公路工程可研阶段路线方案设计比选方法探讨

陈运宁

(山西路翔交通科技咨询有限公司，山西　太原　030006)



公路工程可研阶段路线方案设计比选方法探讨

陈运宁

(山西路翔交通科技咨询有限公司，山西太原030006)

路线设计是公路设计的重要部分，路线设计的合理性决定了桥梁、隧道、路基等工程规模的数量，进而决定了工程投资的大小。文章介绍了路线方案的设计原则、设计步骤、比选方法，并结合实例阐述了路线方案的比选过程。

公路；路线方案；设计；比选

0　引言

我国公路运输承担着客货运输的主要任务，公路建设对沿线区域的政治、经济、文化、社会等的发展起着重要的推进作用。

公路工程可行性研究的目的，是通过对项目建设的必要性、技术可行性、经济合理性和实施可能性进行综合研究论证，进而确定项目的起终点，提出推荐路线方案，确定项目技术标准，明确项目建设规模，估算项目投资，分析项目效益的工作，是项目建设前期阶段的重要组成部分，是建设项目决策的主要依据。

公路路线选择是确定项目建设规模的第一步，也是最重要的一步。一条与当地地形完美结合，考虑了沿线地质、生态环境与地方经济发展的公路，不但能够最大化地为国家和地方经济发展提供服务，而且能够尽量最小化工程规模，节省投资，提高项目的社会效益和经济效益，同时也降低后期运营难度。

目前，山西省的高速公路建设基本都在崇山峻岭之中，路线选择的合理与否对工程规模的影响极大，因此需要工程设计人员不仅有过硬的技术水平，同时能结合实地情况，做到公路路线设计最大合理化。

1　山区公路路线方案设计原则

高速公路是永久性的基础设施，一旦建成后，不仅占用了稀缺的走廊带资源，同时自身改造的难度也比较大，因此在设计中应遵循必要的设计原则，以保障高速公路建设的效益最大化。

1.1符合区域高速公路网规划的要求

区域高速公路网规划是地方政府为区域未来经济发展而规划设计的交通基础工程，在规划之初，就考虑了与现有路网布局之间的合理性。因此，在可行性研究阶段，设计单位应在原则上符合规划要求。

1.2安全性

高速公路行车的高速性，决定了高速公路的线形指标必须要满足规范要求，同时还要结合设计经验、沿线的地质、地形条件综合考虑，绕避不良地质路段，以确保高速行车的舒适、安全，保障人们群众生命财产的安全。

1.3符合生态环保要求

山区高速公路的建设，不可避免要对山体进行开挖或者对沟谷进行填充，在这一过程中就对环境造成了破坏，而且这种破坏具有一定的不可恢复性。因此，要求工程设计人员在设计中必须遵循“不破坏就是最大的保护”的理念，一定要学习和认识自然规律[1]，顺势而为进行设计。加强公路景观设计，使人为景观与自然景观和谐统一，营造人与自然和谐发展的平衡关系。

1.4尽量避免占压资源

资源是人类生存发展的物质基础，也是可持续发展的重要保证。资源不仅包括矿产资源，也包括土地、水利、森林植被等。山西是煤炭大省，同时也是农业大省。在路线设计中，应提前对路线沿线的各种矿产资源进行调查，在设计中能避让的尽量绕避，减少对资源的占用。路线设计中应尽量避免对耕地资源的占用，确保我国耕地红线不动，保障粮食生产。

1.5为沿线地方经济发展服务

高速公路的建设的目之一就是为沿线地方经济发展服务。在高速公路设计中，应充分考虑地方政府对公路建设的意见，做到既靠近城镇，又不进入城镇规划范围，减少对地方城镇规划和产业发展规划的不利影响，实现社会效益和经济效益的最大化。

2　山区公路路线设计步骤

2.1初步资料收集

在设计之初，应与路线沿线地方政府进行接触，了解地方经济发展的着力点和地方政府对路线方案的意见，以确保路线设计符合沿线经济发展需求。同时对沿线可能的城镇、产业规划，以及文物资源、自然资源、水资源等资料初步收集，以确保路线设计对这些主要控制因素进行了绕避。

2.2走廊带设计

在1∶500 000地形图上对路线可能的走廊带进行研究，规划出走廊带方案。

2.3路线设计

在1∶10 000地形图上对走廊带方案进行深化研究，即进行路线方案的实际设计，对纵断面进行拉坡设计。对纵坡不符合规范或纵坡明显不合理路段进行平面路线调整，直至纵断面符合要求。

2.4进行外业实地调查

以在1∶10 000地形图上设计的路线方案为准，项目组各专业人员进行外业的实地踏勘，对路线实地勘测，确保路线在平面上未占压水资源、文物资源、自然资源、城镇规划等，且没有较大的拆迁。对占压的各种资源或设施进行路线调整，尽量减少拆迁和资源占压；对无法进行调整的路段进行社会调查，确保利益相关人群同意路线设计方案。

