山区高速公路路线设计实践分析

夏淼

摘  要：在高速公路建设里程不断增加的背景下，越来越多工程项目放在了山区地区，其是改善山区交通形势，拉动山区经济发展的重要基础建设。文章以山区高速公路路线为例，对其设计的影响因素、原则与要点进行了重点探析。

关键词：山区;高速公路;路线设计;设计方法

中图分类号：U412.366 文献标志码：A         文章编号：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

不同于平原地區的高速公路建设，山区高速公路本身的建设条件要求比较高，并且会严重破坏相应的生态环境，所以在对其公路路线进行设计期间需要综合考虑交通安全因素、环保因素、地质地形因素等众多因素，力求在尽量降低高速公路工程造价的基础上，减少山区高速公路建设项目对周边生态环境造成的严重破坏。

1 山区高速公路路线设计的影响因素

山区高速公路的路线设计本身是一项专业化、复杂度比较高的工作，本身涉及到众多的影响因素，具体表现如下：

其一，横向地形。山区高速公路项目在设计中一般面临比较大的横坡以及陡峭的横向地形。如果横向横坡的陡坡大于1：4，那么在设置横向地形期间要相应地增设路基支挡结构等来确保路基的稳定性。因此，在实际的路线设计中要尽可能地避开这些陡峭的路段。

其二，纵向地形。山区高速公路在纵向地形层面上具有比较大的高差以及频繁变化的地形起伏。如果纵向地形具有比较大的高差，那么要综合考虑是否需要设置路基，保证其设计的可行性。

其三，不良地质条件。在山区地区容易出现断裂构造、岩溶、崩塌、高液限土等众多地质灾害，其直接关系公路路线设计的整体质量，如图1实际上就是高速公路岩溶路基塌陷造成的一种设计问题。

其四，地方规划与环保因素。随着可持续战略的发展，山区高速公路路线设计项目不断增多，同时环保、地方规划等提出了越来越高要求，如在设计公路路线时要遵从“三最”思想（最小破坏、最大保护、最多恢复），尽可能地保护高速公路沿线的自然环境和生态环境。

2 山区高速公路路线设计的基本原则

2.1 安全性

在设计山区高速公路路线期间，首先需要考虑的一个基本设计原则就是确保其整体的安全性，具体除了要保证高速公路自身的安全性之外，也要确保道路行车的安全性。比如，在设计高速公路线路期间要尽可能地避免现场施工中存在的各种不良地质灾害高发区域，如躲避滑坡、地震、泥石流等自然灾害频繁出现的区域，以及处于活动断裂带、软弱地基等区域的路线设计。如果路线实在无法根本上规避这些区域，就需要采取恰当的举措来防护潜在的自然灾害，确保公路运行的安全性。

2.2 经济性

高速公路项目本身需要耗费大量资金，其经济性表现在后期使用公路的效率及其本身的实际运营寿命。鉴于山区本身的车辆流量不大，并且本身建设过程对技术具有较高要求，相应的建设成本也比较高，所以在设计公路路线选型期间，设计人员必须要综合考虑工程造价这一基本影响因素。一方面，在设计高速公路线路期间，可以有效促进当地运输业、农业与旅游业等产业的发展，大大提升了公路使用率。另一方面，在设计中需要考虑同周边农村与城市的协同发展，力求以高速公路为基础来构成一个完整的、良性的循环经济体系。

2.3 环保性

在山区修建高速公路工程项目期间会不可避免地对周边的生态环境造成破坏，尤其是随着“生态公路”和“绿色公路”等建设理念的提出，设计人员在设计山区高速公路期间更加要注重降低项目对周边环境和生态带来的不利影响。比如，在设计高速公路路线或开展路线规划期间，要注意保护周边的优秀生态系统与人文景观系统。比如，针对那些具有受保护生态系统和环境要求地区的高速公路设计而言，一定要注重对周边生态结构进行保护，并且尽可能地减少工程开挖工程量，力求最大限度降低对周边生态环境造成破坏进行有效保护;针对那些已经遭受破坏的高速公路路基开挖，也要做好后期的工程项目恢复设计工作，如恢复高速公路工程项目建设之后出现破坏的周边植物与地表土等，保证道路工程结构可以同周边环境保持良好的协调性与一致性。

