山區(qū)高速公路路線設(shè)計(jì)實(shí)踐分析

夏淼

摘? 要：在高速公路建設(shè)里程不斷增加的背景下，越來越多工程項(xiàng)目放在了山區(qū)地區(qū)，其是改善山區(qū)交通形勢(shì)，拉動(dòng)山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)建設(shè)。文章以山區(qū)高速公路路線為例，對(duì)其設(shè)計(jì)的影響因素、原則與要點(diǎn)進(jìn)行了重點(diǎn)探析。

關(guān)鍵詞：山區(qū);高速公路;路線設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)方法

中圖分類號(hào)：U412.366 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：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(qū)的高速公路建設(shè)，山區(qū)高速公路本身的建設(shè)條件要求比較高，并且會(huì)嚴(yán)重破壞相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境，所以在對(duì)其公路路線進(jìn)行設(shè)計(jì)期間需要綜合考慮交通安全因素、環(huán)保因素、地質(zhì)地形因素等眾多因素，力求在盡量降低高速公路工程造價(jià)的基礎(chǔ)上，減少山區(qū)高速公路建設(shè)項(xiàng)目對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成的嚴(yán)重破壞。

1 山區(qū)高速公路路線設(shè)計(jì)的影響因素

山區(qū)高速公路的路線設(shè)計(jì)本身是一項(xiàng)專業(yè)化、復(fù)雜度比較高的工作，本身涉及到眾多的影響因素，具體表現(xiàn)如下：

其一，橫向地形。山區(qū)高速公路項(xiàng)目在設(shè)計(jì)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(shè)置橫向地形期間要相應(yīng)地增設(shè)路基支擋結(jié)構(gòu)等來確保路基的穩(wěn)定性。因此，在實(shí)際的路線設(shè)計(jì)中要盡可能地避開這些陡峭的路段。

其二，縱向地形。山區(qū)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(shè)置路基，保證其設(shè)計(jì)的可行性。

其三，不良地質(zhì)條件。在山區(qū)地區(qū)容易出現(xiàn)斷裂構(gòu)造、巖溶、崩塌、高液限土等眾多地質(zhì)災(zāi)害，其直接關(guān)系公路路線設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量，如圖1實(shí)際上就是高速公路巖溶路基塌陷造成的一種設(shè)計(jì)問題。

其四，地方規(guī)劃與環(huán)保因素。隨著可持續(xù)戰(zhàn)略的發(fā)展，山區(qū)高速公路路線設(shè)計(jì)項(xiàng)目不斷增多，同時(shí)環(huán)保、地方規(guī)劃等提出了越來越高要求，如在設(shè)計(jì)公路路線時(shí)要遵從“三最”思想（最小破壞、最大保護(hù)、最多恢復(fù)），盡可能地保護(hù)高速公路沿線的自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。

2 山區(qū)高速公路路線設(shè)計(jì)的基本原則

2.1 安全性

在設(shè)計(jì)山區(qū)高速公路路線期間，首先需要考慮的一個(gè)基本設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)高速公路線路期間要盡可能地避免現(xiàn)場(chǎng)施工中存在的各種不良地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)域，如躲避滑坡、地震、泥石流等自然災(zāi)害頻繁出現(xiàn)的區(qū)域，以及處于活動(dòng)斷裂帶、軟弱地基等區(qū)域的路線設(shè)計(jì)。如果路線實(shí)在無法根本上規(guī)避這些區(qū)域，就需要采取恰當(dāng)?shù)呐e措來防護(hù)潛在的自然災(zāi)害，確保公路運(yùn)行的安全性。

2.2 經(jīng)濟(jì)性

高速公路項(xiàng)目本身需要耗費(fèi)大量資金，其經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)在后期使用公路的效率及其本身的實(shí)際運(yùn)營壽命。鑒于山區(qū)本身的車輛流量不大，并且本身建設(shè)過程對(duì)技術(shù)具有較高要求，相應(yīng)的建設(shè)成本也比較高，所以在設(shè)計(jì)公路路線選型期間，設(shè)計(jì)人員必須要綜合考慮工程造價(jià)這一基本影響因素。一方面，在設(shè)計(jì)高速公路線路期間，可以有效促進(jìn)當(dāng)?shù)剡\(yùn)輸業(yè)、農(nóng)業(yè)與旅游業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大大提升了公路使用率。另一方面，在設(shè)計(jì)中需要考慮同周邊農(nóng)村與城市的協(xié)同發(fā)展，力求以高速公路為基礎(chǔ)來構(gòu)成一個(gè)完整的、良性的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系。

2.3 環(huán)保性

在山區(qū)修建高速公路工程項(xiàng)目期間會(huì)不可避免地對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境造成破壞，尤其是隨著“生態(tài)公路”和“綠色公路”等建設(shè)理念的提出，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)山區(qū)高速公路期間更加要注重降低項(xiàng)目對(duì)周邊環(huán)境和生態(tài)帶來的不利影響。比如，在設(shè)計(jì)高速公路路線或開展路線規(guī)劃期間，要注意保護(hù)周邊的優(yōu)秀生態(tài)系統(tǒng)與人文景觀系統(tǒng)。比如，針對(duì)那些具有受保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境要求地區(qū)的高速公路設(shè)計(jì)而言，一定要注重對(duì)周邊生態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，并且盡可能地減少工程開挖工程量，力求最大限度降低對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成破壞進(jìn)行有效保護(hù);針對(duì)那些已經(jīng)遭受破壞的高速公路路基開挖，也要做好后期的工程項(xiàng)目恢復(fù)設(shè)計(jì)工作，如恢復(fù)高速公路工程項(xiàng)目建設(shè)之后出現(xiàn)破壞的周邊植物與地表土等，保證道路工程結(jié)構(gòu)可以同周邊環(huán)境保持良好的協(xié)調(diào)性與一致性。

