀態，尤其要避免進行土方與石方開挖，同時，還要減少土方石開挖量，以此來保證不破壞山區路線周邊生態環境，提高山區公路的施工建設質量和施工安全管理水平。考慮到，在環境路線設計完成后的具體設計實施中可能會出現偶發情況，在路線設計中還應充分考慮到山區公路建設中容易出現的問題，并形成合理的補救方案與措施員，提高環境選線的質量水平。

4.地形選線。

在復雜地形山區路線及選線設計中，應充分結合山區的復雜地表形式和內部構造特點，結合綜合設計要求，以順勢布線的方法條山區公路路線的流暢性，保證交通順暢，全面提高復雜地形公路的美觀性和結構穩定性，滿足后續建設的相關要求。此外，在地形布設的過程中還應采取曲線與直線相結合的方式，盡可能地降低工程設計與開展對山區生態環境的破壞。若在公路地形選型設計中遇到比較復雜特殊的路段，還應采取路基分離的設計方案，有效規避特殊路段，確保山區公路路線與山區地形地勢相互穩定狀態。

5.造價選線。

在路線設計和實際選項的過程中還應對設計造價進行進一步分析和科學規劃，在滿足路線設計原則的基礎上，針對性強化路線選線設計效果的同時，降低工程成本造價，以確保工程項目的建設效益。不僅如此，設計人員在路線設計的資料收集中，還應整合對比山區公路各路段的造價情況，通過優化路線布設的方式減少復雜地形對工程造價成本的非理性消耗，保證線路設計的綜合效益，更好地促進山區綜合建設和經濟發展。

三、路線設計要點

1.平面設計。

在路線平面設計中，應加強緩和曲線的長度。當前，我國在相關公路的設計規范標準中，雖未明確規定公路路線設計的緩和曲線的具體長度，但相關工作人員路線設計時，應充分考慮山區地形的復雜性，和公路路線的彎度相對較大的特點，避免使切線長度直接影響不同路段曲線長度。尤其要充分考慮到不同類型車輛在駕駛過程中的綜合行車需要，嚴禁將公路工程路線設計的規范標準作為工程設計底線和參數。在當前的路線設計中，一部分缺乏山區公路設計經驗的人員會忽略路線的加寬緩和長度。為了保證公路路線平面設計的安全性，設計人員在路線設計中不僅要提高重視，還應通過精確計算明確不同區段路線所對應的彎度情況，并獲得超高加寬過渡段的具體長度數值，有效控制最小緩和曲線的長度。

超高以及超高加寬過渡既要滿足相關規范標準，也要契合不同車輛駕駛以及出行單需求。設計人員在路線設計的過程中應結合理論行車速度和基礎速度，以橫向力系數作為超高取值的參數。由于影響橫向力系數的主要因素包含了地形地質、具體車速以及路面規格，設計人員應在公路試驗中進一步明確山區公路橫向力系數與車速的反相關關系。相應地，還要考慮到所在山區的季節溫差，結合地區的實際情況設置超高過渡段，更好地優化反向曲線、卵形曲線等復雜趨向情況，保證車輛交通安全，提高路線路面的安全性與穩定性。

2.縱面設計。

設計人員在線路縱面設計中應結合我國對縱坡指標的具體要求，根據山區公路工程路線設計的特殊要求，借助原先的公路路基，在技術論證后，合理提高最高坡度。考慮到冰凍路段以及車流量較少的路段最高坡度應提高8%-9%。

在車輛行駛的過程中，其運行效果會受到路段坡度的影響，路線設計人員在設計規劃中應充分考慮車輛行駛過程中可能存在的水箱水量不足、熄火、以及追尾等情況，在設定平均坡度長度時，應結合山區的氣候特點、不同車輛的最大制動距離、山區公路車流量等主客觀因素。通過適當增加環繞設計、拐彎設計，有效減少長坡路段在整個路線中的比例，或采取盤山公路的合理繞路設計方式，設計多級緩坡代替長坡路線，降低山區公路對汽車性能的剛性要求。

