山区公路路线设计

山区公路路线设计浅析

摘要：随着城市建设的发展,许多城市突破了原先发展的空间进入周边的山地。山地公路与一般平坦地势下或一般平原城市道路的设计比较,存在一些不同的特点,设计要充分考虑地质条件、水文条件、交通情况等多方面的因素, 做好线型选择、道路与桥梁的衔接,满足道路坡度、防洪要求。只有这样才能设计出好的道路，创造良好的经济效益和社会效益。本文从山区公路的一些显著特点，从路线设计角度，对山区公路路线设计做一些总结和分析。

关键词：山区公路；路线设计；水文地质；路线线型

中图分类号：x734 文献标识码：a 文章编号：

一、概述

近几年来,公路交通运输业的蓬勃发展使得建造高等级、高标准的公路路线已迫在眉睫。但好的线形又与自然条件息息相关。自然条件,尤其是山区的自然条件对路线的影响因素很多,主要有地形、地质、气候、水文、土壤及植物覆盖等,这些因素可能引起公路的塌方、滑坡等,造成水土流失,土壤质量和地质条件的不稳定。因此,分析这些因素对公路的影响,以确保公路的安全和自然环境的良好,其意义重大。

相对于平原地区而言，山区的地形、地质、水文等自然条件均较复杂，因而山区高速公路的路线设计更有其特殊性。笔者结合自身的实践经验，就此提出一些个人的见解和建议，供同行们参考。二、自然条件对路线的影响

1.地形对路线的影响

地形是影响路线的线形、技术标准和工程造价的主要因素。在平原区,由于地形宽广平坦或略有起伏,地面自然坡度很小,使得路线纵坡及平曲线半径等几何要素比较容易达到标准。在山区,由于高差大, 坡陡弯急,平、纵线形不好布置,为了确保公路满足行车安全、快捷的要求,满足公路的技术标准,就必然产生高填深挖土石方,或砌筑一些特殊的人工构造物等。这在很大程度上影响了路线的走向、技术指标、线形和造价。

2. 地质条件对路线的影响

地质条件也是影响线路的重要因素。公路的安全来自公路的稳定,公路的稳定又直接受地质构造的影响,如遇不良地质现象就需要采取防护加固措施, 增加工程造价, 方可保证路基的稳定。不良地质现象比地形对路线走向的影响更大,保证路基稳定的措施更复杂。

3. 气候对路线的影响

气候情况影响地面水的状况、地下水位的高度、气温的高低、路基水温状况,以及冬季积雪、冰冻延续期和路面泥泞程度等。这些因素都直接或间接影响公路的路线布置、路基高低和路基稳定性等,也影响施工期限和施工方法。

4. 水文条件对路线的影响

水文地质反映了地下水的活动规律,决定了含水层的厚度和位置,地下水位的高度影响路基的干湿状态,影响路基病害和桥涵地基的稳定性,特别是在路线线形、桥位选择、孔径确定、防护工程及排

水系统影响等方面。

5.土壤对路线的影响

路基是直接修建在天然地基上的,土壤的性质影响路基的形状和尺寸,也影响路面的形式、结构及厚度。

6.植物覆盖对路线的影响

地面植物覆盖可以固着土壤、涵养水源、阻止或减少地表径流、降低雨水冲刷路基的危害,在高填方路段,这种作用更加明显。显然地面植物覆盖影响着暴雨的径流和水土流失程度, 而流量的大小是控制桥涵孔径和其他排水设施设计的因素之一,且这两个因素又影响路线的布局。

三、山区公路的特点

在对山区公路进行选线前，我们首先要对山区地形的特点有所认识。山区的特点是山高谷深，高差大，地形、地质复杂，从而决定了山区公路工程艰巨，可比选方案多，优化的潜力较大。地形对路线平、纵、横三个方面均产生约束；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，对线位布设影响大；在气候方面，山区暴雨多，产生的山洪急，河流水位变化幅度大，是公路选线不可忽视的因素。

四、路线线型设计

由于山区公路的特点，对山区公路路线线形标准掌握的好坏，直接影响着公路结构物的设置、对周围环境的影响以及工程建设的费用。虽然有关技术标准及规范对各级公路的线形指标均有具体的规

定，但所规定的各级公路所适应交通量的变化幅度范围很大，因此在具体路线设计时，还必须充分考虑具体道路的交通流量、车型构成、道路在路网中的地位与作用和未来发展预测，结合实际地形、地质条件，充分把握好公路设计的线形指标。

1.平面线型设计

传统的设计方法，即为先定导线和交点，再选择曲线要素值的直线型设计方法，其由于受导线的限制，布线时难以与地形及周围的环境很好地协调，且容易造成高填深挖，严重破坏自然景观。此外，在直线段行车，难以判断同向和对向行车的车速变化，不利于安全行车，其局限性在山区高速公路路线设计中十分明显。

直线形设计方法把直线作为路线的主要构成单元，设计人员利用导线控制路线的基本位置，在路线转点处，为行车和适应地形、地物的要求，采用曲线或曲线组合来完成直线的过渡。在直线形设计方法中，导向线控制了路线走向，而圆曲线、缓和曲线只是充当直线的补充，起导线交点线形和行车过渡的作用。直线、圆曲线和缓和曲线未被视为统一的整体而加以运用，这样就不可避免地导致公路平面线形的均衡性和连续性较差。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条件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。山区公路平面线形

组合复杂多变，应用直线

形设计方法进行平面线形设计不可避免会表现出一些缺陷和不足。

曲线型设计方法，即根据线形布设的技术标准要求、平纵线形组合的均衡协调性要求、地形地物及自然环境的约束要求，采用曲线单元并选用合理的线型参数来布设路线。采用该方法定线，不再利用导线控制路线的走向，而是在大比例尺地形图上，根据约束条件，绘制光滑连续的曲线或者用直线、圆弧来控制路线的位置，再利用回旋线、圆弧和直线之间多种巧妙的组合构成流畅多变的以曲线为主体的平面线形。

曲线比直线里程长，投资略高，设计上也会增加一些麻烦，但采用曲线型设计方法进行线形布设，不仅能使道路线形美观，同时，曲线也能较好地与沿线景观相协调，优美的曲线更容易让驾驶员行车注意力集中，交通事故减少。我国高速公路建设的经验和趋势表明，曲线在公路线型中的比例逐渐增加，因而采用曲线型设计方法已势在必行。

2.顺应地形，合理布设上、下行分离式平面线形

我国山区高速公路的平面设计大多数是采用一条线，很少依据地形采用上、下行线，但由于山区地形起伏大，横坡陡峭，采用一条线（整幅断面）设计，往往对自然山体切割较深，易诱发滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害，危及交通安全，并给自然生态环境带来较为严重的破坏。