公路线路选型与路线设计思路分析

文/张飞、侯青

1 前言

线路选型要从多个方面进行考虑，并遵循很多原则与方法，因为这些都会给线路选择产生直接的影响。在确定了公路路线的大体走势之后，要结合施工地点的地质状态、环境条件、区域经济发展等方面因素，选择最为科学合理的路线形式，做好线路断面的设计，为道路、桥梁、隧道等工程的建设奠定坚实的基础。

2 山区公路线路选型原则

2.1 线路安全性

确保线路安全性是线路选型的基本原则。该方面的原则主要是保证公路项目运营达到稳定性与安全性，充分保护车辆行驶的安全性。从实际情况分析，在路线选择中应该防止不良地质灾害的影响，比如泥石流、地震、滑坡等灾害发生率较高的区域，同时还要防止其设置在软弱地基与活动断裂带中[1]。如果不能有效规避上述危险区域，则需要选择合理措施进行灾害防治和处理，以确保道路交通运行达到安全性的标准。

2.2 经济效益化

在公路建设施工中，由于资金投入量较大，因此经济性也是公路建设施工与维护管理的重要因素，且其关系到道路的使用寿命。因为山区地带的交通运行量相对比较少，地形条件复杂，投入资金较多，所以穿越区域进行项目建设时对于施工技术的要求非常高。在路线选择中，需要综合分析造价方面的因素。一方面，线路设计应该给当地的旅游业、农业、运输业等带来一定的发展，以此产生较高的经济效益；另一方面应积极促进公路周边、城市的发展，形成经济发展带。

2.3 生态环保

公路建设属于大型工程项目，会对周边自然生态环境造成很大的影响。从实际情况来看，我们需要综合分析路线规划对于人文景观、生态环保方面的损坏影响，充分保护当地的人文历史文化，避免给生态结构产生不利影响；而对于周边环境来说，我们则需要尽量避免产生严重影响，减少开挖施工量，保护地形地貌免被破坏；对于已经形成的路基结构开挖施工，则需要进行后续的恢复保护，特别是损坏的植被、树木等，应该及时恢复，保证不会给周边的自然环境带来严重的负面影响[2]。

2.4 因地制宜

在公路的路线设计中，需要从安全、经济、环保等方面出发，遵循因地制宜的原则，结合当地的地质条件和自然生态环境，进行全面的线路优化设计，保证其可以适应当地的自然环境，这对于当地的全面发展能够起到一定的促进作用。将地形、地质选线作为案例进行分析，按照山区环境的特性，公路应达到线路运行通畅性的要求，保证断面设计科学合理，同时充分利用地形变化趋势，比如山区地带设计为曲线的形式，融入缓和曲线设计理念，使其与环境形成整体。在地质选线的过程中，相关人员要考虑到当地的水文条件和地质状态，消除不确定性影响因素，以此促进施工顺利进行，提高运营效果，满足线路长期运行的标准[3]。

3 山区公路的线路设计方法

3.1 平面线形设计

公路中车辆行驶在曲线的位置上，会产生车辆的平动与径向转动。这种平曲线的线路形式，在车辆驾驶时可以平稳地过渡；但如果线路设计存在突变的形式，就会导致车辆不会快速反应发生变化，进而造成交通事故的发生。因此，一方面平曲线设计时应该采取最小曲率半径设计，另一方面平曲线需要和缓和曲线连接过渡，保证交通通行的顺畅性。从有关数据分析，在平曲线的曲率半径不足400m 或者曲率半径较大且长度超过100m 的情况下，发生交通事故的概率会大幅增加。

3.2 纵面线形设计

竖曲线和车辆行驶的安全性存在直接关系，且主要是坡长、坡度变化的变坡点曲率、车辆视距等方面。因此，相关人员可以在设计中选择合适的技术参数。车辆在竖曲线上行驶时，车辆会存在平动与法向转动的运动形式。从研究理论分析，车辆在通过纵坡道的情况下，车速会在不知不觉中增大，进而容易诱发交通事故。下面表1 即为目前的不同速度设计下的最小半径与最小长度标准。如果明确了道路行驶速度，那么在公路的竖曲线长度与半径的设计过程中则都要按照某限值进行；如果不能达到技术标准，则会导致驾驶员无法适应该线路变化，进而产生安全隐患[4]。

