山区公路平面线型设计
摘要：公路设计的具体内容是使公路在行车荷载和各种自然因素作用下，能具有足够的强度和稳定性，保证交通运输的畅通和安全，同时还要避免路基高填深挖，使公路区域与周边环境融为一体。根据公路的等级、性质和技术标准以及当地自然因素，拟定正确的路线设计方案，作为施工的依据。本文主要分析了目前公路平面线形设计中采用的直线形设计和曲线设计方法及应用。
关键词：山区公路；路线设计；圆曲线
一、前言
随着国内众多高速公路相继交工通车，“设计是工程的灵魂”这一概念也得到了最好的诠释：驱车行驶在这些公路上，第一感觉是路线配合地形良好，路基断面布置灵活，边坡处理自然和谐，隧道洞口自然生动，整体视野开阔舒适美观。
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。在设计中，山区公路要坚持“不破坏就是最大保护”的原则，按照少剥、少切、少砍、少盖、多恢复的思路，进行环保选线、地质选线、安全选线。
二、山区公路的选线
山区公路选线是在路线起终点之间的山区表面上，根据计划任务书规定的使用任务和性质，结合当地自然条件，选定道路中线的位置的过程。下面针对山区公路探讨其选线的原则、选线的步骤以及选线的方法，致力于使公路区域与周边环境融为一体。
2.1山区公路选线的原则
①进行多方案选择；
②对工程造价与营运、管理、养护费用进行综合考虑；
③处理好选线与农业的关系；
④公路路线要与周围环境、景观相协调；
⑤选线时应注意工程地质和水文地质的影响；
⑥选线时应重视环境保护。
2.2山区公路选线的步骤
一般公路路线可分为沿河（溪）线，山腰线、越岭线和山脊线四种。在山区一条公路的总长度中，应根据地形地貌分段选用不同的路线形式，互相连接沟通。山区路线的走向只有两种：顺山沿水方向和横越山岭方向。顺山沿水的路线，按其线位的高低，从低到高又可分为沿溪（河）线、山腰线和山脊线。一条较长的山区公路往往是由走向不同和线位高低不同的几种路段交互组合而成的（见图1）。
图1山区公路选线
山区公路路线按照测设程序分阶段分步骤进行，比较分析后，选定最合理的路线。
2.2.1全面布局
全面布局主要是解决起、终点间路线的基本走向问题。这是在路线总方向确定后，从大面积着手由面到带进行总体布置的过程，选定出可能的路线方案，然后进行踏勘与资料收集，根据需要与可能结合具体条件，通过比选落实必须通过的主要控制点，放弃那些避让的控制点，逐步缩小路线活动范围进而定出大体的路线布局。
2.2.2逐段安排
在路线基本方向选定的基础上，按地形、地质、水文等自然条件选定出一些细部控制点，连接这些控制点，即构成路线带，也称路线布局。这一步工作的关键在于探索与落实路线方案，为实现具体定线提供可能的途径。
2.2.3具体定线
有了上述路线轮廓即可进行具体定线，定线就是根据技术标准和路线方案，结合有关条件在有利的定线带内进行平、纵、横综合设计，具体定出道路中线的工作。做好上述工作的关键在于摸清地形情况，全面考虑前后线形衔接与平、纵、横协调关系，恰当地选用合适的技术指标，以期使整个线形得以连贯协调。
2.3山区公路的选线应注意的问题
在路线平面确定以后，不过分追求纵断面坡长高指标，从而可以减少大填大挖现象；采用低路基设计，不仅为行车提供安全保障，而且可以减少占地，节约土地资源。减少土方数量、防护高度、下处理宽度，降低工程造价，同时又能缩小噪声的传播范围，保护环境；涵洞设计尽量采用打井灌溉来代替设涵灌溉，从而可以减少涵洞数量，节约工程造价；排水设计：根据年降雨量及地形的特点，因地制宜，设置排水形式；防护设计，路基防护贯彻自然的原则，充分考虑公路与各沿线景观的协调，尽量采用草灌结合的植物生态防护；边坡形式与坡率设计，形式灵活自然，路基横断面采用流线形，同时结合路基高度、地形条件和土地类别，放缓路堤边坡坡率，使路基与周围环境相融合，并尽量为失控车辆提供适当的救险机会；互通式立交区设计。突出互通式立交的风格特征，注重构图中骨架植物的搭配组合，尊重各地的地域文化特点，突出文化内涵，并针对互通式立交总体造型和线面结合的空间造型进行研究和精细设计。
