山区公路路线设计探析

　　山区公路路线设计探析
　　梁玉龙
　　新疆公路规划勘察设计研究院新疆乌鲁木齐830006
　　摘要：随着我国经济的快速发展，交通基础设施建设的加快，山区道路建设也日益紧迫。本人结合工作经验，从线形标准的掌握、平面设计、纵面设计和缓和曲线长度与超高过渡等几个方面探析了山区公路路线设计，供同行参考和借鉴。
　　关键词：
　　随着我国交通基础设施建设的加快，我国的公路发展迅速，山区公路建设也有了长足发展。山区地形、地质复杂，公路路线布设的限制条件和影响因素很多。如何与时俱进设计出适合现代交通要求的山区道路，是摆在设计人员面前的一项重要课题。
　　山区公路选线的特点是山高谷深，高差大，地形、地质复杂，工程艰巨，可比选方案多。在地形方面，路线平、纵、横三个方面均受到约束；在地质方面，山区土层薄、岩层厚，岩层产状和地质构造变化复杂，对线位布设影响大；在气候方面，山区暴雨多、山洪急，溪流水位变化幅度大，是公路定线不可忽视的因素。
　　山区公路布线主要有沿河(溪)线、山腰线、越岭线和山脊线。选线应在充分理解路线标准的前提下，根据地形、地质、气候情况和环保要求，准确地把握好路线的各项技术指标，使用最短的路线长度实现最大的综合效益。
　　一、线形标准的掌握
　　对山区公路路线线形标准掌握的好坏直接影响着道路构筑物的设计、周围环境以及工程建设费用。虽然有关技术标准及规范对各级公路的线形指标均有具体的规定，但所规定的各级公路所适应交通量的变化幅度范围很大，因此在具体路线设计时，还必须充分考虑具体道路的交通流量、车型构成、道路在路网中的地位与作用和未来发展预测，结合实际地形、地质条件，充分把握好设计道路的线形指标。
　　1、设计交通量在道路等级适应交通量上限附近的重要干线公路，线形指标宜高不宜低
　　如果地形、地质条件许可，在增加工程量数量不多的情况下，线形指标可按提高一级设计速度来掌握。例如设计时速40km/h的山区二级公路，当远景设计年限年均昼夜交通量达到5000~7500辆，机动车辆比例又较大时，可按60km/h的设计速度掌握平、纵面线形指标。这样，即使将来由于交通量增长而需要提高道路等级，也可以将其用作高等级公路的半幅而不需要重建路基及各种构造物，避免了重复修建的费用及改造的困难。因为提高道路等级的改建，几乎与新建无异，造成设计、维持交通及施工的诸多困难。
　　2、设计交通量在道路等级适应交通量下限附近的一般公路，线形指标要根据地形掌握，不能为了一味追求较高的线形指标而不顾工程数量的增大和对周围环境的破坏。
　　充分利用地形，灵活掌握设计标准，设计出经济、合理的路线方案，使道路的平均运行速度达到最佳值，即使采用了极限指标，也完全是一项较好的设计。因此，在山区公路路线设计中，路线设计者必须对道路的交通量、车型构成、道路的重要程度以及道路影响区的路网及发展前景有充分的认识和了解。
　　二、平面设计
　　路线平面设计方法基本可以归纳为两种:导线法(直线法)和曲线法。山区公路的路线平面布设与平原区及微丘区公路有很大区别。平原区及微丘区公路地形条件单一，限制条件较少，一般采用导线法定线效率较高。山岭重丘区地形条件复杂，路线布设时限制条件很多，若采用导线法定线效率很低，而且线形往往显得呆板，与地形的符合性差，平纵横组合不佳。在山岭重丘区定线，采用曲线定线方法，使线位布设与沿线地形吻合，减少了高填深挖，保证一定路段的平面线形指标均衡，同时可以克服平面线形与实际地形不符的问题。
　　如果单纯采用曲线法，针对局部路段线位的曲线连续，工程规模也相应得到一定控制，但是会对整体线形产生“琐碎”感，尤其是高等级公路的设计，会令司机对自然地势产生紧张，容易造成驾驶疲劳。
　　三、纵面设计
　　纵断面设计中比较突出的问题是竖曲线选取、平竖曲线数比以及两者的对应关系。
　　1、凸形竖曲线半径设置
　　山区公路由于受地形地貌等因素的制约、连续小半径短平曲线与连续大纵坡小半径竖曲线的组合时常出现。这种情况下很容易做到平纵一一对应，满足规范要求，但这种组合往往忽略了视距要求。由于受地形地貌的影响，路线平纵指标较低，当采用上述平纵组合时，驾驶者视觉范围较小，难以判断前方路线去向，若出现纵面上的断背曲线则对行驶安全更为不利。这种情况下往往难以通过调整平曲线半径来解决，此时宜在不过多增加工程量的前提下适当加大凸曲线半径，以便增大视距，保证曲线上任何—点均能看清前方平曲线的变化，以保证行车安全。因此在条件允许的情况下，应适当选取较大的凸曲线半径。
　　2、凹形竖曲线半径设置
　　一般凹曲线半径容易满足规范要求，但有时设计者往往为了追求凹凸曲线指标的均衡而增大凹曲线半径，这样势必造成工程量增加，对造价控制不利。而且由于山区公路纵坡较大，起伏频繁，凹曲线半径设置过大，导致路基填土高，增加了防护及排水设施，而对于挖方路堑路段来说，可能会因排水困难而对行车安全不利。因此，在设计中不宜一味追求高指标而增大凹曲线半径。
　　四、缓和曲线长度与超高过渡
　　1、在山区公路路线设计中，由于地形的限制，缓和曲线的长度往往不能取的太大，但由此却造成一种矛盾，即小半径曲线的缓和曲线段长度不能满足超高过渡段长度的需要。大家知道小半径曲线所需超高过渡段(缓和曲线)长度较大，而设置较小半径曲线的地方往往是地形限制较严的地方，缓和曲线又不宜取大，若刻意追求满足规范要求，势必造成工程数量的增大及投资的增加。解决的办法是:以中线为旋转轴，并取规范对以边线为旋转轴所规定的超高渐变率作为计算超高缓和段长度的依据，这样既不至于使附加坡度太大，又能用较小的缓和曲线长解决超高过渡。
　　2、从线形美观的角度讲，较大的曲线半径需配以较长的缓和曲线，而过长的缓和曲线若在全缓和曲线段进行超高过渡，往往会形成较长的排水不畅路段；若不在全缓和曲线段进行超高过渡，超高过渡的起点必然在缓和曲线的某一点上，这样由平、纵、横构成的线形的美观程度将受到影响，长缓和曲线带来的美观效果也会大大降低。因此，不宜过分追求过长的缓和曲线，更不能为了追求曲线长度的比例关系而牺牲主曲线半径，缓和曲线长度要根据基本要求、美观要求、实际地形条件等因素综合考虑确定。
　　路线设计是一项综合性的设计工作。山区公路路线设计是公路设计中的关键环节，路线设计的好坏，影响到公路路网结构的合理、汽车运营的安全舒适、线形指标的合理、工程造价的控制、地形景观的协调等问题的处理。因此综合考虑各种影响因素，经过反复的平面定线、纵断面设计、横断面检查、平面调整及技术经济比较，才能设计出一条经济上合理、技术上实用的路线来。设计中应把握好最佳线形选择的科学指标，合理采用路线标准，客观地选择出综合考虑各主要影响因素的最佳路线线形方案，使用最短的路线长度实现最大的综合效益。
　　参考文献：
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