山区公路路线设计的探讨
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摘要：山区地形、地质复杂，公路路线布设的限制和影响因素很多。山区公路设计与平原区公路设计有很大的区别，针对山区地形地貌等特点，对山区公路路线设计从线形选择的原则、纵面设计、纵平面组合设计等方面提出应注意的问题，并对山区公路路线设计中容易忽视的问题提出建议，以便以后具有借鉴之意义。
关键词：山区公路；路线设计；选线原则
Abstract: the mountainous landscape, geological complex, highway line layout restrictions and many influencing factors. Mountain area highway design and plain highway design has the very big difference, in view of the characteristics of mountainous topography and geomorphology, on the mountain highway route design from linear selection principle, longitudinal surface design, longitudinal plane combination design put forward the problems should be paid attention to, and on the mountain road in route design easily neglected problems, the paper proposed some for later has the meaning of the reference.
Keywords: mountainous highway, Route design; Route principle
中图分类号： U212.3文献标识码：A 文章编号：
引言
随着国民经济的快速发展，我国公路的发展也非常迅速，并逐步向山区延伸，而山区地质、地形复杂，公路路线布设的限制和影响因素很多。因此，山区公路设计与平原区公路设计有很大的区别，且复杂困难，有必要对山区公路的设计进行深入的研究。总结新的设计理念以指导山区公路设计。本文通过对山区公路路线设计从线形选择的原则、纵面设计、纵平面组合设计等方面提出应注意的问题，并对山区公路路线设计中容易忽视的问题提出建议，以便以后具有借鉴之意义。
选线的原则
公路线形是公路的骨架，它支配着整个公路规划、设计和施工。线形设计良好是否，对行车安全、经济、舒适、美观、协调等都具有决定性影响。线形选择涉及诸多因素，如线形指标、地形条件、工程造价、运营效益、景观协调等等。因此, 路线设计要综合考虑平、纵、横3 者的关系，恰当地掌握标准，做到纵坡均衡、平面顺适、横面合理。
2.1山区公路选线特点
山区路线的选线受山区地质、地形和气候条件的限制很大。在地质方面，山区土层薄，岩层厚，岩层产状和地质构造变化复杂，影响线位的布设；在地形方面，沟深谷窄、山高坡陡，路线纵、平、横三方面都受到限制；在气候方面，山区暴雨多，溪流水位变化幅度大，山洪急，是选线中不可忽视的因素，山区路线布设应当与山区地形相适应。
山区公路布线主要有沿河(溪)线、山腰线、山脊线和越岭线。选线要在充分理解路线标准的前提下，根据地质、地形、气候情况，准确把握路线各项技术指标。使用最短的路线长度实现线标准高、构造物少、造价省等最大的综合效果为佳。
2.2越岭线的选择
越岭线的特点是路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纵坡的安排, 因此, 在越岭线的选线中, 须以路线纵断面为主导。越岭线布局主要应解决的问题是: 垭口选择, 过岭标高选择和垭口两侧路线展线的拟定。它们是相互联系、相互影响的。布局时应综合考虑, 处理好三者的关系。其中, 垭口是体现越岭线方案的重要控制点, 应在基本符合路线走向的较大范围内选择, 要全面考虑垭口的位置、标高、地形条件, 地质情况和展线条件。越岭高差较小, 地质条件稳定, 展线降坡后能与山麓控制点直接地衔接, 不需无效延长路线, 这种垭口最为理想。如垭口虽低, 但地质条件不好, 或两侧山坡不适于展线, 或展线后与山麓控制点接线不顺, 则应稍微偏离总方向另行选择。同时垭口是地质构造上的软弱层地带或断层破碎带, 选择垭口要对其地层构造情况进行实地调查。垭口以下的两侧山坡线是越岭线的主要组成部分, 山坡的地形、地质条件直接影响路线的质量、造价和路基的稳定, 应综合考虑。
