山区公路优化设计理念的思考

摘要：我国地形比较复杂，山地较多，为了促进我国区域经济的均衡发展，本文从实际出发，探讨了山区公路之中如何进行优化设计。

关键词：山区公路；优化设计；理念

中图分类号：S611文献标识码： A

引言

山区地形复杂，地质条件差，因此，山区公路路线设计的制约因素比较多。路线平纵面指标变化明显，桥隧结构物比例较大，都增加了山区公路设计的难度，经常出现局部路段指标满足规范，但在运营后事故率偏高、行车舒适性较差、费用偏高等问题。

1、我国山区公路设计现状概述

我国国土总面积960万平方公里，其中70%为山区，面积约达664万平方公里。山区是我国最主要的地形结构，由山地、丘陵和高原组成，分散分布在我国各地。山区地质条件复杂，地形种类繁多，自然环境千变万化，对山区公路的设计与施工水平提出了很高的要求，也使得山区公路的建设成本大幅增加，这一点在西部高海拔地区尤为明显。长期以来，公路建设事业发展缓慢，一直都是西部地区当地经济建设受阻的重要原因。由于山区地形条件复杂，地势高低起伏，使得陡坡、长路和多弯成为山区公路设计中经常遇到的问题。这些问题如果不能妥善解决，都会都今后公路施工和使用造成影响，甚至引发安全事故，导致经济和人员损失。随着山区公路建设速度的加快，山区公路常见问题也逐渐引起人们的关注。人们对山区公路设计水平的要求越来越高，推动了山区公路设计技术的发展，以安全、环保、实用为基调的公路设计理念已经成为山区公路设计工作中的主流，在实际设计工作中，加大对山区地形特有问题的专项解决力度，提高边坡治理水平是山区公路设计中的重要内容。（因为广西的资料受限，笔者没有去过广西的经历，对此部分感到十分的抱歉。）

2、山区公路设计注意要点

2.1、加强山区公路安全性设计

山区地形崎岖复杂，地势高低起伏，沟壑纵横，平地面积较少且分布分散，这都给山区公路运行安全带来威胁。在山区公路各类线形中，由圆曲线和缓和曲线组成的平曲线所占比例较大，所以公路设计要以曲线为主要设计思想。经过长期摸索和实践检验，山区公路曲线半径要大于最小半径的300%，从而达到将其超高控制在4m以内的目的。由于最小半径可以满足车辆正常行驶的全部速度范围，所以一般按照最小半径进行设计。另外，公路安全防护措施，比如护栏、隔离栅等，对于提高山区公路安全性也有很大帮助，必须在设计时予以高度重视。

2.2、适当设置避险车道

在设置避险车道时，应该坚持以下的原则：避险车道入口必须保证车辆的高速安全通行；避险车道应当设在直线段、较小曲率的曲线段或左偏曲线的切线方向，以方便司机控制故障车辆到达撤离坡道上。视野开阔，并设有醒目的标志；制动坡床要采用滚动系数较大的路面材料，比如说碎石子、砂石等等；坡道长度必须足以消除行驶车辆的动能，保证失控车辆能够安全停住。

2.3、勘察设计

公路立体线形组合设计一方面是满足汽车行驶力学上的要求，体现在行车安全和行驶顺畅；另一方面是视觉和心理上的要求，体现在驾驶员和乘客的舒适和愉上。就技术指标而言，行驶力学要求的是线形指标的最小值，保证行车稳定，而视觉心理感受要求的则是最大值。较大值往往与工程经济性相矛盾。这就要求在线形设计时要根据道路的等级处理好视觉心理要求、舒适、美观与经济的关系。精巧的设计会使道路线条优美，行车平顺舒适，工程规模小，造价低，更难得的是会使道路融合于自然景观中，成为自然环境的点缀，让道路成为一道亮丽的风景线。这是所有设计师们所追求的最终目的。平纵线型设计时按下述方法可得到较为合理的立体线型，同时还需要综合考虑到虑征地拆迁、移民安置、工程造价、环境保护、保护基本农田等进行确定。

2.3.1、平面线形设计

地质选线应当和地形选线结合在一起，通常山区公路的地质条件恶劣，因此应当采用正确的选线流程，应用卫星图片、航拍图片等资料，选择科学的路线走廊，为了增强选线的科学性，要进行实地的勘查。再结合地形条件，从可以选择的地质路线走廊中，挑选出可供布线的路线图，同时把路线中可能存在的灾害点标注出来，并进行灾害程度的评估预测，通过实地调查不断的优化路线图。路线平面线性要和沿线的地形相吻合，尤其是要和沟壑、河流的地形吻合，在选线时要尽量避免长直线线性，减少工程量，同时也减少高填、深挖等对于环境的破坏。其在进行选择之时，首先确定控制点。根据路线的走向、地形地物和环境的约束条件以及线形布设的标准和技术要求,在现场或纸上确定一系列线位控制点, 粗略定出路线所要经过的位置。 采用曲线形成线形骨架。在地形图上绘制若干直线段和圆弧段, 或者选择拟合曲线来控制路线的总体线位, 形成路线的基本线形骨架。确定合理的线形参数。反复设计拟定各线形要素之间的位置关系和参数值, 或反复拟定拟合函数的参数值, 确定最为合适的拟合曲线, 直到满足规范和控制位置的要求并认为是理想线位为止。曲线计算和调整。采用各种具体曲线形设计法的计算方法进行曲线计算, 对线形总体技术指标是否均衡以及局部能否满足控制要求进行审定,对曲线进行修正和调整, 直到满足要求为止。

