山区公路路线设计原则及要点分析

王彦超

安徽安捷工程咨询有限公司   安徽  合肥  231521

摘要：随着基础交通设施网络不断完善，越来越多的公路项目开始在山地丘陵地区建设。山区地形复杂、地势起伏大、工程地质复杂，选线受到的制约因素较多，路线设计方案会直接影响工程规模、行车安全性和舒适性。如果平纵线形指标选择不当，可能导致公路某些路段在运营期间交通事故频发，造成一定的经济损失和人员伤亡。因此，进一步研究山区公路路线设计原则及路线设计要点具有十分重要的工程价值。

关键词：山区公路；路线设计；要点分析

1.山区公路路线设计原则

1.1以功能为主线

根据《公路工程技术标准》（JTGB01—2014），山区公路在确定建设等级前，应先明确公路的功能，例如干线公路还是集散公路、是直达还是连接等，再根据交通量、交通组成等确定路线设计速度、车道宽度、横坡、超高等参数。

1.2以安全为核心

设计人员在确定路线平、纵指标时，应将行车安全放在核心，使线形更符合车辆行驶特性，主要体现在三个方面：①尽量避免不良线形组合，提高线形的一致性、协调性和诱导性；②保证路肩边缘至路边障碍物的距离，使车辆行驶有足够的安全空间；③提高线形的“宽容度”，不强迫司机改变行车状态来适应道路线形，满足司机对前进方向的期望，可避免司机频繁或错误操作。

1.3灵活运用技术指标

长期以来，设计者将规范等同于法律条文来对待，但其本身并不具有法律作用。将技术问题法制化不利于充分发挥设计人员的创造性，反而会成为公路各参建方推卸责任的依据。当然，灵活运用技术指标也不是要盲目地突破规范，而是尽量在规范给定的指标范围内分析不同参数对路线方案的影响，同时允许受限路段超出规范指标。但此时设计人员应对可能导致的安全问题进行分析，并提出改善方法，经专家审查后方可应用于公路建设。

1.4与自然环境协调

公路建设不可避免会破坏自然生态，故在选线阶段就要摒弃“先破坏、后恢复”理念，树立“不破坏就是最大的保护”理念，将线形融入自然，不盲目地追求高指标、高标准，避免大填大挖，促进公路和自然生态的协调。

2.山区公路路线设计要点

2.1地质选线

在山区公路建设中，需要合理控制规模、降低成本、确保交通安全和技术指标，并协调地形与路线之间的关系，使线路设计与地势、地形相结合，保护周围环境，平衡整体公路的施工建设。地质选线工作受到复杂地质环境和灾害等不利因素的影响，可能导致不同程度的侵蚀。在山区公路的总体线路设计中，努力避免不良地质影响，并认真了解地质条件，同时降低对地貌和自然环境的破坏，提升山区公路抵御自然灾害的能力，避免施工风险，确保整体施工建设的安全性。

2.2平面线形指标选择

平面线形设计就是对现场周边地形、地貌、水文、地质环境、自然及矿产资源分布情况进行全面实地考察，以明确道路的基本走向，并选择合理的指标值。

（1）直线长度。山区公路的地形起伏大，直线大多布置在相邻圆曲线之间，基本不会出现长直线，该文只讨论其最短直线长度的取值。由规范可知，同向曲线间和反向圆曲线之间的最短直线长度要分别大于6V、2V，其中V表示公路设计速度。

（2）圆曲线半径。山区公路圆曲线半径不宜过大或过小，圆曲线半径过大，会增加公路的征地拆迁面积；圆曲线半径过小，车辆转弯时受到的离心力大，容易出现侧翻、滑移等事故。