三、公路平面线型设计
山区公路线形设计是山区公路规划设计的重中之重。合理的线形设计不但可以降低公路的工程造价、施工难度，还可以改善行车条件、保障交通安全、提高行车的顺适性，同时有利于水土保持，将公路建设对环境的影响降低到最小，使山区公路建成后成为山区的一道美丽的人文风景线。
3.1设计方法
公路平面线型设计包括直线设计和曲线设计。由于山区公路处在山岭重丘区，地形条件相对复杂，路线布设时的限制条件多，所以它的线路设计跟平原区和微丘区有很大区别。它不能像平原区那样单纯的采用直线法，而是应与沿线地形相结合，采用直线法和曲线法综合的定线方法，在利用曲线法生成线位后，拟合出道路导线，这样设计者可通过直线法再次均衡曲线与直线的关系，对半径相近的同向曲线重组，利用曲线法重新拟合线位而得到一条布局合理、规模适中的线位。在经过多次的平衡、拟合后最终会得到一条最佳的路线线位，使线位布设与沿线地形吻合，减少高填深挖，同时，也可保证一定路段内平面线形指标的均衡。
3.2曲线间最小直线长度的限制
规范对平曲线间最小夹直线长度作出了规定。山区公路设计中规定，同向曲线间必须大于6V，反向曲线间，必须大于2V。平面线形应直捷、连续、均衡，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；两相邻的同向曲线间应设有足够长度的直线段，不得以短直线相连，否则应调整线形使之成为一个单曲线或复曲线或运用回旋线组合成卵型、凸型、复合型等曲线，以免产生断背曲线；两反向曲线间夹有直线段时，以设置不小于最小直线长度的直线段为宜，否则应调整线形或运用回旋线一组合成S型曲线，使其连续、均衡；曲线线形应特别注意技术指标的均衡与连续性；应避免连续急弯的线形，曲线间应插入足够长度的直线段或回旋线，以利行车安全。
对于高等级公路，当路线与周围地形、环境匹配较好时，道路总体环境本身自然诱导作用和缓和曲线的诱导作用，在行驶转弯方向判别上不会有问题。对于低等级公路，可以调整两个曲线为单曲线或复曲线，或运用回旋曲线组成卵形、凸形、复合形、C形等曲线，根据实际的地形情况，来确定设计方法。
3.3缓和曲线长度与超高过渡。
对于山区公路来说，设置缓和曲线的作用不仅是为了满足超高需要，同时也是平面线形中除直线和圆曲线以外的另一个重要的线形要素，缓和曲线的灵活设置，可使曲线径向对接，线形圆顺；可以灵活调整曲线长度，避免短直线的不足;能较好地与地形相适应。但由于地形的限制，缓和曲线的长度往往不能取的太大。因小半径曲线所需超高过渡段(缓和曲线)长度较大，而设置较小半径曲线的地方往往是地形限制较严的地方，缓和曲线又不宜取大，若刻意追求满足规范要求，势必造成工程数量的增大及投资的增加。再者，从路线平、纵、横美观的角度来看，较大的曲线半径需配以较长的缓和曲线，而过长的缓和曲线若在全缓和曲线段进行超高过渡，超高渐变率较小，影响路面排水效果；若不在全缓和曲线段进行超高过渡，超高过渡的起、终点必然在缓和曲线的某一点上，这样由平、纵、横构成的线形的美观程度将受到影响，长缓和曲线带来的美观效果也会大大降低。
四、结束语
对于山区公路的设计，两相邻的同向曲线间应设有足够长度的直线段，两反向曲线夹有
直线段时，以设置不小于最小直线段长度的直线段为宜。山区公路的三、四级公路设置超高时．中间直线长度不得小于15m。要避免连续急弯的线形，线形设计的要求与内容应随公路等级和计算行车速度的不同而异。在路线交叉前后应尽可能采用技术指标较高的线形，保证行驶安全和提高公路的通行能力。平面线形应在地形、地物、地质等各种具体条件的基础上，选用相应技术指标进行组合设计。
参考文献：
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