2.4 制宜性

在设计高速公路路线期间，除了上述几个方面的基本设计原则之外，同样需要遵从制宜性原则，具体就是要结合山区高速公路所处的地质条件、地形条件和环境特征等，采取局部优化的方式设计与处理路线，保证其可以更好地适应周边的实际环境，这样才能更好保证高速公路路线设计的质量。例如以地质选线或地形选线为例，设计人员需要结合山区的实际环境特征，保证所设计的路线在横断面、纵断面与平面等各方面的设计都更加切合实际的设计要求和使用的要求，尤其是要善于运用山区地区特有的地形来对高速公路线路进行设计，有效结合缓和线形来使最终设计的公路路线可以和周边生态环境之间形成良好的融合。

3 山区高速公路路线设计的要点

3.1 平面线形设计要点

在山区高速公路的平曲线上进行行车期间，主要以平动与径向转动为主要表现。为了保证整个驾驶过程的安全性，需要在设计平曲线期间结合平缓过渡设计，避免在设计中出现比较突然的曲线变化，否则容易使得道路行车依据原本的转动与平动行驶方式行车，无法及时改变道路行车的方向，进而会增加其出现道路交通安全问题的概率。因此，在开展平面线形设计过程中，首先控制其最小曲率半径，同时平曲线连接要相应地设计缓和曲线来保持曲线有一个良好的过渡环节。根据有关的设计实践与研究可知，如果平曲线本身的曲率半径不高于400m，或者曲率半径相对较大但是过渡连接长度小于100m，那么就容易增加道路行车安全事故的发生概率。因此，设计人员需要在平面线形设计中有效控制平缓曲线，力求对整体的平面线形设计进行优化设计。

3.2 纵面线形设计要点

竖曲线同行车安全之间具有紧密联系的影响因素主要包括行车视距、变坡点曲率、坡长等，它们同高速公路设计时速之间具有紧密联系。在竖曲线上进行行駛的过程中，主要需要考虑车辆的法向转动与平动情况。在经过纵向坡道过程中，车辆的车速是增加诱发交通安全事故的一个重要因素。根据我国高速公路设计的相关要求可知，针对不同设计速度下的竖曲线具有最小长度与半径等方面的要求。在给定设计速度下，如果相应竖曲线半径与长度都低于规范规定的限值，那么就容易使得道路行车过程中驾驶人员无法很好地适应这种驾驶路线，加之时距因素的影响进一步增加了道路出现行车安全事故的概率。此外，坡长与坡度也是影响高速公路行车安全性的一个重要因素，如设计人员要避免设置过多的坡度转换，否则容易使驾驶人员出现行车错觉，而单一坡度设计方式容易使驾驶人员出现视觉疲劳，所以要注意有效、科学地组合道路坡度。通常而言，在山区高速公路道路设计中，坡度范围适宜控制在-2%～3%。

3.3 道路交叉设计要点

道路交叉设计也是山区高速公路设计中需要高度重视的一个设计要点，具体设计难点表现在如下几个方面：其一，道路交叉范围比较小。鉴于山区地形因素的限制，在交叉口位置处不容易拓展较大的面积。其二，道路本身具有比较大的坡度，这会影响道路行车舒适性与稳定性，也会增加出现道路交通安全事故的概率。其三，交叉口本身的视距不足。过小的视距容易增加道路交叉口处出现车辆碰撞的概率。

设计人员在道路交叉设计期间需要综合考虑行车速度、坡度以及视距等关键参数。如果路线交叉范围内的相应路线设计不满足设计要求和规定，那么要注意对交叉路线的相应集合现行与主线进行适当调整;如果交叉路线部位处的路线设计中视距因素不满足设计要求，那么可以采取更换道路交叉位置或移除掉障碍物等设计方式来改善行车视距。

4 结束语

综上所述，山区高速公路路线设计的影响因素众多，涵盖了环保要求、地质与地形等众多因素。为了确保公路路线设计质量，需要在遵从环保性、安全性、经济性与制宜性等设计原则的基础上，做好平面线形、纵面现行与道路交叉设计等几个关键方面的设计工作，保证可以全面提升山区高速公路路线设计质量。

参考文献：

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[5]季雪彪.研究山区公路路线设计[J].四川水泥，2018（11）：92.