2.3纵断面设计

2.3.1　凸行竖曲线半径设置

山区地质地形条件复杂，公路路线线形设计会因此受到影响，连续小半径曲线和竖曲线组合就会出现，这样一来就很难做到平线和纵线的相互统一。从理论角度来看，这种平、纵路线线形设计方法是相对理想的。然而，这种方法可能会忽视视距的要求，当车辆行驶在平整的曲线上时，受离心力作用的影响，汽车可能会出现横向倾覆的情况。此外，同一运行速度下，平面曲线率会逐渐变小，离心力的作用就会越大。为保证驾乘人员的安全，规范和标准对曲线最小半径进行了如下规定：

    (1)

式中，

R——汽车转弯时受到的离心力；

v——设计车速；

i——汽车轮距；

μ——横向摩阻系数。

山区公路的路线线形设计应考虑地质地形、社会经济和环境因素，并充分利用地形和地貌特点。这是确保公路安全性和可持续发展的必要条件。根据《公路路线线形设计规范（JTGD20—2019）》，在山区公路的路线线形设计中，反向曲线应根据2V夹直线的长度来调整圆曲线的半径和长度，以确保行车安全，避免地质灾害的发生。平面视距的折减系数vs(km/h)如表1所示。

表1　平面视距折减系数vs

运行速度/(km·h−1)	会车视距/m	实际视距/m	速度折减值/(km·h−1)
30	60	<40	−5
40	80	<60	−5
50	110	<80	−5

2.3.2　凹行竖曲线半径设置

在山区公路的线形设计过程中，由于纵坡起伏较大，曲线的半径很容易满足标准规范要求，然而，需要注意的是，增加凹曲线的半径会增加路基填土量、防护设施和工程项目的建设成本。

2.4路线平、纵组合

（1）平纵组合原则。大量工程实践表明，山区公路平、纵线形要从视线引导、合成坡度、平纵曲线均衡性等方面考虑，具体阐述如下：一是线形组合要保证线形平顺，保证驾驶员视觉的连续性，缓解行车疲劳感和紧张感；二是合成坡度不宜过大或过小。合成坡度过大，车辆经过弯道时容易因离心力过大而产生侧滑、侧翻等事故，反之，不利于路面排水，易导致外侧车道或硬路肩雨水滞留。合成坡度I和排水不畅路段S的计算可参考式（2）和式（3）；三是要确保平纵线形指标的均衡性，满足“平包竖”，即平曲线半径宜与竖曲线半径重合，且前者长度要大于后者。

     (1)

  (3)

式中，

——超高横坡（%）；

i——纵坡（%），

imin——规范允许的最小合成坡度（%）；

L0——临界长度（m）。

（2）平纵组合形式。目前，山区公路常见的平纵组合线形包括直直、直凹、直凸、平直、平凹、平凸等。

2.5交叉设计

山区公路的交叉设计存在以下困难：（1）范围受限：山区地形限制了线路的扩展，因此需要在较小范围内进行交叉设计。

（2）道路坡度较大：大坡度会降低车辆行驶的安全性、稳定性和舒适性，增加行车风险。

（3）视线距离不足：在交叉口等地方，视线距离设计不足会增加驾驶风险。

针对这些挑战，相关人员需要采取措施优化设计。例如，调整交叉线路的几何形状以满足车辆行驶要求，改善视线距离，降低道路坡度等。

2.6确定超高值

随着科技的发展和人们生活水平的提高，车辆的性能和数量不断提升。在设计四级山区公路时，需要考虑车流量和车速的发展趋势，以确定合适的超高值，确保提供更好的行驶路况。

结束语

山区公路平、纵线形要从视线引导、合成坡度、平纵曲线均衡性等方面综合考虑，选择合理的组合形式，保证公路交通安全。

参考文献

[1]张超.山区公路路线设计要点与案例分析[J].工程技术研究,2022,7(18):176-178.

[2]王春明.复杂地形背景下山区公路路线设计思路分析[J].黑龙江交通科技,2022,45(09):50-52.

[3]刘春雷.山区公路路线平纵线形组合优化设计[J].江西建材,2022,(08):98-99+102.