山区公路设计中应注意的问题及设计方法

吴志文

漳州市先行勘测设计院有限公司

山区公路设计中应注意的问题及设计方法

吴志文

漳州市先行勘测设计院有限公司

山区公路设计影响因素较多，地形环境更加复杂多变，必须从中总结经验，提高设计水平。要做好前期勘察合理选择公路线路，加强道路安全性方面的设计，注意道路曲线长度的设计，注重线形组合设计，强化对公路护坡的处理，处理好各个环节中的细节，提高山区公路工程的设计质量，延长其使用寿命。本人根据自己多年设计经验总结，下面就对这些方面进行分析，希望给有关人士一些借鉴。

山区公路设计；注意问题；设计方法

1 分析山区公路设计中应注意的问题

1.1 在山区公路线路选择中存在问题

进行山区公路建设过程中，必须考虑多方面的因素，否则公路投入使用后将会出现很多问题。规划线路要满足道路等级规定，将不同线形科学的组合到一起，当前在公路线路选择中存在较多问题，例如设计中选用的线路和地质勘察结果不符合，直接影响山区公路的设计和施工。根据多年工作经验总结得知，只有做好前期的勘察工作，才能确保线路的合理性，但是实际工作中，往往由于设计时间紧，前期勘察工作做不到位，导致前期勘察工作质量下降，公路线路选择不合理，为后续工作带来了很多问题，比如增加投资、重新设计等等。

1.2 分析山区公路在安全设计中出现的问题

在山区进行公路建设存在很多困难，例如山区地形复杂多变，如果线路选择不合理，或者施工不到位，在投入使用中就会出现安全问题；山区公路设计存在连续弯道情况，在弯道行驶过程中，驾驶员的行车视距会大幅度缩短；山区道路受到地理环境的限制，导致弯道的道路半径较小，在经过连续弯道时很容易出现事故。另一方面，在山区地势起伏很大，连续上坡也经常发生事故，很多设计人员没有到现场勘查，因此在设计中没有对弯道、上坡段做好设计，道路在投入使用中经常发生安全事故，不仅影响驾驶人员和车辆的安全，道路自身也经常被破坏，提高了道路的维修成本，限制了道路作用的发挥。

1.3 分析曲线长度设计中存在的问题

山地公路设计必须注意对曲线长度的设计，对于缓和曲线而言，其主要在直线与圆曲线之间应用，或者在两个半径相差较大的圆曲线上应用，其属于一种曲率连续变化的曲线。设计目的就是利用道路曲率的变化而满足车辆驾驶的需求。但是很多地方的道路曲率设计不合理，没有经过测试和精准计算，甚至有些道路直接根据地势结构，天然曲线进行道路设计，导致在驾驶中曲率变化不一，车辆行驶轨迹和曲率不能很好的贴合到一起，直接威胁车辆和驾驶人员的安全。

2 分析山区公路设计中的设计方法

2.1 做好前期勘察合理选择公路线路

对山区公路进行线路选择中，如果规划线路需要穿过民房、厂房等公用密集的地区，进行线路勘察时如果没有其他因素影响，可以选择直线线路，两点之间距离最短，从整体规划而言可以保证公路里程最短。但是现实情况并非如此，在山地公路建设过程中，受到当地生态环境、自然条件、经济、环境等因素的影响[1]，因此虽然理论上所规划设计出的公路线路比较合理，但是再考虑上述其他因素后，就要对线路做综合的调整，对公路线路做整体优化，提高其实际的经济效益。在山区公路建设过程中，为了有效缩减工程项目的投资，避免发生不必要的民事纠纷，进行公路线路勘察设计时最好距离居民区较远，科学应用当地的地理条件，做好建设施工量最小，在此基础上，要达到公路工程建设和当地地区经济建设有机结合，从而将公路作用发挥到最大。除此之外，进行山区公路选线过程中，不能只追求高标准，也不能只注重表面的环保，要从实际情况出发，权衡投资和效益[2]。等级较低公路，曲线间夹直线可适当降低标准，同向曲线间夹直线可降至2.5V，反响曲线间夹直线可降至2V。很多时候线路选择只依靠工作人员的经验，没有借鉴勘察得到的地质数据，导致设计方案不合理，因此各个公路设计单位及人员必须重视前期勘察工作和线路选择工作，提高勘察质量(如图1所示）。

