山区公路路线线形设计研究

山区公路路线线形设计研究

王硕

北京中咨华帆工程咨询有限公司北京100176

摘要：公路设计的核心是公路路线线形设计。在自然条件复杂的山区公路中，要求公路设计人员要综合各种影响因素，做好总体设计工作，保证公路设计方案能够满足地方性经济发展要求和总体路网规划的相关指标。公路线形设计的优劣直接决定着公路建成后所能发挥的舒适性、经济性、安全性的程度。本文主要阐述了在设计山区公路时，公路路线线形对各专业设计的影响。

关键词：公路设计；山区；线形；影响

引言

随着科技的不断发展与变化，我国对公路建设也提出了更高的要求，更多人开始关注道路的行车安全与舒适，从而促进了公路建设的健康发展。目前，我国公路在逐渐向山岭重丘区延伸，其地形、地貌、地质条件一般较为复杂，另外公路设计规范标准在逐步提高，使得路基高填深挖越来越多、桥隧比例逐渐加大。这样既不利于行车安全，又大大的增加了工程造价。故应在公路勘察设计中予以避免。

公路路线线形设计作为公路设计的核心，在整个公路设计及运营过程中起着至关重要的作用。优良的公路线形设计能够有效地确保行车安全性、提高驾驶者的舒适性，并能确保公路具有合理的经济性和技术性。本文主要阐述了作者在山区公路建设实践中，公路路线线形设计对路基、桥梁、隧道设计影响的体会和认识。

一、公路路线线形设计过程中存在的问题

1、设计指导思想

公路路线线形是公路平面线形、纵断面线形及平纵面组合设计线形的总称。公路的线形是公路设计的核心骨架，为其他专业（如路基、桥涵、隧道等）提供设计条件。其优劣程度是该路段总体设计和使用效能的主要评价指标。

[1]针对山区地形、地质、水文都比较复杂的情况，选线时要坚持系统分析原则、综合选线原则、整体最优原则等地质选线原则。进行公路线形设计时，充分考虑公路应具备的作用和功能，及其所影响和被影响的方方面面，进行论证分析，使其合理化。根据实际情况选其尽可能高的技术指标标准，不仅要对整体线形进行分析，还要对每一个局部路段进行充分分析。

2、总体方案设计工作

[2]总体设计是指在综合考虑建设规模、设计标准的前提下，对全线总体布局及各专业设计配套协调方面做出的综合设计。

[3]在山区公路测设过程中，曲线要素值的大小能否很好地与地形相协调往往难以掌握。由于受到导线的限制，在受地形和地物约束较严格的路段，设计人员过多的考虑的是曲线要素值如何满足规范，而忽略了与地形、地物条件的协调，而在一些无约束路段，线形要素值取得过大导致大填大挖，从而造成对自然环境的破坏和工程造价的增加。在与长大桥或高架构造物等相连时，如选用曲线相接则会加大施工难度、提高工程造价。

在山区公路地形较复杂的路段中，路线布设受限制因素较多，沿线会有滑坡、崩塌、泥石流等。如隧道进出口线形不一致，或平面线形有急骤的方向改变，都会造成司机视觉的不适应，容易诱发交通事故。因此，在设计时要求[4]洞口内外侧各3s设计速度行程长度范围的平、纵线形应一致。洞口外相接路段应设置距洞口不小于3s设计速度形成长度，且不小于50m的过渡段，保持横断面的顺适。

在路线线形以曲线为主的情况下，要客观地实事求是的设计，不能生搬硬套，一味的追求以曲线为主，就会增加不必要的工程量和工程造价。

二、公路方案设计

1、路线线形对路基设计的影响

山区公路选线时应重点控制路基的填挖高度，尽量避免沿地形陡峭的狭窄山谷布设路线。在大广高速公路粤境连平至从化段D2合同段（后面简称“大广施工图”）项目设计中，初步设计起点路段（K59+235～K60+827）属于山间谷地，设计边坡高度为8级，经过路线圆曲线半径的调整将初步设计R=3500m调整到5200m，路线平面向右侧偏移了20米左右，减少了K60+100处对山体的开挖，其边坡高度由初步设计的8级降为施工图的6级。通过对线形的优化既减少了深挖和弃方数量，也提高了路基开挖山体的稳定性。

