简析山地丘陵地区公路路线设计与优化

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　　摘要：公路线形设计是公路总体设计、总体布局的关键。山地丘陵地区公路路线设计及优化是一个具有普遍意义和现实意义的课题。论文首先分析了山区丘陵地区高速公路路线方案选择的特点，最后重点探讨了山地丘陵地区公路路线设计与优化。
　　关键词：山地丘陵地区 公路路线设计
　　
　　 线形作为公路的骨架，其设计合理与否，不仅直接关系到公路建设项目的质量好坏、里程长短、投资多少、效益高低，更直接影响到公路运行安全。公路是线状构造物，线形设计的好坏不仅决定着设计阶段的工程造价，而且还决定着运营阶段的使用质量，即行驶的安全性、舒适性及经济性。线形设计的好坏，对汽车行驶的安全、舒适、经济以及公路的通行能力都起着决定性作用。因此线形设计时，必须对公路具有的性能与作用进行充分而慎重的分析研究，以免留下后患。平纵线形组合，应该综合考虑汽车行驶的安全、舒适、工程造价以及营运费用的经济性，驾驶员的视觉、心理状态以及与公路周围的环境与景观的协调。论文重点针对山地丘陵地区公路路线的设计进行探讨，旨在能够为山区公路设计提供借鉴。
　　 1山区丘陵地区高速公路路线方案选择的特点
　　 山区地质复杂、地形陡峭、地势险竣的特殊地理环境，使穿梭其间的高速公路平面布线、纵面定坡、平纵指标选择等影响因素多，布线自由度和空间小，与平微区相比，山区高速公路路线方案选择具有以下特点：
　　 (1)特殊性：山区复杂特殊的地形环境，决定了穿梭其间的高速公路必须长距离展线克服高程障碍，越岭线、山腰线、侠山线是高速公路的主体。路线纵面指标是路线方案的决定因素，也是路线展线的条件，是路线方案成立的基础和依据，纵面指标的综合应用决定了工程项目的规模、投资，甚至走向等。路线纵坡指标有时具有决定路线方案的特殊性。
　　 (2)复杂性：山区复杂陡峭的地形，错综复杂的构造体系，多变的立体性气候，切割剧烈形成的相对高差等自然环境，决定了布设其间的高速公路跨越的各类地貌单元，地层岩组，构造体系、气候环境复杂多变，路线方案选择比选的重点具有随路段变化而变化的特点，即各路段方案比选论证的主要因素变化频繁。
　　 (3)反复性：山区高速公路因沿程地形、水文、地质、气候等自然因素复杂和人类认识自然的渐进过程，决定了山区高速公路路线方案比选具有随对影响因素认识水平的提高以及理念的更新，工作阶段和深度的不断推进而反复的特点，甚至相互否定。
　　 (4)综合性：山区高速公路的特殊性，复杂性和反复性以及高速公路的空间性，决定了其路线方案选择具有非单纯一个平面或者平纵两方面能判定的，必须将平纵横三个方面有机的组合才能下结论的特点，特别是山区斜坡陡基路段。
　　 (5)逼近性(理想性)：山区高速公路纵面受高程障碍的限制，自由度和空间较小。平面由于地面横坡陡，路基宽等原因，平面线位与工程投资关系较为密切。决定了山区高速公路平面线位具有象平原区纵面标高一样，只有反复试线，才能逐步逼近理想线位的逼近性特点；
　　 (6)双重性：山区高速公路建设勘察设计理念、建设规模与时代观念、认识水平和经济实力、国家财政政策息息相关，并且由于其单元(每公里)平均投入比平微区高，投资回投比发达地区低和山区特殊、复杂的地理环境，联系更为紧密，决定了山区高速公路路线方案选择具有社会期盼和经济实力，发展与建设不能兼顾等多重矛盾，顾此及彼的特点。
　　 2山区丘陵地区公路路线方案设计
