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【摘要】山区公路路线布设的限制条件和影响因素很多,山区公路的设计在技术和经济上面临前所未有的挑战。因此,对山区公路的设计进行更深入的研究,探讨新的设计理念指导山区公路的设计十分必要。
【关键词】山区公路路线设计平面设计纵面设计
中圖分类号： U21 文献标识码： A 文章编号：
山区公路设计是决定山区公路建设项目工程价值和使用价值的重要阶段，设计质量对工程的总体质量和安全有着决定性的影响。因此，对于每一个公路建设项目，均面临着在保证公路行车安全与将所设计公路充分融入周围环境之间寻求一种协调和统一的任务。
一、山区公路路线设计的特点
影响道路的自然因素主要有地形、气候、水文、水文地质、地质、土壤及植物覆盖等。地形决定了选线条件，并在很大程度上影响公路的技术标准。山区公路选线的特点是山高谷深，高差大，地形、地质复杂，工程艰巨，可比选方案多。同时山区由于山脉在地形上较有规律，山脉水系清晰，线路走向不是顺山沿水，就是越岭穿脊。因此，在山区如何善于利用地形布线是其路线设计的关键。
二、山区公路选线
山区路线的布设受山区地形、地质和气候条件的限制较大。在地形方面，山高坡陡，沟深谷窄，路线平、纵、横三方面都受到限制；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，影响线位的布设；在气候方面，山区暴雨多，山洪急，溪流水位变化幅度大，是选线中不可忽视的因素，山区路线布设应当与山区地形相适应。
1、沿河(溪)线的选择
沿河(溪)线的路线布局，要处理好河岸的选择、线位高低和跨河换岸地点三者间的关系。这三个问题往往是互相联系和互相影响的，选线时要抓主要矛盾，结合路线性质、等级标准，因地制宜地去解决问题。利用有利地形，避开工程艰巨和不良地质路段，如泥石流、滑坡、崩坍、岩溶、岩堆、泥沼、冻土等的安全隐患。在这些特殊路段，就应做多个路线比较方案，进行全面的比选。又如跨河换岸时，一般情况下以选择横坡平缓的河岸为佳。有些河岸横坡虽然平缓，但地质不良，岩层倾向于路线，开挖后易产生顺层滑坍的病害，而对岸虽横坡稍陡，但岩层背向于路线，开挖后不易产生顺层滑坡，路线走向则应选择后者。所以跨河换岸时，要特别注意地质情况的好坏，不能单凭横坡陡缓来决定采用哪一岸的问题。
2、越岭线的选择
越岭线的特点是路线需要克服很大的高差，路线的长度和平面位置主要取决于路线纵坡的安排，因此，在越岭线的选线中，须以路线纵断面为主导。越岭线布局主要应解决的问题是:垭口选择，过岭标高选择和垭口两侧路线展线的拟定。它们是相互联系、相互影响的。布局时应综合考虑，处理好三者的关系。其中，垭口是体现越岭线方案的重要控制点，应在基本符合路线走向的较大范围内选择，要全面考虑垭口的位置、标高、地形条件，地质情况和展线条件。越岭高差较小，地质条件稳定，展线降坡后能与山麓控制点直接地衔接，不需无效延长路线，这种垭口最为理想。
3、山脊线的选择
采用山脊线首先要求分水岭的位置和方向不能偏离总方向太远；另外应选山脊顺直平缓、起伏不大、岭肥脊宽的理想地形，使路线大部分或全部设在分水岭上。但高山地区的分水岭常常是峰峦、垭口相间排列，有的相对高差很大，这种地形的山脊线，则为一些较低垭口所控制，路线应沿分水岭侧坡在控制垭口之间穿行，路线大部分设在接近分水岭的山腰上。此外，采用山脊线还要求分水岭地质条件好，上下山脊线的引线有合适的地形可以利用，否则，山脊本身条件再好也难以采用。
三、山区公路路线设计
1、平面设计