相關路線設計人員，還要考慮到在山區公路設計中存在部分的大縱坡舊公路，在這類公路線路的改造中也要盡量將縱坡放緩，以5%左右的平縱坡加強對坡度標高的控制，針對半徑小且彎道多的地段，還應縮小標準，以確保縱坡的可調整余地，保證后期建設施工的填挖平衡。

另外，平縱坡配合設計中也要注意，當平面已經采用了比較高標準的現線性，出于對線性美觀性的影響，為了避免破線起伏，針對平豎曲線區域還應采取平包豎的設計處理形式，以此來有效規避小區半徑和多個豎曲線的情況。

四、復雜地形山區公路質量控制措施

1.提高山區公路路基質量。

在復雜山區地形公路工程的既定背景下，應嚴格控制公路路基的施工質量，才能保證滿足路線設計的預期要求和建設標準。

首先，大多數山區公路建設施工普遍存在的軟土路基情況，相關工作人員應加強對公路工程施工現場及周邊地質條件的分析和判斷。結合土質、線路分布以及客觀環境等多種施工質量影響因素，形成科學合理的施工設計方案與技術方案。

其次，還要考慮黃土路基的質量控制。針對含水量不高的黃土路基應通過強夯處理技術進一步夯實山區公路路面，并采用適量比例的石灰土封層。針對含水量較低的黃土路基，還應采用石灰樁處理技術或拋石擠壓的處理方法，同時加入隔水層進行沉降情況的觀測。

最后，是膨脹土路基。一般情況下，山區公路路基不能直接采用強膨脹土作為內部結構的填料。因此，公路路床也應采用非膨脹土材料或適當摻灰，或者采用改良過的中等膨脹土。

另外，為了夯實路基路面，可以適當增加密實度，在全面深入掌握山區的自然環境和地質結構的基礎上開展設計及施工。針對路線中存在的個別地勢不好且地形陡峭的地段，應通過保持其植被跌完整性，提高山體的穩定性，達到夯實路基的效果。

2.加強對瀝青混凝土路面的控制。

瀝青混凝土路面是影響山區公路運行質量的主要因素，因此，應嚴格控制瀝青混凝土的質量。首先，在混凝土材料的運輸和拌和中應注意避免破壞其性質，保證運輸工具的規范性。其次，還要提高攤鋪質量，待所有材料達到配合比要求后，應有兩臺以上攤鋪機交替工作，保證相鄰公路攤鋪重疊在5-10cm 范圍內，嚴格控制坡度與頂面高程。最后，是混凝土的碾壓，尤其要控制好初次碾壓的溫度，提高初次碾壓的平整度和穩定性，在通過后續靜壓提高復雜地形公路的路面平整度，保證質量與行車安全。此外，還要做好路面的質量檢查工作，確保彎沉檢測、損傷檢測以及平整度檢測結果合格。

3.落實全面深入勘察工作。

在明確山區公路技術規范的情況下，要保證交通量參數選擇的正確性，結合山區地形地貌等綜合性自然條件，保證山區公路設計方案的完整性。通過引入精確度更高的勘察設備，保證勘察工作的有效性。并以勘察數據信息為基礎進一步優化山區公路設計方案，提高路線設計的科學性，有效克服復雜地形地貌以及特殊地質條件對公路工程開展質量的影響，提高施工開展的綜合質量，保證后續通車質量。

五、結語

綜上所述，在復雜地形山區公路的背景下開展路線設計應遵循適用性、安全性、經濟性以及環保性等原則。以基本原則為基礎，梳理并形成科學可行的設計思路和選線思路。相信在進一步掌握山區公路路線設計要點的過程中，可以有效克服復雜山區公路工程開展的設計問題和質量安全問題，保證相關設計方案的有效實施，減少山區公路病害，提高山區公路的綜合建設水平。