2.5内业调整

将外业实地踏勘调查的各种已知资料作为控制因素在1∶10 000地形图进行位置确认，对路线方案进行调整，尽量减少对沿线群众生产生活的影响。

3　路线方案比选方法

路线方案的比选以定量分析为主，采用定性和定量相结合的方法。

3.1定性比较

不同的路线方案有不同的互通地理位置，不同的互通对当地地方经济发展促进作用会产生不同的社会效益，同时也会影响高速公路对周边路网交通流的分配度；不同的路线方案对沿线生态环境所造成的影响不同，包括噪音污染、尾气污染以及可能的油气泄露对周边环境的影响；高速公路的建设可能会对山体造成破坏，引发二次灾害。

3.2定量比较

定量比较即对不同路线方案的长度、平纵面指标、路基路面工程数量、土石方数量、桥隧长度、立体交叉规模、征地拆迁规模、资源占压长度、不良地质以及工程造价等工程规模进行比较，从而确定合理的工程规模和投资。

在对路线的平面技术指标进行定性比较中，一般采用的指标有交点数量、最小圆曲线半径等。还可以采用运行速度检验方案对路线线形进行比选调整。我国运行车速控制原则建议按下述速度差控制：两相邻路段间小客车运行车速差≤20 km/h；大货车≤15 km/h。[1]

小客车在高等级公路的运行车速模型公式：V85=14.71 R0.3194；[1]

大货车在高等级公路的运行车速模型公式：V85=4.941 1 R0.434 5。[1]

4　实例分析

以山西省高速公路网中的安泽至沁水高速公路(简称安沁高速)起点路线方案的选择为例，来说明路线方案比选的方法。

在安沁高速路线起点方案的选择上，主要比较方案有A、B两条，A线方案起点位于安泽县城西侧2.5 km，B线方案位于安泽县城东侧19 km，如图1所示。A、B两个方案的主要技术指标如表1所示，工程数量如表2所示。

图1　起点段路线方案图

指标名称单位B线方案(BK0+000～BK30+100)A线方案(AK0+000～AK23+560)一、路线路线长度km30.123.56路线增长系数1.091.15交点数个2819二、平面平均每公里交点个0.930.81圆曲线最小半径m523/1500/1变坡点数个3622平均每公里变坡点数个1.200.90三、纵面最大纵坡%/处3.75/14/1最小坡长m/处400/1450/1最小竖 凸型曲线半径 凹型m/处m/处6000/27500/110000/37000/1

4.1技术指标

从表1可以看出，B线方案共布设了28个平面交点，平均每公里0.93个，而A线方案平面交点为19个，平均每公里0.81个。纵断面上，B线平均每公里1.2个变坡点，A线平均每公里0.9个变坡点，可以看出A线的平纵面线形稍好于B线方案。

4.2工程数量

B线路线方案长6.54 km，其土石方、排水防护工程、路面工程、桥隧工程、征地数量均高于A线方案，

其总投资较A线高4.65亿元。因此就工程规模而言A线方案明显优于B线方案。

4.3经济效益

山西省高速公路的交通流特点为由西至东至南为重载车辆，回程为轻车方向，且由东向西车流大于反方向车流。B线方案位于安泽县城东侧19 km，距离A线起点25公里，加上B线较A线长6.54 km，造成重车方向的运营里程较A线长31.54 km，这个长度占安沁高速全长的55%，回程车辆也同样需要绕行。最终造成通行车辆需增加约50%的燃油消耗和道路通行费用等，无形之中将大大增加了车辆的运营费用，降低了高速公路的社会效益和经济效益。

同时A线方案距离安泽县城更近，距离沿沁河流域的经济较发达区域更近，而B线方案走廊带内村庄较少，因此A线方案对经济发展的促进作用更大，能吸引更多的车流通过高速公路，对高速公路的收费和经济效益也具有较大的促进作用。

4.4环境保护

B线方案位于红泥寺自然保护区边缘，而A线方案则距离较远，B线方案显然对环境的不利影响更大。

综合以上两个方案的技术指标、工程规模、经济效益和环境保护四个方面的比较，最终选择各方面均占优势的A线方案作为推荐路线方案。

5　结语

作为项目建设前期工作的重要阶段之一的可行性研究，其主要任务之一就是路线方案的设计，进而确定合理的工程建设规模和投资。一条合理的路线方案，不仅要求节省投资，还要求降低公路对沿线生态环境的破坏，同时也要对沿线的经济发展有积极的促进作用，并且自身具有良好的经济效益。

Discussions on Route Scheme Design Comparison and Selection Methods at Highway Engineering Feasibility Study Stage

CHEN Yun-ning

(Shanxi Luxiang Transportation Technology Consulting Co.，Ltd.，Taiyuan，Shanxi，030006)

The route design is an important part of highway design，and the route design rationality determines the number of bridges，tunnels，roadbed and other engineering scale，and further determines the size of project investment.This article introduced the design principles，design steps，and comparison and selection methods of route scheme，and described the comparison and selection process of route scheme in combination with practices.

Highway；Route scheme；Design；Comparison and selection

U412.3

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.08.003

1673-4874(2016)08-0010-03

2016-06-12

陈运宁(1980—)，工程师，研究方向：交通土建。

[1]交通部公路司.新理念公路设计指南[M].北京：人民交通出版社，2005.