图1：合理选择公路线路

2.2 分析在道路安全性方面的设计

针对山区地形多变的特点，在道路设计中主要以曲线设计为主，常用的线路类型是缓和曲线和圆曲线。设计中要严格按设计规范要求进行弯度半径的选择。若是连续弯，根据经验总结，相邻半径比不应大于2。进行弯道设计过程中，不仅要满足弯度半径，还必须强化安全防护，增加隔离栅栏、护栏的建设数量，在重要路段，事故多发路段设置好警示标识，提醒车辆减速慢行[3]（如图2所示）。

图2：因地制宜进行设计

2.3 曲线设计中注意对长度的控制

为了满足车辆行驶的要求，提高山区道路的安全性，设计人员在道路设计中应用了缓和曲线，这样道路曲率能够和车辆行驶轨迹比较完整贴合到一起，有效避免车辆行驶时受到离心力和行驶方向的影响，行驶中不会出现较大的冲击力，在实践中应用这一设计方法具有很好的过渡作用和缓冲作用。进行山区道路设计时一定要严格控制缓和曲线长度，过短和过长都不适合，这样对车辆行驶产生致命影响。具体而言，如果缓和长度设计的过短，增加曲率变化的难度，而且道路其他的圆曲线不能和缓和曲线完整的衔接，还会影响驾驶人员的视觉效果，例如缓和曲线长度设计过短，在驾驶中会呈现给驾驶人员一种冲击感；缓和曲线长度设计过长，超高渐变率过小，会导致曲线段路面排水不畅。

由此可见，缓和曲线在设计中必须有效控制长度，综合考虑各项元素，例如安全要素、线路坡度、离心力、路面排水等，确保线路设计的美观性及和谐度。一般缓和曲线长度在设计中回旋线:圆曲线:回旋线的比例为1∶1∶1。

2.4 线形组合设计工作

公路设计时，一般做法是先平面线形设计，后进行纵面线形设计，因此，在进行平面线形设计时，需同时考虑纵面线形设计的配合。平纵线形组合设计原则为“相互对应”，且平曲线稍长于竖曲线，即通常说的“平包竖”。研究资料表明，平曲线半径小于2000m，竖曲线半径小于15000m时，平、竖曲线的相互对应对线形组合就显得十分重要；随着平、竖曲线半径的增大，其影响逐渐减少。当平曲线半径大于6000m，竖曲线半径大于25000m时，对线形的影响就显得不敏感了[4]。

线形组合设计时，要考虑合成坡度是否满足要求。由于山区公路，受地形等条件影响，平曲线半径往往会设计的比较小，纵断面坡度又设计的比较大，这时候就要检查合成坡度是否超过规范值，若超过规范值，则应调整平纵面设计。

同样，山区公路，由于受地形等条件限制，设计时，经常是小半径，大纵坡，这样，往往造成停车视距或者会车视距不够，因此，我们在设计过程中要检查视距是否满足要求，若不满足，则应调整平纵面设计或采取其它有效措施以满足视距要求。

2.5 强化对公路护坡的处理

在山区进行公路建设过程中，边坡防护处理工作不到位就会出现安全事故，一般山区公路会在山体附近建设，如果自然条件发生变化，或者在阴雨天气运行，直接影响车辆通行，公用效率大打折扣，由此可见加强对边坡的治理十分重要。在山区公路中常见的危害有沉降、路基位移、边坡塌陷等。通过对问题的分析得知，根本原因是路堤压实度不高，边坡高度设计不合理，设计中为了规避这一系列的问题，处理边坡时要因地制宜，节约投入的人力物力，提高施工效率，结合不同地理环境，有针对性的制定边坡处理方案，避免在这一环节出现安全隐患。选择使用方法要根据地理环境，地势情况以及具体施工需要等，不能盲目施工。

3 总结

通过以上对山区公路设计中应注意的问题分析，发现和普通公路设计有很大区别，尤其在边坡防护、线路选择、弯曲长度设计上要求更为严格，针对以往山区公路设计存在的问题，有针对性的进行了优化设计，满足公路设计的整体需求后，还可以保证驾驶人员和车辆的安全。

[1]李红珠,石旋.山区公路勘察与设计中应注意的几个岩土工程问题[J].工程技术:引文版,2016(11):00269～00269.

[2]徐翔辉.浅谈山区四级公路设计中的问题与注意事项[J].城市建设理论研究:电子版,2016(8):00233～00233.

[3]钱小波,杨余青.山区公路路线设计应注意的几个问题[J].工程技术:引文版,2016(5):00078～00079.

[4]JTG D20-2006,公路路线设计规范[S]

[5]JTG B01-2014,公路工程技术标准[S]

[6]JTG D30-2015,公路路基设计规范[S]