山区公路的路线平面布设与平原区及微丘区公路有很大区别，平原区及微丘区公路地形条件单一，限制条件较少，一般采用交点直线法定线可提高效率。山岭重丘区地形条件复杂，路线布设时限制条件很多，若采用交点直线法，定线效率就很难提高，而且线形往往显得呆板，与地形的符合性差，平纵横组合不佳。故在山岭重丘区定线，应采用曲线定线方法，使线位布设与沿线地形吻合，减少高填深挖，保证一定路段的平面线形指标均衡。这样，就要充分利用好缓和曲线，做到因地制宜，灵活运用。缓和曲线的灵活运用，可以避免直线和圆曲线组合的不足，克服单纯使用直线和圆曲线组合确定的平面线形与实际地形不符的问题。再者，山岭重丘区平面线位布设时，相邻圆曲线之间的夹直线长度往往不能符合要求，采用曲线定线法时，缓和曲线的灵活设置，可使曲线径向对接，线形圆顺，还可以灵活调整曲线长度，避免圆曲线间短直线的不足，使线形较好地与地形吻合，达到有效克服地形地物障碍的目的。
2、纵面设计
纵断面设计比较突出的是竖曲线半径的选取和平竖曲线个数比或2者的一一对应关系问题。
（1）凸形竖曲线半径设置
山区公路由于受地形地貌等因素的制约，连续小半径短平曲线与连续大纵坡小半径竖曲线的组合时常出现。这种情况下很容易做到平纵一一对应，满足规范要求。但这种组合往往忽略了视距要求。由于受地形地貌和茂密植被的影响，驾驶者视觉范围较小，当采用上述平纵组合时，本身平纵指标较低，难以判断前方路线去向，若出现纵面上的断背曲线，对行驶安全更为不利。而这种情况下往往难以通过调整平曲线半径来解决。此时，宜在不过多增加工程量的前提下适当加大凸曲线半径，以便增大视距，保证在曲线上任何一点均能看清前方平曲线的变化，保证行车安全。也就是说，在条件允许的情况下，应适当选取较大的凸曲线半径。
（2）凹形竖曲线半径设置
一般凹曲线半径容易满足规范要求，但有时设计者往往为了追求凹凸曲线指标的均衡，增大凹曲线半径。这样势必造成工程量增加，对造价控制不利。而且由于山区公路纵坡较大，起伏频繁，凹曲线半径设置过大，则会导致填土高度增大，需增加防护及排水设施。如果在挖方路堑路段，对大多采用集中排水方式的山区公路来说，可能会因排水困难而对行车安全不利。因此，在设计中不宜一味追求高指标而增大凹曲线半径。
3、平、纵面组合设计
(1)山区公路平纵面组合设计，要把平曲线与竖曲线一一对应起来，最好不要错开即竖曲线顶点应于平曲线中点或中点附近，同时平曲线要比竖曲线稍长一些。平竖曲线的半径要协调，竖曲线的半径一般为平曲线半径的10~20倍可以取得良好效果。当平、竖曲线半径均较小时，两者不得重合，应避免出现不宜重合的曲线。但实际设计中是难于做到的，在山岭区，强调平竖曲线组合一一对应，有可能会造成大填大挖。
(2)关于平曲线包含竖曲线问题，结合安徽省山区地形实际，提出以下建议:①在条件允许情况下，平纵面组合设计应尽可能满足一一对应关系。②若确因地形、地物等限制，在纵坡差不大情况下，一个平曲线包含的竖曲线个数根据纵断面设计需要确定；在纵面起伏的坡差较大时，一个平曲线包含的竖曲线个数不宜超过3个，且须经透视图的视觉检验。③要保持平、竖曲线大小的均衡。④平曲线和竖曲线不宜相互重叠，以免公路有扭曲的感觉而不美观。此时，当一方接近最小值时，要设法使另一方提高指标。
结束语
山区公路线路设计应把握好最佳线形选择的科学指标，合理采用路线标准，综合考虑各种影响因素，经过反复的平面定线、纵断面设计、横断面检查、平面调整及技术经济比较，才能设计出一条经济上合理、技术上实用的路线来。
参考文献
[1] 吴淑远. 浅谈山区高速公路设计[J]. 商品储运与养护. 2008(07)
