公路工程路线设计问题与要点分析

邓兵

（云南省交通规划设计研究院有限公司，云南 昆明 650041）

0 引言

随着我国社会经济的快速发展，公路工程建设规模持续扩大，机动车保有量及公路交通运输量也在持续增加，这对公路工程路线设计提出了新要求与新目标。通过合理、科学设计公路工程路线方案，并结合项目实际情况、先进设计理念以及科学技术对路线设计方案进行优化，能够显著提升公路工程项目的整体建设质量，降低交通安全事故发生率，从而为公路交通安全运输夯实基础。在路线设计工作中需要正视问题，严格贯彻路线设计基本原则，精准把握路线设计要点，从而有效提升公路工程路线设计水平。

1 路线设计基本内容

公路工程建设影响因素较多，在路线设计中应综合分析沿线地区经济发展要求、地形地貌、气候条件等因素，合理编制多种路线设计方案，然后由设计工作人员及专家组以科学评价方法进行方案比选，从路线走向、规模、指标、造价、社会经济影响等方面综合论证得出最优路线设计方案。地质条件勘测是公路工程路线设计工作的首要任务，必须全面掌握项目沿线地质构造情况，针对不利的地质条件则需在路线设计过程中采取有效措施进行预防或规避[1]。此外，路线线形指标直接关系到行车安全性与舒适性，所以在设计时必须综合分析几何设计与组合设计等，以严谨的科学态度细化各项设计内容，保证路线设计的合理性、可行性。

2 路线设计面临的主要问题

2.1 曲线设计问题

受地形等条件的影响，公路工程路线设计通常会采用曲线路线。在曲线设计时必须对项目现场情况进行详细勘查，保证测量数据的精准性，为曲线路线的合理设计提供依据。纵观公路工程路线设计实际情况，曲线设计常遇到很多问题，如果考虑分析的影响因素不够全面，可能导致曲线路线过长或过短[2]。若曲线路线过短，会影响车辆驾驶人员的视距等，无法确保车辆安全通行；若曲线路线过长，则会影响公路工程项目的加宽设计与线形组合效果。因此，在曲线路线设计过程中，应结合项目现场地形地质、水文条件、调研测放数据等进行科学设计，提升曲线路线设计的合理性与可行性。

2.2 直线设计问题

对于公路工程地势较为平坦的路段，通常采用直线路线设计方案。在具体设计中，必须全面调研分析项目现场地质、水文条件等，然后结合调研数据合理设计直线路线方案。与此同时，应重视路线两侧视觉要素，防止沿线风景设计过于单一，容易使车辆驾驶人员出现疲劳，从而引发交通安全事故。纵观现阶段公路工程直线路线设计工作情况，常见主要问题是项目现场调研不充分，忽略了车辆驾驶人员主观影响因素，单纯地根据自身经验进行设计，从而导致直线路线设计方案不合理[3]。比如线路过长，导致车辆驾驶人员容易产生疲劳感，当遇到突发状况后难以及时做出正确反应，以致引发追尾、碰撞固定物等交通事故。

2.3 坡长与变坡点设计问题

公路工程路线设计中通常会遇到下坡、上坡路段，所以坡角与变坡点选取尤为关键。设计人员需要合理控制坡长，尤其连续纵坡坡长，若不能结合项目实际情况合理设计坡长，比如连续纵坡过长，形成连续长陡下坡，车辆行驶过程中操控难度较大，频繁制动刹车，容易因刹车鼓温度过高导致刹车失灵，从而引发严重的交通安全事故。目前，部分设计工作人员在路线设计过程中关于结构物与控制点的把控不够严谨，导致变坡点设计出现偏差，增大了交通安全事故发生率，同时导致后期施工困难及成本增加问题。

2.4 视距设计问题

公路工程路线平面设计过程中，必须高度重视视距的合理控制，以保证交通安全。纵观路线平面设计工作实际情况，仍然存在视距设计不满足规范要求的问题，比如视距设计过小，导致车辆驾驶人员的盲区过大，特别是视野条件比较差的山区公路，进一步扩大了车辆驾驶人员的盲区范围，从而加大了车辆行驶危险性。

2.5 生态环境问题

新时代背景下，绿色环保成为社会各界关注的焦点。公路工程项目施工影响范围比较大，也需要高度重视自然生态环境保护，所以公路工程路线设计方案应具备环保性。但是从公路工程路线设计实际情况分析，部分路线设计方案为了提升线形美观度，盲目地增加长直线、曲线，导致施工时需要大量扩大土方开挖量，对项目沿线的自然生态环境造成较为严重的破坏。

3 路线设计基本原则

3.1 安全性原则

路线设计方案的合理性、可行性直接关系到公路工程项目运行的安全性，所以路线设计工作人员必须严格贯彻落实安全第一的基本原则，具体如下：

（1）结合国家公路工程项目设计标准及要求完成路线方案设计，科学确定路线设计各项相关指标。公路工程项目沿线路段的地质、水文条件等不同，关于路线设计的要求也有所区别，有的路段需设计为直线路线，有的路段则要设计为曲线路线，因此必须结合具体条件选择最佳路线设计类型，并注意不同路段指标与运行速度的整体协调[4]。

（2）按照安全性指标要求合理优化不同路段坡度、偏角等，同时适当减小坡度与偏角，但也应注意比较小偏角的不良影响，从而提升公路交通安全水平。

3.2 高效能原则

公路工程项目建设的核心目标为提升交通运输的便捷性，因此在路线方案设计过程中应高度重视适用性与高效能原则，以免发生重复性建设、资源浪费等问题。公路工程路线设计应以控制工程成本为基本原则，在确保公路工程项目整体建设质量的基础上，创造更高的经济效益和社会效益。

