奉建軍

(西南交通大學土木工程學院，四川成都 610031)

我國是一個山區(qū)較多的國家，隨著中部和西部地區(qū)的快速發(fā)展，以及“一帶一路”戰(zhàn)略的實施，山區(qū)高速公路發(fā)展將會迎來新的浪潮。由于山區(qū)地形復雜，丘陵起伏，地質條件較差，山區(qū)高速公路勘察設計和施工會面臨許多困難，為了克服公路修建中的困難，確保公路路線的科學性、合理性和經(jīng)濟性。應該在選線階段從科學、環(huán)保、經(jīng)濟、安全等眾多角度對山區(qū)公路路線進行優(yōu)化設計。從山區(qū)高速公路選線的近況來看，我國許多山區(qū)高速公路的路線設計都或多或少存在問題，這些都需要我們在實際工程中不斷改進。

1 山區(qū)高速公路路線優(yōu)化設計

1.1 科學

科學性主要是指在山區(qū)高速公路選線中與技術指標相關的因素要滿足規(guī)范要求，如直線段長度、最大縱坡坡度、平均縱坡坡度、平面線形組合、平縱面線形組合、最小曲線半徑、緩和曲線最小長度等要滿足相關要求，選線要做到科學合理。在山區(qū)高速公路選線中，平面線形和縱面線形都很難達到較高的技術指標，因此平縱橫配合設計就顯得極為重要。

1.2 環(huán)保

山區(qū)地形地貌復雜，局部路段植被稀少，山體土質較差。在山區(qū)高速公路路線設計與建設過程中應盡量減小對土體的擾動，特別在植被較少的路段應避免大量開挖山體，盡量少挖多填，路基邊坡以及公路路線兩旁應種植植被，減少路線周圍土體的水土流失，保護生態(tài)環(huán)境[1]。確定路線的走向時，路線要與周圍的自然環(huán)境協(xié)調，還要避免路線兩旁的景觀對司機視線的遮擋，要求路線設計要與環(huán)境相適應，還要求能夠滿足合理的行車視線。山區(qū)高速公路路線多選擇螺旋展線，能使行車達到環(huán)保且舒適的效果。

1.3 經(jīng)濟

高速公路是國民經(jīng)濟建設的基礎設施，同時也是一項耗資巨大的工程，所需要成本較高，但在山區(qū)修建高速公路可以完善山區(qū)的公路網(wǎng)，有利于發(fā)展山區(qū)落后的經(jīng)濟，改變山區(qū)貧窮的面貌，這也是一項重要的民生工程。山區(qū)地形復雜，公路的勘察設計和施工困難，其建設成本要遠遠高于平原地區(qū)，所以在選線時應進行技術經(jīng)濟對比分析，要選擇符合平、縱、橫設計且造價經(jīng)濟合理的路線方案[2]。

1.4 安全

隨著山區(qū)高速公路的快速發(fā)展，公路交通安全已經(jīng)成為公路設計首要關心的問題。山區(qū)高速公路，由于縱坡較長、長大縱坡較多、平縱線形指標低、線形選擇不合理等原因，經(jīng)常在線形較差的路段發(fā)生交通事故。所以為了避免交通安全事故，應該在長大縱坡路段行車道外側增設避險車道；其次，對條件受限、指標較低的特殊路段，應對線形指標進行安全評價，從而預防或減少交通事故的發(fā)生。

2 山區(qū)高速公路路線設計時常見的問題

2.1 山區(qū)高速公路直線段的設計

對于長直線路段的長度，需滿足現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的不得大于設計車速的20倍。對于山區(qū)高速公路來說，直線段過長會使司機產(chǎn)生視覺疲勞，在進入緩和曲線段時不能保持較高的警惕。而且由于山區(qū)地形復雜，強行采取長直線需要修建大量的橋梁和隧道，不利于節(jié)約成本，所以控制長直線路段的最大長度是非常必要的[3]；但直線路段也不易過短，在山嶺地區(qū)，特別是位于同向曲線之間的短直線路段長度小于6倍設計車速時，司機在視覺上易產(chǎn)生反彎錯覺，給行車造成安全隱患。所以設計時要在短直線段處設立提示牌，給司機足夠的反應時間。