[2] 徐艳海，郭丰振. 山区公路路线设计经验[J]. 黑龙江交通科技. 2010(09)
[3] 孙进. 新疆山区公路路线设计若干问题的探讨[J]. 山西建筑. 2010(22)
【关键词】山区公路路线设计平面设计纵面设计
中圖分类号： U21 文献标识码： A 文章编号：
山区公路设计是决定山区公路建设项目工程价值和使用价值的重要阶段，设计质量对工程的总体质量和安全有着决定性的影响。因此，对于每一个公路建设项目，均面临着在保证公路行车安全与将所设计公路充分融入周围环境之间寻求一种协调和统一的任务。
一、山区公路路线设计的特点
影响道路的自然因素主要有地形、气候、水文、水文地质、地质、土壤及植物覆盖等。地形决定了选线条件，并在很大程度上影响公路的技术标准。山区公路选线的特点是山高谷深，高差大，地形、地质复杂，工程艰巨，可比选方案多。同时山区由于山脉在地形上较有规律，山脉水系清晰，线路走向不是顺山沿水，就是越岭穿脊。因此，在山区如何善于利用地形布线是其路线设计的关键。
二、山区公路选线
山区路线的布设受山区地形、地质和气候条件的限制较大。在地形方面，山高坡陡，沟深谷窄，路线平、纵、横三方面都受到限制；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，影响线位的布设；在气候方面，山区暴雨多，山洪急，溪流水位变化幅度大，是选线中不可忽视的因素，山区路线布设应当与山区地形相适应。
1、沿河(溪)线的选择
沿河(溪)线的路线布局，要处理好河岸的选择、线位高低和跨河换岸地点三者间的关系。这三个问题往往是互相联系和互相影响的，选线时要抓主要矛盾，结合路线性质、等级标准，因地制宜地去解决问题。利用有利地形，避开工程艰巨和不良地质路段，如泥石流、滑坡、崩坍、岩溶、岩堆、泥沼、冻土等的安全隐患。在这些特殊路段，就应做多个路线比较方案，进行全面的比选。又如跨河换岸时，一般情况下以选择横坡平缓的河岸为佳。有些河岸横坡虽然平缓，但地质不良，岩层倾向于路线，开挖后易产生顺层滑坍的病害，而对岸虽横坡稍陡，但岩层背向于路线，开挖后不易产生顺层滑坡，路线走向则应选择后者。所以跨河换岸时，要特别注意地质情况的好坏，不能单凭横坡陡缓来决定采用哪一岸的问题。
2、越岭线的选择
越岭线的特点是路线需要克服很大的高差，路线的长度和平面位置主要取决于路线纵坡的安排，因此，在越岭线的选线中，须以路线纵断面为主导。越岭线布局主要应解决的问题是:垭口选择，过岭标高选择和垭口两侧路线展线的拟定。它们是相互联系、相互影响的。布局时应综合考虑，处理好三者的关系。其中，垭口是体现越岭线方案的重要控制点，应在基本符合路线走向的较大范围内选择，要全面考虑垭口的位置、标高、地形条件，地质情况和展线条件。越岭高差较小，地质条件稳定，展线降坡后能与山麓控制点直接地衔接，不需无效延长路线，这种垭口最为理想。
3、山脊线的选择
采用山脊线首先要求分水岭的位置和方向不能偏离总方向太远；另外应选山脊顺直平缓、起伏不大、岭肥脊宽的理想地形，使路线大部分或全部设在分水岭上。但高山地区的分水岭常常是峰峦、垭口相间排列，有的相对高差很大，这种地形的山脊线，则为一些较低垭口所控制，路线应沿分水岭侧坡在控制垭口之间穿行，路线大部分设在接近分水岭的山腰上。此外，采用山脊线还要求分水岭地质条件好，上下山脊线的引线有合适的地形可以利用，否则，山脊本身条件再好也难以采用。
三、山区公路路线设计
1、平面设计