2、路线线形对桥梁设计的影响

路线线形设计中，路段纵坡偏缓，坡长偏长，会增大土石方弃方数量及桥涵构造物。因此在大广施工图中，新丰互通路段（K80+800～K83+000）在初设基础上向山右侧偏移20米左右，同时压低纵断，使桥梁搭靠在就近山头上，减短了桥梁长度，降低了工程造价。

山区公路设计中，在防治不良地质、改善行车安全以及环境保护等设计原则的影响下，通过对路线线形的调整，对方案可行性进行比较是必不可少的。在大广施工图中，对潘山下隧道路段进行调整，初设潘山下隧道为傍山连拱隧道，隧道浅埋、偏压严重，右侧存在冒顶危险，施工及后期运营风险均较大，为了能解决以上问题，施工图对路线线形进行了调整，路线向右侧微调，用桥梁方案取代了隧道方案，这样，造价基本相当，但却大大降低了工程风险。

3、路线线形对隧道设计的影响

在山区公路进行选线时除应重点关注路基、桥梁工程外，还应注重隧道工程的设计，隧道工程的合理性直接影响到工程安全及工程经济。

在大广施工图设计中，风门凹隧道路段（K84+000～K85+600）穿山而过，在对路线线形进行方案调整时，隧道进口结合新丰互通路段的调整，进口向山左侧偏移调整的同时出口也向右偏移25米左右，隧道左右线间距由初设的45米改为35米，使隧道左右线之间距离得到改善，同时出口适当压低纵断，取消了初设K85+000处桥梁。通过路线线形的优化和调整，合理的减少了桥梁工程，改善了隧道进出口位置。[5]为了保证设计工作突破布线限制的相关问题，在本工程设计工作中，通过设计少的连拱隧道，用小净距隧道来保证车辆的正常通行。因为这种隧道与连拱隧道相比较，工程造价较低、施工工艺简单，保证将隧道洞口的开挖数量控制在合理范围内，从而产生良好的环境效益。

受到地形条件限制，采用高标准隧道平面线形往往是很难实现的，因此在山区公路对隧道选线、定线时，应注意路线及其构造物的设计要素，选择恰当的平曲线半径及其组合线形，使其尽可能的与地形相符合。在大广施工图设计中，对塘基隧道出口路段（K104+600～K107+830）进行调整，初设隧道出口处在R=1600米圆曲线上，定测阶段将该曲线调整为R=2000米，隧道出口段落洞身得到了改善，工程规模基本没有增加。

结论

随着我国公路事业的不断发展，在复杂的山区地形中寻求合理、有效的公路路线线形设计一直是道路工作者不断的探索目标。目前，公路路线线形设计思想有了很大的进步，按照现行公路路线设计规范要求设计是必不可少的，但是设计人员在设计过程中还应更多的考虑路线线形设计对其他各专业的影响，使公路路线更具有连续性、安全性和行车舒适感。

本文作者通过大广施工图项目阐述了在山区复杂的自然条件下，公路路线线形设计对路基、桥涵、隧道设计的影响，并且结合地形特点，通过优化路线平纵面线形，加大圆曲线半径、降低纵断坡度等有效地减少高填深挖，合理控制桥隧比例，降低工程造价，从而满足项目设计工程的经济效益、社会效益以及环境效益。

参考文献：

[1]方向池.山区高等级公路的地质选线与原则[J]，云南公路科技，1993，1：24~26.

[2]杨少伟等.道路勘察设计[J].道路勘测设计（第三版），人民交通出版社，2009，162.

[3]王金芬.浅谈山区公路路线线型设计的体会[J].山西交通科技，2007（5）.

[4]交通运输部公路局、中交第一公路勘察设计研究院有限公司.《公路工程技术标准》JTGB01-2014，人民交通出版社股份有限公司，2015，30.

[5]谢晓红.公路设计中如何实现可持续发展战略的探讨[J].城市建设理论研究（电子版）（31）.