3.3 环保性原则

为了有效解决自然环境污染问题，在公路工程路线设计工作中应积极贯彻绿色节能环保及可持续发展理念。路线设计人员必须密切关注自然生态环境保护，结合项目调研报告科学、合理地进行路线布局，选取最佳路线方案，尽可能地规避自然生态环境保护区、水资源保护区，同时注意公路工程项目建设阶段的资源消耗，若部分特殊路段难以避免，则需要根据实际状况科学分析[5]、评估，然后编制合理、可行的处理方案，将公路工程路线设计对项目沿线自然生态环境造成的破坏降到最低。

4 路线设计要点

4.1 平纵组合设计

公路工程的核心功能是完成交通运输任务，其中确保交通运输安全尤为关键。以公路工程路线平纵组合设计为例，设计工作人员必须综合分析项目现场地形、地质条件等影响因素，重视路线和周边景观之间的协调性，以免车辆驾驶人员出现视觉疲劳，导致发生交通安全事故。通过对路线平纵组合进行科学设计，能够提升车辆驾驶人员的舒适度，有效降低交通安全事故发生率。针对路线设计中的坡度与偏角等相关问题，应做好曲线优化设计[6]。比如竖曲线设计，必须合理控制其极限值，以免形成凸起、暗凹线型、陡坡等，从而确保公路交通安全。此外，路线平纵组合设计还需要分析建筑物、视野与坡度等影响因素，通过合理设计为车辆驾驶人员预留充足的反应时间，以提升车辆驾驶安全性。

4.2 视距设计

视距是保证车辆驾驶安全的关键要素，所以必须高度重视路线视距设计，严格根据国家有关标准要求进行超车视距、停车视距及视距宽度设计，具体如下：

（1）超车视距

根据公路工程项目实际情况，在路线视距设计过程中应准确计算得出车辆驾驶人员超车时间，确保其具备良好的超车视距。以干线公路工程项目为例，超车视野、超车时间不低于3min 且路宽必须满足超车要求，以实现安全超车。

（2）停车视距

指车辆行驶过程中采取紧急制动措施以防止与障碍物等发生碰撞所需的最短距离。结合《公路路线设计规范》（JTG D20—2017）中的相关内容，停车视距按下式计算：

式（1）中：S停为停车视距（m）；V为车辆行驶速度（km/m）；t为反应时间（s）；f1为纵向摩擦系数。

（3）视距宽度

指车辆驾驶人员可以直观看到的宽度。通过合理设计视距宽度能够有效减小交通安全事故发生率。公路工程路线视距设计中要适当降低中央带护栏宽度，扩大路基与桥梁宽度等，以提升视距设计效果，重点规划公路工程两侧的人工构造物和边坡，通过科学、合理的布局设计，严格控制设计偏差，确保公路交通安全。

4.3 纵断面设计

纵断面设计是公路工程路线设计工作中的一项主要内容，必须高度重视最大纵坡、合成坡度、最小纵坡及平均纵坡等的设计，保证满足公路工程规划特点要求。考虑到纵断面设计直接关系到公路工程的排水功能与视觉效果等，合理、科学的纵断面设计是实现交通运输安全、可靠的重要方式。若公路工程纵断面坡度较小且位于凹型竖曲线底部，则很容易导致排水不畅，当遇到暴雨等恶劣天气时，容易出现雨水倒灌现象，甚至引发公路边坡滑坡与坍塌等问题，直接威胁到公路基础设施及车辆行车安全，也将严重影响公路项目的使用年限。此外，在进行纵断面设计时应重视限速设计，特别是地势较为复杂的路段，通过纵断面的精细化设计与限速控制，能够有效防止车速过快而引发的交通安全事故。

4.4 绿色环保设计

当前绿色节能环保设计理念受到了重点关注，所以公路工程路线设计工作也应融入绿色、节能、环保设计理念。设计工作人员可以在路线方案中强调施工材料、技术工艺以及机械设备等相关环节的绿色、节能、环保设计，比如施工材料尽可能地选用绿色节能材料，通过对废弃料进行加工处理后形成人工砂，然后取代自然砂等，从而降低自然资源的损耗。此外，需要对各项资源进行科学规划设计应用，最大程度地发挥资源作用及价值，有效提升公路工程路线设计绿色、节能、环保性。

4.5 综合设计

公路工程路线设计属于一项综合性、复杂性比较强的工作，需要分析研究的影响因素较多，所以必须对公路路线综合设计进行优化与完善。

（1）路线设计应与沿线路段的自然环境、景观相协调。以平面设计为例，需要尽可能地减少圆曲线，同时重视其与环境的平衡性、协调性，实现公路工程与自然环境的和谐统一。

（2）路线设计中需要合理采用新技术。近些年来，随着科学技术的不断进步与发展，公路工程路线设计与勘测工作不断应用新技术、新设备，比如公路工程勘测可以更新勘测设备，以提升勘测结果的精准度与严谨性；路线平面设计工作中综合采用软硬件设备，以提升数据计算效率与准确性。与此同时，路线设计应结合相关控制指标科学估算交通量，然后确定预测年限交通量最大值，以实现路线的科学规划布局。

5 结语

路线设计作为公路工程项目建设中的一项核心内容，其方案直接关系到公路交通运输效率及安全性。在路线设计过程中必须正视直线路线设计、曲线路线设计及视距设计等问题，认真、严格贯彻路线设计基本原则，同时精准把握路线设计要点，并结合公路工程项目实际情况，科学、合理地规划设计路线方案，从而保证公路交通运输安全，满足交通运输要求。