山区公路选线比选分析

马伟彪

摘 要：山区高差大，地形复杂，以G331（第五标段）工程为实例，将初步设计的线位进行局部优化，选择更合理的线位，避免不同设计速度的路段频繁变化。通过路线方案优化来简单探讨山区公路的一些设计要点。

关键词：山区公路;分段设计;垭口选择;展线方式;路线优化

中图分类号：U412.36 文献标识码：A

0 引言

选线是道路线形设计的重要环节，选线的质量直接影响后续的设计指标和工程投资，是一项涉及面广、影响因素多、政策性和技术性强的工作。不同设计阶段的选线工作重点不同，随着设计的深入，选线是不断筛选与重复优化的过程。

1 项目背景

G331东起丹东，西至阿勒泰，是国家公路网中的一条重要横线，整条路线位于我国北部边境，与国家公路网中另外两条纵线——喀纳斯至东兴（G219）、丹东至东兴（G228）一起构成了围绕我国国境的一条边境大环线，在国家公路网中具有特殊的地位和非常重要的意义;根据初步设计文件，G331线青河至富蕴至阿勒泰段公路建设项目（五标段）路线全长约67.841 km，采用两种技术标准如下：

根据《公路路线设计规范 JTG D20—2017》条文说明，不同设计速度之间的频繁变化是诱发交通事故的原因之一，因此采用不同设计速度的路段不应频繁变化，同一设计速度的路段不宜过段，二级公路一个设计路段的长度不宜小于10 km。根据上述条文，考虑设计速度分段的连续性，原初设分段存在不合理之处，在条件允许下对第二段越岭线进行优化，建议将该5.851 km路段的设计速度提高为60 km/h。

2 路线优化原则

（1）合理掌握主要技术指标的运用，灵活使用曲线以适应地形。注意线形高、低指标的均匀变化，力求线形连续、顺适。认真做好复杂地形、地貌及重点工程路段的多方案比较。

（2）路线避免穿过地质不良地段，避免穿过城镇或居民密集区，力求路线与城镇规划相协调、近城而不进城，带动经济发展的原则，适当兼顾地方政府的合理要求，合理选择线位。

（3）纵面线形设计中应深入研究高程控制点，确定其合理高程;要注意陡坡、缓坡的组合，控制最大合成坡度，提升项目安全性。

（4）切实贯彻“保护耕地、节约用地、少拆房屋、方便群众、依法保护环境、保护风景区、文物古迹”的原则。特别是耕地资源，线位布设尽可能少占农田。

（5）充分考虑環保选线，合理利用有利地形，对平、纵、横进行综合考虑，尽量减少废方。注重保护生态环境，减少水土流失。

（6）合理控制工程造价，适当运用技术指标，保证本项目的工程经济性。

3 路线优化的关键选择

越岭线需要克服很大的高差，路线的长度和平面位置主要取决于路线的安排，因此越岭线布设应综合考虑垭口（鞍部）选择、过岭高程及垭口两侧路线展线方案，这三者是相互关系、相互影响的。

原初设K435+665.584～K441+516.543段长约5.851 km（小于10 km）受地形限制按二级公路（集散功能）取40 km/h设计速度，最小圆曲线半径取极限值R=95 m，最大纵坡5.2%;本次重点阐述本段平面线位优化起终点K439+400（地面标高1 097 m）～K442+500（地面标高993.5 m），平均纵坡=高差/长度=103.5/3 100=3.34%，路线延长系数λ=3 100/1 720=1.802;本次优化结合地形，依山就势，调整迂回路线，优化平纵面，将此段调整为满足60 km/h设计速度的规范规定的路段，也可以避免40 km/h设计速度的路段过短情况，优化调整后路线长度为2 370 m，平均纵坡=高差/长度=103.5/2 370=4.36%，路线延长系数λ=2 370/1 720=1.378。

图1 线位对比图

（1）垭口位置：垭口（鞍部）是越岭路线的主要控制点，在满足路线的基本走向前提下，与展线方案一起考虑。垭口应首先考虑标高较低且展线后能迅速连接山下控制点的;其次再考虑稍微偏离路线方向或标高较高但接线平顺、地质良好与增加路线长度少的垭口。

原除设线位为减少挖方高度，优先经过垭口，采用较小的圆曲线半径（R=150）组合成S型曲线;在增加挖方高度不多的情况下，调整后采用接线平顺，半径较大的半径，但线位经过高程相对较高。

（2）过岭高程：平面线位确定后，不同的过岭高程，直接关系到工程规模、路线长段及线形指标，且影响前后的展线设计方案。

本次调整后局部垭口挖深较原初设大，最深达22 m，虽然土石方工程比较集中，路基防护难度加大，但有效降低了过岭高程，缩短之后展线长度，改善了行车条件。

（3）垭口两侧路线展线方案：路线展线的基本方案有

三种，第一种为自然展线，第二为回头展线，第三为螺旋展线。

原初步设计线位利用山包采用回头展线，短距离克服了较大高差，但平曲线半径小（半径为95 m），满足不了60 km/h行车速度指标，直接造成本项目设计速度分段频繁，埋下交通隐患。

优化调整后线位采用自然展线，符合路线的走向，以合

适的纵坡利用山嘴或侧沟来展线，增加路线长度少，线形好，满足60 km/h行车速度指标。

4 路线优化的方案比选分析

此段原初步设计速度为40 km/h，平面曲线最小半径为95 m，纵坡最大为5.2%;平面线位通过调整优化后，路线减短0.73 km，平面线形指标得到较大改善，虽然最大纵坡5.2%设置的长度增大，但挖方和填方均大幅度减少，且优化后取消了原初步设计9×30 预应力混凝土连续小箱梁大桥，设计速度可以调整为连续60 km/h。

5 结语

路线设计是公路设计中的先行者，选线的质量直接关系到道路的使用质量和工程造价。对于山区公路，受制约的因素较多，路线选择需综合考虑多方面因素，选择合理的垭口位置、过岭高程及展线方式，多方案比选论证，并结合地方需求，才能保证最优的设计方案。

本次G33设计综合考虑多种影响因素，对原初步设计线位进行优化调整，结合地形，依山就势，逐步爬坡，避免高低来回走线，造成越岭线爬坡展线长度有较大损失，产生不必要的大纵坡度路段，改善了线形指标，并避免原初步设计中速度分段不合理之处，行车更为安全舒适。

参考文献：

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[2]赵刚.山区高速公路选线设计[J].山东交通科技，2021

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