浅谈山区高速公路的设计

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　　【摘 要】由于山区复杂的自然环境,山区高速公路的设计面临着很多新的课题。文章从设计指导思想、设计原则、技术标准的确定、线位的确定以及桥梁的设计,对山区高速公路的设计提出了自己的看法。
　　【关键词】山区高速公路;技术标准;环境保护;工程造价;选线
　　
　　On the Design of Mountain Highway Road
　　Gao Tian-wei, Tian Ze-yin
　　(Henan Provincial Newcentry Road and Bridge Engineering Consultation LTD Zhengzhou Henan 450016)
　　【Avstract】Faced with the complexity environment of the mountains,There are many scheme on the design of mountain highway road.This paper,regarding the design of moutain highway road,mainly studies the design of guiding ideology, principles, determination of technical standards, determination of line bit,andthe design of bridge.
　　【Key Words】 Mountain Highway Road; Technical Standards; Environmental Protection; Project Cost; Line Selection
　　
　　公路设计是整个公路建设的灵魂,而公路建设造价通常又非常高,特别是高速公路进入山区后较平原区又有了很多不同。
　　
　　1. 山区高速公路勘察设计的指导思想
　　
　　公路勘察设计作为公路建设过程中的重要环节,其设计指导思想是随着公路建设指导方针的变化而变化的,大体可分为三个阶段。第一阶段是以安全和经济作为指导思想;第二阶段以快速、安全、经济为原则;第三阶段设计的指导思想侧重于安全、快速。在第三阶段已经进入山区的高速公路建设时期,如果仍采用平原区的设计思想,强调较高的技术标准,使得路基填挖高度增大,出现大量的高填深挖路段,不仅严重破坏区域的自然环境,影响公路景观,而且可能诱发大量的地质灾害,直接影响道路的正常运营。目前,我国已将重视环境保护、坚持可持续发展作为基本国策,环境保护已成为所有公民的权利和义务。因此,在山区高速公路勘察设计中心必须将环境保护列为最重要的指导思想。高速公路在进入山区后设计指导思想总体可归纳为:
　　(1)重视环境保护,坚持可持续发展;
　　(2)强调技术标准的严肃性,合理掌握和运用技术指标;
　　(3)满足公路使用功能,尽量降低工程造价,保证行车安全;
　　(4)强调技术创新,广泛采用新技术、新材料、新工艺,提高勘察设计质量。
　　
　　2. 山区高速公路总体设计原则
　　
　　按照山区高速公路总体设计指导思想,设计原则的制定应紧紧围绕环境保护这个主题,归纳如下:
　　(1)坚持围绕生态环境保护这一主题进行路线方案多方案论证比选的原则
　　(2)坚持技术指标与地形条件相互协调的原则
　　(3)坚持按地质条件选线的原则
　　(4)坚持对典型工程方案进行综合比选的原则
　　(5)正确处理公路建设与自然景观、人文景观的关系
　　(6)正确处理公路建设与占地、拆迁的关系
　　(7)综合考虑路线与水源地、水利设施的关系
　　(8)合理利用路线走廊资源,充分进行分期修建的论证
　　(9)综合考虑铁路、管线、公路等的交叉处理
　　(10)充分考虑土石方平衡,减小土石方数量,做好土地复垦、弃方造地和恢复植被设计
　　
　　3. 技术标准的确定
　　
　　平原区技术标准主要根据路网规划、公路的功能、设计远景交通量来确定,但是在山区还应考虑路线走廊带的选择、环境保护以及工程造价对它的影响。同时技术标准也不是一成不变的应采取因地制宜、从实际出发的思想,根据不同路段的具体情况对技术标准进行适当变化。比如说在山区高速公路与平原区高速公路相连接时,在起始路段可根据交通量的变化,地形条件等因素采用较高的技术标准,之后可采用相对低的技术标准,使拟订的技术标准呈高、中、低变化的态势,逐步改变驾驶员在驾驶操作中的心理活动,以适应山区复杂的自然环境。技术标准的确定应贯穿于整个公路建设前期工作的全过程,虽然技术标准在工程可行性研究阶段已经得到解决,但是面对山区复杂的自然条件,设计者很难在此阶段做出完全正确的判断,因此对于山区高速公路要强调技术标准于路线方案、工程方案同步研究的思想,使其贯穿于整个前期工作的全过程中。
　　
　　4. 山区高速公路的选线
　　
　　公路线形是高速公路的络脉,公路线形设计的好坏能决定一条高速公路设计的成败。公路线形设计对高速公路设计的合理、经济、安全、舒适、使用方便以及美观等起着至关重要的作用,它是整个道路设计的基础。