2.3.2、纵面线形设计

在纵面线性设计中应该谨慎使用极限坡长和坡比，由于山区公路的线路沿河、沿山，布线受到纵坡的影响较大，同时山区公路的通行车辆吨位较大，对于纵剖面的设计要求较高。因此在设计时，首先要要求剖面的适应性较强，对于河流、山谷的纵坡进行试坡，拟定公路路线的未来轮廓，并及时发现存在的问题。其次公路的纵坡不宜过长，过长则可能导致车辆制动失灵，影响行车安全，也不利于与地形结合，增加工程量，并且对排水设计也不利，纵坡过小则展线距离长，可能增加桥隧长度及挡护工程量等。此外山区公路应当做好排水处理，增加排水沟的数量，加大露肩和路面的横向坡度，减少积水对于路面的影响。对于竖向线半径的选用，要综合考虑山区公路的地形地貌，通常会采用连续小半径短平曲线的设计，但是会早晨驾驶员的视觉效果较差，因此要根据地形条件，加大工程量以提高竖线半径，增加视野范围。但是要保证竖线曲线不要过大，否则会造成排水的不顺畅，同时也增大了路基填土的高度，增加工程量。

2.4、做好预防超高设计

左转弯平曲线，超高按规范选择设计。因行车速度超过其设计行车速度，行驶时产生离心力，使驾乘人员向外倾斜，难以保持平衡。在这种情况下，驾驶人员（尤其是小车的驾驶人员）为了保持平衡，在左转弯时，往往向内侧靠，超过路线中线，占领逆向车道，易造成交通事故，产生社会负效益。山区公路的部分翻车交通事故产生的原因就是超高速而弯道超高相对不足。根据以上结论，在公路设计中，应根据前后线形状况，如纵坡大小、纵坡长度以及相邻的平曲线等，根据旧路通行的汽车车型调查情况，合理选择实际的计算行车速度，可以适当提高超高设计值。部分地区在进行公路升级改建设计时，结合当地的实际地形，计算行车速度应比设计标准中的指标提高10～20Km／h，即山岭重丘区二级公路计算行车速度可以提高到50―60Km／h，山重区三级公路计算行车速度可以提高到40～50Km／h。合理将各平曲线超高值增大一些，不设超高的平曲线半径增大，也取得了不错的效果。一般情况下，驾驶人员在转弯时，若没有特殊情况，一般行驶速度不会降低，所以，对半径不大的平曲线，适当加大超高值，利大于弊。

2.5、提高山区公路美学设计水平

随着社会的发展，公路的功能不断扩展外延，在传统的交通运输之外，公路被赋予了更多的意义。山区公路设计中，加强公路美学设计，将人工产物与自然环境相结合，将公路融合于当地自然风光之中，在发展交通的同时，增加了当地景观特色，实现人与自然的高度和谐统一，是当代山区公路景观设计的主要思想。近年来，公路景观化已经成为山区公路设计的一大特色。在具体设计工作中，要把景观设计作为山区公路美学设计的核心，以平面线设计为基础，通过纵断面设计对美学设计进行完善与加强，而公路美学设计的具体体现要落实到公路绿化方面。

2.6、重视环境保护

2.6.1、集约高效利用土地，减少地质条件破坏山区公路设计要牢固树立珍惜土地、集约利用土地资源的意识，减少公路建设对土地，特别是耕地的占用。同时，山区公路建设中挖方填方的大量实施，会导致对山体结构局部的改变，在地质构造脆弱的地方还可能导致山体崩塌、滑坡、泥石流等重大灾害发生。在山区公路设计过程中，要注意地质、地形条件对公路路线选择的影响，科学选择公路路线，减少自然灾害的发生。

2.6.2、保护生态环境，减少水土流失要加强对山区公路沿线自然环境，特别是生态环境保护区的保护措施，尽可能的保证当地生态系统的连续性与原生状态，减少道路施工对当地植被的破坏，阻止水土流失现象的扩大。设计时，要避开存在水土流失病害的地段，保持挖方与填方的平衡，对地质灾害易发地段，要采取巩固措施，减少事故发生的可能性。

3、结语

山区公路建设是我国“十二・五”期间公路交通网络建设中的重要组成部分，其市场空间发展前景较为广阔。公路设计单位要充分抓住这个有利机遇，不断优化设计方案，拓宽设计思路，因地制宜，创造性地开展山区公路设计工作，为我国实现网络通畅、服务高效、安全可靠、绿色高效的道路交通目标而不断努力。

参考文献

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