山区公路路线设计安全性与合理性探析

朱帅奇2.孔祥雨

河南省交通勘察设计有限公司 450000 河南省交通勘察设计有限公司 450000

摘要：山区公路的建设为地方经济的快速发展提供了重要保障。改革开放之后国家的社会经济发展迅速，公路建设也取得了举世瞩目的成绩。广大山区因地形、地质条件较复杂，建设难度大，造价高，公路建设的进度相对较慢，近年来，我国提出了“建设交通强国”这一重大战略决策，山区公路的建设将迎来新机遇。本文分析了山区公路路线设计的重要性，并介绍了山区公路路线设计的安全性与合理性。

关键词：山区公路路线设计安全性与合理性探析

引言

经过多年的快速发展，我国基础交通设施网逐渐成型，公路作为带动当地经济发展和区域交流的重要设施，其建设规模也逐年扩大。同时，交通安全事故的发生概率和数量也不断提高。公路线形设计的好坏会直接影响行车安全性，良好的线形能在很大程度上改善行车环境、降低工程预算等。不良的线形会导致交通事故频发，造成人员伤亡和直接经济损失。为了降低交通事故率，改善道路服务水平，越来越多的学者开始重视线形组合和安全评价。

1公路路线设计的重要性

所有工程项目在进行施工之前都需要有一份科学合理的设计方案作为支撑和指导，公路工程亦是如此。有了科学合理的公路路线设计方案作为支撑，可以让公路建设与周边自然环境相协调，进而带动该地区的经济发展，同时，为过往的驾驶人员带来良好的视觉与心理感受，提高行车舒适性，从而减少交通安全事故的发生，实现社会的和谐发展。在开展公路路线设计工作时，需要确保方案符合实际情况，尽量减少在后续施工时出现误差或者变更。设计出合理的公路路线和沿路设施方案，可以提高该公路的使用价值，特别是涉及隧道等复杂的建设工作，更要保证路线设计的合理性、可行性，这样才能保证公路交通的安全性。近年来，我国社会经济飞速发展，人们的生活水平也不断提升，由此使得私家车和各用途车辆的数量越来越多，不仅加重了交通的负担，而且交通事故增长率也在不断上升。在路线设计过程中，应以符合当地实际情况为基本要求，不能与已建设好的公路发生冲突，同时，要保证设计出来的路线满足驾驶者的心理需求，视野清晰，以此降低事故发生的概率。对此，相关设计人员应加强研究深入探索更加科学的路线设计方案。

2山区公路路线设计的安全性与合理性

2.1选线和定线

在山区公路施工前，首先需要进行道路设计，而在道路设计中最关键的一步就是定线，它不仅要解决工程和经济问题，而且要充分考虑道路与周围环境的配合、道路与生态平衡的关系、道路自身线形的美观和协调，以及驾驶员的视觉和心理反应等问题。理想的路线方案不但能够做到工程造价上的经济合理，还能极大提高驾驶员行车的舒适性，同时做到与地方发展相结合，充分调动地方经济内在潜力，带动地方经济的快速发展。但是受山区的地质及地形的条件限制，最终的路线设计方案往往需要几个设计方案在经过多方面、各专业相互协作沟通后得出的最优方案。山区的特性使得公路在平、横、纵三个方位受到制约，且山区的地势变化较大，公路路线的位置对其构造物影响也非常大，使得路线设计工作变得困难。一般在公路工程设计中，路线方案确定的方法是纸上定线与直接定线相结合。在进行实地调查前，先在大比例尺地形图上进行室内定线，然后把纸上的路线敷设到地面上，再结合实地调查进行道路路线方案的优化。在纸上定线时，根据控制点之间的地质及地形条件，挑选地势相对缓、坡差小的区域进行定线。同时考虑构造物的布设、路基的填筑、道路所在地的水文等各种相关因素，组合出几个可行的路线方案，并从中选出最优方案作为推荐方案。在实地调查工作中，仔细检查路线各区段是否适合进行公路施工作业，确保实地情况与地形图相符合，路线经过区域无隐藏不良地质隐患点。结合实地调查情况与当地有关部门意见，对路线方案进行优化调整，最终确定出符合各方要求的路线方案。