表1 不同设计速度下竖曲线的小长度以及半径

此外，坡度和坡长对于车辆行驶安全也会有直接的影响。如果道路的坡度变换比较大，则会出现车辆稳定性下降的情况，同时驾驶人员也会出现视觉偏差，且在单一坡度容易出现驾驶疲劳，所以应该适当采用多种坡度组合的方式。从实际应用分析，道路设计中，-2%～3%的坡度能够达到安全的标准，如果坡度比较小，驾驶人员对于车速的判断就会存在明显偏差。德国在公路设计中，认为-2%～2%的坡度范围效果最好，且纵坡发生安全事故数据分析，上坡事故点多数都是在上坡的上凸点与坡顶之后连接部分。

3.3 交叉设计

山区公路在选线时，其交叉设计问题主要是以下几个方面：

3.3.1 交叉范围小。因为山区地形条件较为特殊，所以在线路交叉口的设计中并不会存在拓展比较大的面积。

3.3.2 道路坡度大。坡度过大会出现行驶稳定性下降的问题，道路行驶舒适度不足，进而导致交通事故的发生。

3.3.3 交叉口视距不足。视距如果比较小就容易诱发交通事故，尤其是路线交汇的位置上，撞车事故时有发生。因此，山区公路在进行线路选型设计时，应该从坡度、视距、速度等方面出发，确定最为科学合理的设计方案。如果路线交叉范围并不能达到运行的标准，则需要调整线路，实现线路的优化设计；交叉线路视距如果不能达到标准要求，则需要将障碍物移除或者选择其他的交叉设置方法，做好视距的调整处理[5]。

4 工程案例分析

4.1 工程概况

某山区公路项目总长度为77.678km，整个地区的岩溶发育程度比较好，且沿线范围内雨雾天气的发生率比较高，整个线路范围内海拔高度范围为150～1540m，设计最低点为235m，设计最高点为885m，路线相对高差为650m。从勘查数据分析，该线路设计中可以选择多个桥梁与隧道进行控制，分析当地地形条件、地质状态、旅游业与农业发展形势等方面，确定合适的线路设计图，然后确定最为合理的线形设计方案。

4.2 线路设计

根据上述选线基本原则，在该线路设计中进行平纵线设计与交叉口设计，可以满足当地的交通运行的标准。

4.2.1 线形设计

在本次公路的线形设计中，需要最大限度内应用直线的线形方式。因为整个地区的地形条件比较特殊，总计需要布置平曲线有37 处，且全部都是大于圆曲线一般值的形式，能够达到整个线路的运行需要。从实际情况分析，该项目的最小缓和曲线长度为150m，最大纵坡为4.5%，最小平曲线的半径为720m。

4.2.2 线形适宜性评价

为了保证该公路项目的运行达到安全性的标准，需要充分考虑到环保性与线形几何要素方面，同时做好该线路内平纵指标的全面分析和研究。通过分析该线路内的运行速度方面，可以有效改善线形的几何要素指标，保证各项参数都在可控范围内，且整个线路的运行能够达到安全性与标准化的要求。从国家标准中的相关规定分析发现，在平曲线半径不足1km和纵坡坡度超过3% 时可以作为一个独立的道路单元，而其他的路线内车辆行驶也都可以匀速行驶。根据本次设计要求，同时结合《公路项目安全性评价指南》中的相应条款，在推荐设计方案中做好不同方向、不同车辆型号的试验，以此了解运行速度是否合理。通过分析后可以发现该公路工程的线形连续性、一致性与衔接性全部达到规定的标准要求，表示该公路的线形设计比较好，衔接顺畅，满足安全运行的要求。

5 结语

线路设计是公路设计的重要内容，本文以山区公路的实际案例为出发点，确定线形设计的基本原则。实践可知，在线路选型以及路线设计的过程中，掌握相应的设计内容和要点，可以保证线形设计达到最优化的要求，进而达到交通运行安全性、可靠性的标准。