2.3山区沿河（溪线）的选择
沿河（溪线）的选择，要处理好河岸的选择、跨河换岸地点和线位高低三者间的关系。利用有利地形，避开工程艰巨和不良地质路段，如滑坡、崩塌、泥石流、岩堆、岩溶、泥沼、冻土等等。如国道某路段，由于当时选线线位不够合理，过于靠近山体，造成施工后山体崩塌以致于要进行大面积的高边坡治理，增加了上千万元投资。倘若避开开挖山体，傍河建个小段栈桥、半桥，这样不仅节约了投资，而起对环境保护也是有利的。在这些特殊路段，就应做多个路线比较方案，进行全面的比选。如跨河换岸时，以选择横坡平缓的河岸为佳，有些河岸横坡虽然平缓，但由于地质不良，岩层倾向于路线，开挖后易产生顺层滑塌的病害，而对岸虽横坡稍陡，但岩层背向于路线，开挖后不易产生顺层滑坡，路线走向则应选择后者。所以跨河换岸时，要特别注意地质情况的好坏。
2.4山脊线的选择
山脊线的选择首先要分水岭的位置和方向不能偏离总方向太远；另外应选山脊顺直起伏不大、平缓、岭肥脊宽的理想地形，使路线大部分布置在分水岭上。但高山地区的分水岭常常是垭口、峰峦相间排列，有的相对高差很大，这种地形的山脊线，则为一些较低垭口所控制，路线应沿分水岭侧坡控制在垭口之间穿行，路线大部分设在接近分水岭山腰上。采用山脊线还要求分水岭地质条件好，上下山脊线的引线有合适的地形可以利用，否则山脊本身条件再好也难以采用。
路线纵面的设计
纵断面设计比较突出的是竖曲线半径的选取和平竖曲线个数比或两者的一一对应关系问题。
3.1凸形竖曲线半径选择
山区公路受地形地貌等因素的制约，连续大纵坡小半径竖曲线与连续小半径短平曲线的组合时常出现。这种情况下很容易做到平纵一一对应，满足规范要求。但这种组合往往忽略了视距要求。受地形地貌以及茂密植被的影响，驾驶者视觉范围小，当采用上述平纵组合时，本身平、纵的指标较小，难以判断前方路线去向。若出现纵面上的断背曲线，对行驶安全更为不利。而这种情况下往往难以通过调整平曲线半径来解决。此时，宜在不过多增加工程量的前提下适当加大凸曲线半径，以便增大视距，保证在曲线上任何一点均能看清前方平曲线的变化，保证行车安全。在条件允许的情况下，应适当选取较大的凸曲线半径。
3.2 凹形竖曲线半径选择
一般凹曲线半径容易满足规范要求，有时为了追求凹凸曲线指标的均衡，增大凹曲线半径。这样势必造成工程量增加，而且由于山区公路纵坡较大，起伏频繁，凹曲线半径选择过大，比如国道某路段就由于上述原因导致填土高达48 m，增加了防护和排水设施。因此，在设计中不宜一味追求高指标而增大凹曲线半径。
路线平、纵面组合的设计
山区公路平、纵面组合设计受地形、通道构造桥涵、设置制约，直接影响到工程造价。故应充分考虑构造物引起纵面起伏、地形起伏走向，以减少工程量。结合公路特别是高等级公路建设的实际，在平纵组合设计时，应注意的问题如下：
（1）山区公路平纵面组合设计，要把竖曲线与平曲线一一对应起来，最好不要错开即竖曲线顶点应于平曲线中点或中点附近，同时平曲线要比竖曲线稍长一些。平竖曲线的半径要协调，竖曲线的半径一般为平曲线半径的10~20倍可以取得良好效果。当平、竖曲线半径均较小时，两者不得重合，应避免出现不宜重合的曲线。但实际设计中是难于做到的，在山岭区 强调平竖曲线组合一一对应，有可能会造成大填大挖。
（2）关于平曲线包含竖曲线问题，在条件允许情况下，平、纵面组合设计应尽可能满足一一对应关系。若确因地物、地形等的限制，在纵坡差不大情况下，一个平曲线包含的竖曲线个数根据纵断面设计需要确定；在纵面起伏的坡差较大时，一个平曲线包含的竖曲线个数不宜超过三个，且须经透视图的视觉检验，保持竖、平曲线大小的均衡。不宜将变坡点放在回旋线上或回旋线与竖曲线重合, 以免使驾驶员既要换挡又要调换方向盘，造成紧张而引起事故。竖曲线和平曲线不宜相互重叠，以免公路有扭曲的感觉而不美观。此时，当一方接近最小值时，要设法使另一方提高指标。凡直线上不可避免出现一处凹或凸形竖曲线时，如坡差不大，则采用大半径竖曲线，以保持视觉良好。
结论
山区公路路线设计是公路设计中非常重要环节，直接影响到地形景观的协调、公路路网结构的合理、线形指标的合理、工程造价的控制、汽车运营的安全舒适等等。设计中应把握好最佳线形选择的科学指标，合理采用路线标准选择出综合考虑各主要影响因素的公路最佳路线线形方案。
参考文献：
[1] 何景华．公路勘测设计[M]．北京：人民交通出版社，1996．
[2] JTG B01- 2003，公路工程技术标准[M]．北京：人民交通出版社．
[3] JTG D20- 2006，公路路线设计规范[M]．北京：人民交通出版社．
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