山区高速公路路线设计的影响因素及优化措施
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山区高速公路路线设计的影响因素及优化措施
摘要：在山区高等级公路的建设中，路线设计是十分重要且复杂的一环。与普通平原地区的高等级公路建设过程不同，山区高速公路外界因素的影响更多，设计难度更大，许多控制性因素难以绕避，设计时需要根据不同的影响特征进行采用针对性的设计方案。近年来，我国山区高速公路常常出现因路线设计不合理或对地质勘察深度不足等原因，对行车的舒适性及安全性产生不利影响，因此加强山区高速公路路线设计的合理性具有重要意义。
关键词：山区高等级公路；路线选线；路线设计；影响因素；优化措施
1山区高速公路路线设计的影响因素
1.1识别视距的影响
高等级公路路线设计视距包括停车视距、会车视距、超车视距及识别视距等，《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）中对以上视距有严格的要求，路线设计中一般采用识别视距作为控制。视距是指车辆正常行驶的过程中，《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）中对识别视距有着详细规定，可简单将识别视距理解为是指车辆以一定速度行驶中，驾驶员看到前方车道变化或车辆形式状态变化时，做出制动减速、变化两侧车道等操作，从操作点至变化点前车辆达到必要的行驶状态所需要的最短行驶距离。针对不同的道路设计速度所对应的识别视距也有所区别。在平原区域路线设计时，由于两侧视野开阔，识别视距很容易满足，并不是路线设计过程中需要重点核查的对象，然而在山区高等级公路设计时，由于山区地形复杂，植被茂盛，侧面障碍物很容易阻挡视线，识别视距就必须作为重点核查对象。
山区高等级公路工程路线特别是互通式立体交叉设计时，识别视距的核查尤为重要，例如B形单喇叭互通，匝道的设计速度一般为40km/h，设计时喇叭口处匝道最小半径习惯取60m，且喇叭口内一般会种植大量的植被，然而，B行单喇叭处匝道是出口匝道，出高速的车辆需在此匝道上降低形式速度，圆曲线半径较小的同时若识别视距不满足要求，很容易会使驾驶员对道路状况误判，形成安全隐患。因此，在急弯路段的山区高速公路路线设计时，应根据地形特征，而且需要在保证工程量相差不大的前提下，尽可能选择较大的圆曲线及缓和曲线来增大转弯半径，使行车视距得到充分满足，提高安全性。
1.2不良工程及水文地质的影响
山区公路特别是沿海地区山区公路建设过程中往往会伴随着不良工程及水文地质的影响，然而，由于山区地质覆盖层较厚，地质勘察成本较高，经常出现地勘工作不到位对不良地质厚度把握不足的情况，造成路线设计时对不良地质段的深度及范围考虑不足，对公路建成后的正常使用产生影响。因此，进行路线选线工作时必须对走廊带地质情况进行深刻勘察，对规模较大的不良地质路段及时绕避，规模较小处路线比选，充分论证工程规模后进行选线。
1.3坡长及坡率的影响
在山区高等级公路设计中，纵坡坡长及坡率往往是最重要的控制因素，首先，山区高等级公路建设时，为减少桥隧规模，存在较大的纵坡压力。其次，在连续上、下陡坡路段，若纵坡设计不合理，很容易造成平均坡度与连续坡长不满足规范要求；最后，山区公路设计时横断面收坡有一定难度，容易出现贴着山体的大规模填方或挖方。因此，合理设置坡长及坡率能极大节省山区公路建设的工程规模。
公路路线设计要求合理的平纵面配合，如果平纵面配合不合理，就会造成路线与地形不匹配，工程量增多。纵断面中合理设置变坡点也尤为重要，山区高等级公路设计时，在满足坡长及坡率要求的前提下，应尽量少地设置变坡点，可避免车辆在行驶过程中频繁加减速，对于地形状况较复杂且车流量相对较少的山区公路，可规定较低的设计速度，适当放宽纵坡坡度及坡长的要求，在尽量降低工程规模的前提下，提高行车安全性。