　　公路选线,一般根据路线的走向及有关资料确定走廊带,根据各种经济技术指标选用参数、确定线形。定线时考虑各种接线关系,特别是互通式立体交叉的设置位置,要根据“近而不进”的原则,综合各种因素,合理确定其设置位置。根据选定的走廊带,在纸上经过多次试算,得到理想线形。
　　山区高速公路选线,首先根据山岭重丘区特征顺应地形选线,即是线形设计要达到平面顺适,纵面均衡,横面合理,降低路堤高度,减少切割,尽量保护山体平衡体系。直线是两点间的最短距离,易实现快捷,但不适应多变的地形,易造成路基的高填深挖,增加工程量,且长直线易使驾乘人员产生视觉疲劳。线形设计时,在满足技术标准的前提下多用曲线定线,曲线能更好地适应地形特点,增加线形设计的自由度,使线形连贯,平纵组合设计顺适均衡,消除线形设计因素对交通产生的不安全隐患。在平面上使线形均衡、连续、流畅,与地形、地物及沿线景观相适应,平曲线要素比例协调,避免高填深挖,减少生态环境破坏。在纵面设计时,竖曲线要素要与平曲线协调,总体线形一致,特别要注意一些控制点,如:垭口、交叉道路、通航河流等,结合平面设计,充分利用凹凸曲线的变坡点,用足设计指标,达到少挖少填的目的,减少工程量,并使纵坡均衡流畅。
　　其次根据山区地质水文条件选线,由于山区地形复杂,山高坡陡,河流切割较深,且多呈现不规则分布,植被发育成参差不齐,岩性多变,地质构造复杂,软土、岩溶、煤层区、滑坡等不良地质现象分布较广。选线时应尽可能多地收集有关地质水文方面的资料,并进行实地踏勘,较全面地掌握有关地质水文情况,根据地质水文条件选线,使路线尽量避开不良地质地段和复杂的地质构造带,减少地质灾害发生的机率。路线必须经过不良地质地段时,在满足技术标准的前提下,尽量利用纵断面的变坡点控制填挖高度,减少开挖面,使路基设计时较容易采取有效措施防治地质灾害。对于受地形、地质水文条件及技术标准限制,纵坡控制难度较大时产生的高填深挖路段,因形成的大面积新坡面在雨水冲击下易产生山体崩塌、滑坡,一定要进行多方案比较,不仅从经济上作路基高填深挖与桥隧方案的比较,还要从技术上分析方案的可行性,全面分析地质情况,综合考虑环境因素,使工程经济、合理。如果各方案在技术经济上相当时,从保护自然环境考虑,宜选用桥隧结合方案。
　　另外,长期以来由于受经济条件限制,在公路线形设计中,一般比较注重工程的经济性,往往在线形的舒适、流畅、美观等方面重视不够,因而有的工程对车辆的行驶安全和生态环境造成一定的负面影响,不利于交通建设的发展。随着社会的进步和科技的发展,人们逐渐认识到高速公路工程快速、安全、舒适、环保的重要性。高速公路工程穿山越岭跨江过河,连接城乡,工程沿线地形地貌变化多端,地质水文条件复杂多变,公路线形设计必须适应多变的环境,坚持人与自然相和谐、尊重自然、保护环境的原则,坚持以人为本,坚持安全第一,注重道路的功能需求,使线形顺适,平、纵、横组合合理,满足技术经济标准,有良好的视线诱导,注重环境保护,结合工程沿线植被及气候等自然条件,合理利用自然资源。选线布局应避开自然保护区、水源、人文景观、居民区等生态及社会环境敏感区,路线尽可能绕开森林、湿地、水利设施和基本农田,少拆迁电力、通讯设施及建筑物,由于山区土地资源十分珍贵,所以更应充分利用荒山、荒坡地及劣质地,在满足技术标准的前提下控制填挖,尽量减少对自然景观和植被的破坏,在不可避免的情况下要同步做好恢复工作,使公路自然融
　　入周围环境,形成和谐的人工景观。
　　
　　5. 山区高速公路的桥梁设计
　　
　　山区桥梁设计的总原则为:结构安全,使用舒适,经济性好,施工养护容易,造型优美与自然环境相协调。
　　 山区高速公路在选线过程中已将大桥、特大桥作为了控制点,进行了综合考虑,中、小桥位应严格服从路线布设,因此山区高速公路主要应根据上述总原则,首先对桥梁进行结构计算和承载力计算,由于山岭地区地形起伏,沟壑纵横,山路弯延运输条件差,施工场地布设十分困难,因此在材料的选择上应充分利用当地的有利条件,缩短运距,就地取材。在材料和结构上要选择具有良好的耐侯性和便于养护管理的。同时山区桥梁的设计不但要考虑其技术的可行性,更要考虑所选桥型的经济性指标,因为不同桥型造价相差甚多,因此对于山区桥梁的设计应在初步设计阶段,根据工程所处的地理环境和施工条件进行方案的技术经济指标论证,以期获得最佳方案,从而节约工程费用,取得良好的经济指标。
　　
　　6. 总结
　　
　　在公路工程建设中,设计是公路工程的灵魂,线形设计是整个道路设计的基础,技术指标和线形设计应切合实际,符合自然发展过程的客观规律,公路设计者要树立以人为本,人与自然融洽的理念,提高环境保护意识,对公路设计不断探索,用心体会,利用现代科学技术,紧跟时代前进的步伐,设计出满足经济和社会发展需求的一流精品工程。
　　
　　参考文献
　　[1] 霍明. 山区高速公路勘察设计指南.人民交通出版社
　　[2] 张雨化. 道路勘察设计.人民交通出版社
　　
　　[文章编号]1006-7619(2009)07-10-551

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