　　 山区高速公路路线方案选择，是公路建设非常关键和重要的内容，穿插渗透在公路建设前期工作的全过程。路线选择的步骤可分为公路走廊带(通道)选择、路段方案比较和局部线位优化论证三个阶段：其中第一阶段公路走廊带(通道)选择又可分为走廊带选择和工程建设规模研究两步，主要应用于项目工程可行性研究；第二阶段路段方案比较是工作量最大，比选深度较深的阶段，也是三个阶段中较为重要而关键的一步，主要应用于项目工程可行性研究、初步设计、技术设计：第三阶段局部路线线位优化论证是路线方案研究的最后一步，主要应用于项目初步设计和施工图优化设计。山区高速公路路线方案选择的方法较多，比选研究的重点和内容随项目的特点，路段特征，路段所处地理环境以及研究阶段不同而各不相同。但从其基本思路分无外乎“投石问路法”和“撒网捕鱼法”两种。本文限于篇幅，仅以撒网捕鱼法为主线论述其思路和方法。
　　 所谓“撒网捕鱼法”是根据拟建项目特点和要求，分析确定研究范围后，拟定研究范围内的所有可行方案，结合时代要求、建筑水平、经济实力，依据常规经验，初步定性分析，筛选可行方案，而后详细充分收集基础资料，加深分析比选深度，细化比选内容，层层逐步筛选从而确定经济可行的最佳方案的方法。此方法具有比选范围广，逐步收缩逼近，避免遗漏路线方案，比选层次清晰，目的明确，规模性强，程序化高，比选结论科学，论证论据充分，主观因素少的优点，但也存在着初期工作量大，定性分析与设计者经验、能力、工作态度等有关和基础统计资料不全，影响定性分析的结论等不足。本方法主要适用于项目工程可行性研究。
　　 工程实例：保(山)一龙(陵)高速公路是CZ65位于云南境内的末端，地处保山市境内，怒江峡谷东西两岸，在工程可行性研究中，首先根据项目任务依据初步确定起点为保山大官市，即大(理)一保(山)高速公路终点，终点考虑项目建设的延伸，由龙陵延长50km至必经之地―德：公州府芒市，为项目起迄控制点。其次在南北近80km范围内拟定了南线、中线、北线、老路四个仅有的可通走廊，收集相关基础资料进行论证分析：从路网结构和建设条件分析，由于老路走廊平行并相临于运营主动脉-G320线，路网结构不合理，施工干扰大，保通困难，建设附加费用高，辐射影响面小，沿程开发余地和空间小等原因否定；又从区域地质构造，串连经济带等分析，由于南线走廊跨越地貌单元多，构造复杂，影响断裂带多(34条)，特别是小角度交叉路段(50km，占35.2%)，辐射影响面小，影响人口少等而放弃，最后从工程经济，社会运输效益等分析，由于北线总投资大(比中线多21728.75万元)，路线里程长(比中线长29.22km)，构造断裂带、断层多(比中线多5条)，小角度交叉断裂带、断层多(比中线多11条)，路段长(比中线长27km)而否定，从而确定采用中线走廊。从以上应用情况看，项目走廊带选择不仅比选论证思路清晰、明确，论据论证充分，而且科学合理快捷。
　　 3山地丘陵地区公路路线设计优化
　　 1）山区高速公路路线方案选择的方法较多，选线定线中应结合当地的经济实力，项目和路段特点以及勘察设计阶段，灵活应用，不断总结和探讨；2）路线方案选择应注意在不断总结的基础上，统计和掌握其规律，充分利用阶段性成果和各种初步成果反映的实质和揭示的问题(如高边坡揭示的潜在风险和投资)，提高比选深度和效率，减小工作量，避免不必要的反复；3）“曲折逸回求直法”不仅要注意不同比例尺地形图所反映的曲折逸回程度以及求直尺度，而且要把握好工程的经济的发展；4）应用“平均纵坡合理法”要注意道路等级和路线克服高程障碍的相对高度以及道路的通行能力和运营安全之间的关系，一般情况，等级越高平均纵坡越小；5）工程经济合理性比选的几种方法是统计技术在土木工程中应用的结晶和总结，其应用的成效不仅与项目的特点、目标有关，而且与设计者经验的积累有关。
　　 4结语
　　 总之，高原山区高速公路路线方案选择是一个反反复复，循序渐进，不断追求时代气息与经济实力，经济实力与环境保护，环境保护与工程建设平衡点的过程。

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