1.4生态环境的影响 山区人口密度一般较小，高等级公路建设的协调难度也较小，相比平原地区而言，山区公路建设施工效率往往较高，但同时山区植被繁茂，动物种类及数量繁多，公路施工建设时难免对周围环境造成危害，因此，在山区公路选线设计时，注意绕避林区、农田、水源保护地等，对周围的生态系统造成尽可能小的影响，注意生态选线，山区植被是阻挡洪涝灾害和泥石流等灾害的天然屏障，合理绕避能提高自然灾害的抵抗能力，减小安全隐患及人民财产损失。
2山区高速公路路线设计的优化措施
2.1路线视距控制
在山区高等级公路设计中，识别视距设计的合理与否对行车安全性有着重要影响。因此，在进行路线设计时，必须对每一段的平纵面指标进行核查，确保满足识别视距要求，受地形、地质条件限制路段，识别视距难以满足时，可采用1.25倍的停车视距，但应进行必要的限速措施和管理措施，如添加减速的标志标牌或诱导性的指示牌等。对于平交口及路线分合流处，注意清理较高的植被或影响视线的杂物等，保证车道数变化处视野开阔。对于急转弯路段，尽量增大圆曲线半径和缓和曲线长度，增大识别视距，提高行车安全性
2.2根据地质进行选线
工程地质、水位地质特征一直是高等级公路设计时的重要考虑因素之一，与平原地区相比，山区具有覆盖层较厚、地质勘察难度大、地质情况更加复杂的特点，因此在山区高等级公路路线选线时，勘察工作要同时进行，设计人员应根据勘察地质勘察结果合理进行路线设计，对于不良地质路段应尽量绕避，对于无法绕避的不良地质路段，路基设计人员应根据不良地质特征提出处理措施，路线设计人员应提出比选方案，综合比选行车安全性、工程规模等因素后选择更优方案，以此来提高行车安全性。
2.3坡长及坡率控制
坡长及坡率也是山区高等级公路设计时的重点，受地形条件的影响，为减小桥隧规模设计人员往往选择采用较大的坡率和较小的坡长，这就意味着纵面设计中更多的变坡点的频繁的上下坡，导致车辆行驶过程中司机频繁的加减速车辆，增加了司机的操作次数，更容易引发交通事故。因此在山区高等级公路纵断面设计时，在满足路线规范的前提下，应适当增大坡长减小坡率，适当减少变坡点，增大竖曲线半径，可提高公路安全性。此外在桥梁和隧道路段，为了更好满足排水需求，可将纵坡设置为单项坡或人字坡。
2.4减少对生态环境的破坏
随着我国经济的快速发展，我国的基础设施建设愈加完善，在基础设施建设的过程中，不可避免的会对周围环境造成破坏。公路是带状的三维空间结构物，其建设过程中所涉及的范围较大，因此，在山区公路路线设计时尤其要注意生态环境的保护，注重生态选线，对于自然保护区、水源保护区、人文景观、林区、基本农田等，具有避让条件时要尽量避让，因地形或其他原因限制无法避让时，严禁侵占核心区。对于矿区、电力设施、燃气设施等，尽量避让，公路建设过程中尽量减少对生态环境的破坏，减少对周围人民带来的不便和财产损失，建设完成后对具有复耕条件的土地及时处理，对占用的地方道路及时改建等等。
2.5平纵横的相互配合
公路路线设计包括平面设计、纵断面设计和横断面设计，一条优秀的公路设计必然是平纵横合理配合的结果。山区高等级公路的平面中直线一般用于桥梁或隧道处，可有效减少桥隧长度。在路基段，一般采用与等高线半径近似的圆曲线或过渡缓和曲线，能有效减少填方及挖方规模。山区高等级公路设计时需要对平面、纵断面反复调整，“定一移一”是常用的调线方法，即根据纵断面或横断面情况左右移动平面，或根据平面或横断面情况上下移动纵断面，直至将线位移动到最能匹配地形条件的位置上。
结语：
综上，山区高等级公路设计时，应采用指标更高的平纵面线形提高识别视距，应做到更为深入的工程地质勘察和水文地质调查，应注意减少对生态环境的破坏，更应深入研究做出与地形匹配度更高的平纵面线形，从而提高公路设计的科学性，保障公路的安全畅通，提高公路的环境质量，也能够为类似山区公路项目提供借鉴与参考。
参考文献：
[1]贺亚军．基于山区高速公路安全性评价的路线优化设计分析[J]．交通节能与环保，2020，16(04):105－107．
[2]秦志清．山区高速公路改扩建工程路线总体设计要点与实践[J]．公路，2020，65(07):86－91．