2.4 制宜性

在設(shè)計(jì)高速公路路線期間，除了上述幾個(gè)方面的基本設(shè)計(jì)原則之外，同樣需要遵從制宜性原則，具體就是要結(jié)合山區(qū)高速公路所處的地質(zhì)條件、地形條件和環(huán)境特征等，采取局部優(yōu)化的方式設(shè)計(jì)與處理路線，保證其可以更好地適應(yīng)周邊的實(shí)際環(huán)境，這樣才能更好保證高速公路路線設(shè)計(jì)的質(zhì)量。例如以地質(zhì)選線或地形選線為例，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合山區(qū)的實(shí)際環(huán)境特征，保證所設(shè)計(jì)的路線在橫斷面、縱斷面與平面等各方面的設(shè)計(jì)都更加切合實(shí)際的設(shè)計(jì)要求和使用的要求，尤其是要善于運(yùn)用山區(qū)地區(qū)特有的地形來對(duì)高速公路線路進(jìn)行設(shè)計(jì)，有效結(jié)合緩和線形來使最終設(shè)計(jì)的公路路線可以和周邊生態(tài)環(huán)境之間形成良好的融合。

3 山區(qū)高速公路路線設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

3.1 平面線形設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在山區(qū)高速公路的平曲線上進(jìn)行行車期間，主要以平動(dòng)與徑向轉(zhuǎn)動(dòng)為主要表現(xiàn)。為了保證整個(gè)駕駛過程的安全性，需要在設(shè)計(jì)平曲線期間結(jié)合平緩過渡設(shè)計(jì)，避免在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)比較突然的曲線變化，否則容易使得道路行車依據(jù)原本的轉(zhuǎn)動(dòng)與平動(dòng)行駛方式行車，無法及時(shí)改變道路行車的方向，進(jìn)而會(huì)增加其出現(xiàn)道路交通安全問題的概率。因此，在開展平面線形設(shè)計(jì)過程中，首先控制其最小曲率半徑，同時(shí)平曲線連接要相應(yīng)地設(shè)計(jì)緩和曲線來保持曲線有一個(gè)良好的過渡環(huán)節(jié)。根據(jù)有關(guān)的設(shè)計(jì)實(shí)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(duì)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(fā)生概率。因此，設(shè)計(jì)人員需要在平面線形設(shè)計(jì)中有效控制平緩曲線，力求對(duì)整體的平面線形設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.2 縱面線形設(shè)計(jì)要點(diǎn)

豎曲線同行車安全之間具有緊密聯(lián)系的影響因素主要包括行車視距、變坡點(diǎn)曲率、坡長等，它們同高速公路設(shè)計(jì)時(shí)速之間具有緊密聯(lián)系。在豎曲線上進(jìn)行行駛的過程中，主要需要考慮車輛的法向轉(zhuǎn)動(dòng)與平動(dòng)情況。在經(jīng)過縱向坡道過程中，車輛的車速是增加誘發(fā)交通安全事故的一個(gè)重要因素。根據(jù)我國高速公路設(shè)計(jì)的相關(guān)要求可知，針對(duì)不同設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)速度下，如果相應(yīng)豎曲線半徑與長度都低于規(guī)范規(guī)定的限值，那么就容易使得道路行車過程中駕駛?cè)藛T無法很好地適應(yīng)這種駕駛路線，加之時(shí)距因素的影響進(jìn)一步增加了道路出現(xiàn)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(gè)重要因素，如設(shè)計(jì)人員要避免設(shè)置過多的坡度轉(zhuǎn)換，否則容易使駕駛?cè)藛T出現(xiàn)行車錯(cuò)覺，而單一坡度設(shè)計(jì)方式容易使駕駛?cè)藛T出現(xiàn)視覺疲勞，所以要注意有效、科學(xué)地組合道路坡度。通常而言，在山區(qū)高速公路道路設(shè)計(jì)中，坡度范圍適宜控制在-2%～3%。

3.3 道路交叉設(shè)計(jì)要點(diǎn)

道路交叉設(shè)計(jì)也是山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)中需要高度重視的一個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，具體設(shè)計(jì)難點(diǎn)表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：其一，道路交叉范圍比較小。鑒于山區(qū)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(huì)影響道路行車舒適性與穩(wěn)定性，也會(huì)增加出現(xiàn)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(xiàn)車輛碰撞的概率。

設(shè)計(jì)人員在道路交叉設(shè)計(jì)期間需要綜合考慮行車速度、坡度以及視距等關(guān)鍵參數(shù)。如果路線交叉范圍內(nèi)的相應(yīng)路線設(shè)計(jì)不滿足設(shè)計(jì)要求和規(guī)定，那么要注意對(duì)交叉路線的相應(yīng)集合現(xiàn)行與主線進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整;如果交叉路線部位處的路線設(shè)計(jì)中視距因素不滿足設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方式來改善行車視距。

4 結(jié)束語

綜上所述，山區(qū)高速公路路線設(shè)計(jì)的影響因素眾多，涵蓋了環(huán)保要求、地質(zhì)與地形等眾多因素。為了確保公路路線設(shè)計(jì)質(zhì)量，需要在遵從環(huán)保性、安全性、經(jīng)濟(jì)性與制宜性等設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，做好平面線形、縱面現(xiàn)行與道路交叉設(shè)計(jì)等幾個(gè)關(guān)鍵方面的設(shè)計(jì)工作，保證可以全面提升山區(qū)高速公路路線設(shè)計(jì)質(zhì)量。

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