山区公路的路线平面布设与平原区及微丘区公路有很大区别，平原区及微丘区公路地形条件单一，限制条件较少，一般采用交点直线法定线可提高效率。山岭重丘区地形条件复杂，路线布设时限制条件很多，若采用交点直线法，定线效率就很难提高，而且线形往往显得呆板，与地形的符合性差，平纵横组合不佳。故在山岭重丘区定线，应采用曲线定线方法，使线位布设与沿线地形吻合，减少高填深挖，保证一定路段的平面线形指标均衡。这样，就要充分利用好缓和曲线，做到因地制宜，灵活运用。缓和曲线的灵活运用，可以避免直线和圆曲线组合的不足，克服单纯使用直线和圆曲线组合确定的平面线形与实际地形不符的问题。再者，山岭重丘区平面线位布设时，相邻圆曲线之间的夹直线长度往往不能符合要求，采用曲线定线法时，缓和曲线的灵活设置，可使曲线径向对接，线形圆顺，还可以灵活调整曲线长度，避免圆曲线间短直线的不足，使线形较好地与地形吻合，达到有效克服地形地物障碍的目的。
2、纵面设计
纵断面设计比较突出的是竖曲线半径的选取和平竖曲线个数比或2者的一一对应关系问题。
（1）凸形竖曲线半径设置
山区公路由于受地形地貌等因素的制约，连续小半径短平曲线与连续大纵坡小半径竖曲线的组合时常出现。这种情况下很容易做到平纵一一对应，满足规范要求。但这种组合往往忽略了视距要求。由于受地形地貌和茂密植被的影响，驾驶者视觉范围较小，当采用上述平纵组合时，本身平纵指标较低，难以判断前方路线去向，若出现纵面上的断背曲线，对行驶安全更为不利。而这种情况下往往难以通过调整平曲线半径来解决。此时，宜在不过多增加工程量的前提下适当加大凸曲线半径，以便增大视距，保证在曲线上任何一点均能看清前方平曲线的变化，保证行车安全。也就是说，在条件允许的情况下，应适当选取较大的凸曲线半径。
（2）凹形竖曲线半径设置
一般凹曲线半径容易满足规范要求，但有时设计者往往为了追求凹凸曲线指标的均衡，增大凹曲线半径。这样势必造成工程量增加，对造价控制不利。而且由于山区公路纵坡较大，起伏频繁，凹曲线半径设置过大，则会导致填土高度增大，需增加防护及排水设施。如果在挖方路堑路段，对大多采用集中排水方式的山区公路来说，可能会因排水困难而对行车安全不利。因此，在设计中不宜一味追求高指标而增大凹曲线半径。
3、平、纵面组合设计
(1)山区公路平纵面组合设计，要把平曲线与竖曲线一一对应起来，最好不要错开即竖曲线顶点应于平曲线中点或中点附近，同时平曲线要比竖曲线稍长一些。平竖曲线的半径要协调，竖曲线的半径一般为平曲线半径的10~20倍可以取得良好效果。当平、竖曲线半径均较小时，两者不得重合，应避免出现不宜重合的曲线。但实际设计中是难于做到的，在山岭区，强调平竖曲线组合一一对应，有可能会造成大填大挖。
(2)关于平曲线包含竖曲线问题，结合安徽省山区地形实际，提出以下建议:①在条件允许情况下，平纵面组合设计应尽可能满足一一对应关系。②若确因地形、地物等限制，在纵坡差不大情况下，一个平曲线包含的竖曲线个数根据纵断面设计需要确定；在纵面起伏的坡差较大时，一个平曲线包含的竖曲线个数不宜超过3个，且须经透视图的视觉检验。③要保持平、竖曲线大小的均衡。④平曲线和竖曲线不宜相互重叠，以免公路有扭曲的感觉而不美观。此时，当一方接近最小值时，要设法使另一方提高指标。
结束语
山区公路线路设计应把握好最佳线形选择的科学指标，合理采用路线标准，综合考虑各种影响因素，经过反复的平面定线、纵断面设计、横断面检查、平面调整及技术经济比较，才能设计出一条经济上合理、技术上实用的路线来。
参考文献
[1] 吴淑远. 浅谈山区高速公路设计[J]. 商品储运与养护. 2008(07)
[2] 徐艳海，郭丰振. 山区公路路线设计经验[J]. 黑龙江交通科技. 2010(09)
[3] 孙进. 新疆山区公路路线设计若干问题的探讨[J]. 山西建筑. 2010(22)