2.2线形设计

山区公路的线形设计，要求路线的布设尽量依附于山势走向，应该灵活选择线元的组合方式，力求达到路线与周围环境相互协调，在减少工程规模、降低工程造价的同时，使驾乘人员在行车过程中获得较为舒适的驾乘体验。在山区公路中，三单元（缓和曲线＋圆曲线＋缓和曲线）为最常用的线元组合方式，但是由于山区地形限制，往往需要采取设置较多平曲线的方式来顺应地势走向，尤其对于山区低等级道路来说，两个平曲线间往往会存在短直线。在《公路路线设计规范》JTG D20-2017中7.2.2条规定①设计速度大于或等于60km/h时，两圆曲线间以直线径相连接时，直线的长度不宜过短，同向圆曲线间最小直线长度（以 ｍ 计）以不小于设计速度（以km/h）的 6倍为宜。②设计速度小于或等于40km/h时，可参照上述规定执行。” 因此对于低等级道路同向圆曲线之间有短直线的路段，可以采用五单元（缓和曲线＋圆曲线＋缓和曲线＋圆曲线＋缓和曲线）的线元组合方式，消除同向曲线之间的短直线。对于凸型曲线和 C型曲线这两种线形组合因其自身存在一定的缺陷，在线形设计中应尽量避免使用。两个缓和曲线之间，不插入圆曲线，直接将两条缓和曲线径相连接的线元组合形式为凸型曲线，虽然在两缓和曲线连接处的曲率是连续的，但需要驾驶员立刻调转方向盘，对驾驶员的操作不利，因此只在地形条件受限的山嘴或特殊困难路段，布线极端困难的情形下才考虑使用；两同向圆曲线的回旋线在曲率为零处径相衔接组合为C型曲线，仅限于地形条件特殊困难，路线严格受限制时方可采用。山区公路的路线设计受限条件较多，对设计人员的要求同样较高，需要较强的总体设计意识，对设计规范熟悉，能根据地形熟练选用各种线元组合，平衡好经济指标和技术指标之间的关系，特别是曲线段要注意线形变化的连续性，这样才能做好山区公路的设计工作。

由于地形的限制，在不得已的情况下，出现S型曲线或C型曲线。由于山区公路缓和曲线长度一般较小，对这两种线型的曲线超高过渡，为使路容和排水上更为有利，不能采用单曲线的处理办法来处理，需要对基本设计加以修正。目前，路线设计多采用路线CAD辅助设计，而很多路线CAD程序是未考虑这种修正的，因此，设计者必须注意对这两种曲线超高过渡设计的修正，在不满足现有规范时应加以论证并配合交通安全设施标志标线进行视线诱导，必要时增设反光镜提高驾驶安全性。

2.3交叉设计

山区公路的路线交叉设计主要存在以下几个问题：①如果道路的坡度较大，会使车辆行驶的稳定性降低，影响驾驶者的行车状态，加大交通事故发生的概率。如果在交叉口的道路坡度过大，则更容易发生交通事故。②交叉路口的视距不足会使驾驶者视野受限而发生交通事故。在多路口汇集的地带，视距不足会使撞车的风险大大提高。③由于山区地形特殊，交叉设计的范围较小，使驾驶者的操作难度提升。所以，在进行山区公路设计时，应重视公路的坡度、行车视距及曲率半径等方面的问题。对不符合要求的路线交叉范围，可以调整主线及交叉路线的几何线形。对不符合要求的路线视距，可以选择移除阻挡视线的物体或改变交叉位置。

2.4纵断面设计

山区的地形较复杂，地势起伏较大。在纵断面设计过程中我们需要平衡好技术性指标和经济性指标之间的关系，既不能单纯为了控制工程造价而降低技术指标，也不能单纯为了提高技术指标而大幅增加工程量，产生较多深挖路堑、高填路堤路段或增加桥梁、隧道等结构物的建设规模，造成工程造价的大幅提高。山区公路受地形、控制点的影响，部分路段的高差较大，因此在纵断面设计过程中应特别关注车辆行驶速度和坡度、坡长这三者之间的关联性。严格控制纵坡的坡度与坡长的设置，特别对于坡长较长、坡度较陡的下坡路段，应在不超过规范规定的坡长之间设置坡长不小于最小长度的缓和坡段，并严格把握好“平均纵坡”这个关键技术指标，在纵断面设计过程中应做到各坡段坡度和坡长设置的均衡性，避免连续采用坡长较长和坡度较陡的长大纵坡接最短坡长的缓和坡段的组合方式，形成“台阶式”纵断面。“平均纵坡”这个重要指标对山区公路路线方案的选择具有决定性的作用，特别是对于越岭线在垭口位置的选择、设计高程的确定、两侧路线的延展等方面具有重要的作用。在公路纵断面设计过程中，虽然满足了规范对坡长、坡度等的要求，却不一定能满足平均纵坡这一指标。一些路段虽然单一的大纵坡并不长，也按照规范要求设置了缓和坡段，还是有可能出现平均纵坡较大的情况，使得一些货车在上坡的时候较长时间采用低速挡，导致车辆水箱中的水沸腾，下坡时驾驶员为了控制车速频繁制动器，导致制动器发热严重，使得制动效果大幅下降甚至失效，对车辆行车安全非常不利。因此必须对路线的平均纵坡进行严格的控制。

结束语

在对山区公路进行路线设计时，因其考虑的环境因素良多，且工程量极大，施工难度高，如何做到安全且合理是工程普遍存在的难题。随着我国道路工程质量水平的不断提升，山区公路工程建设理念也在不断完善，为更好解决工程设计的难题，从根源上降低事故发生概率，以提升交通安全系数，工程应尽可能融入更多人性化设计理念于实际运营环境中。

参考文献

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