2.2 山區(qū)高速公路緩和曲線的設計

緩和曲線是直線和圓曲線的連接線。它的作用是緩和司乘人員在彎道上感受到的離心加速度的迅速變化,而且使司機能夠順利地操縱車輛方向盤。

現(xiàn)行設計規(guī)范要求緩和曲線長度最小值不能小于3 s行程?？紤]山區(qū)的地質條件、生態(tài)環(huán)境等制約因素，以及結合山區(qū)公路工程實際建設情況，對山區(qū)高速公路緩和曲線的長度科學合理取值。在平面線形組合設計時，應協(xié)調好緩和曲線與圓曲線及直線之間的組合關系，以提高線型的連續(xù)性以及公路的設計質量[3]。緩和曲線的長度要以順利實現(xiàn)彎道過渡為根本前提，在確保公路路線設計科學合理的條件下，應加強公路緩和曲線的舒適和美感設計。

2.3 山區(qū)高速公路圓曲線的設計

在圓曲線中，由于道路處于彎曲狀態(tài)，車輛在彎道上行駛會受到橫向力的作用，若圓曲線半徑設置不合理就會給行車安全帶來隱患。山區(qū)高速公路的圓曲線半徑的選擇應因地制宜，但總體來說大多都能滿足不超過最大曲線半徑的要求。在一些地形條件較差或特別差的的局部路段在滿足規(guī)范相關規(guī)定的條件下可以適當放松要求。對于山區(qū)高速公路來說，由于山區(qū)的地形地貌復雜，為了保證平面線形的均衡和連續(xù)，應對圓曲線半徑進行適當限制，但不能小于最小圓曲線半徑，同時注意由圓曲線引起的超高問題。要確保圓曲線與緩和曲線的連接處通順圓滑，在保證曲線線路的流暢的同時，也要滿足行車速度的連續(xù)性。

2.4 山區(qū)高速公路豎曲線的設計

(1) 凸曲線的設計，當山區(qū)高速公路穿越山嶺的時候，常采用平曲線與豎曲線結合的形式，如果平曲線與豎曲線不能較好的組合，且兩者的半徑均較小時，當司機在判斷前方山區(qū)道路的延伸方向時，由于平、縱指標不是較低，加上周圍植被的遮擋，會給司機的觀察造成困難，車輛行駛前方的視線會有突然性，威脅行車安全。在山區(qū)高速公路路線設計中，當豎曲線與平曲線互相重疊，且平曲線的長度較豎曲線長時，把豎曲線放在平曲線的緩和曲線內，形成一種平包豎的線形，這是平、縱面最好的組合，在設計時應盡量采取這種形式。在豎曲線設計中還應該注意凸曲線的頂部不得與反向曲線的拐點重合，因為此種線形組合外觀會存在某種程度的扭曲，給司機和乘客帶來不舒適感且容易引發(fā)交通事故[4]。

(2) 凹曲線的設計，當山區(qū)高速公路采用半徑較大的凹曲線時，在遇到暴雨天氣的時候，很可能會引起排水不暢的問題，所以在選擇較大半徑的凹曲線時必須綜合考慮當?shù)氐慕涤炅亢退臍夂驐l件等情況；此外，凹曲線路段應根據(jù)公路路線實際狀況設置護坡并加強排水。在豎曲線設計中還應該注意凹曲線的底部不應與反向曲線的拐點重疊，此種組合會導致汽車加速而突然急轉彎，給行車安全帶來隱患，而且此種組合由于排水不暢使路面容易積水。

2.5 避險車道的設計

在山區(qū)的某些路段，由于地形條件的限制，長大縱坡較多，由于車輛頻繁的踩踏剎車，容易造成制動裝置失靈，這時為了避免車輛由于剎車失靈而造成交通事故，應該在長大陡坡路段的行車道外側適當位置增設避險車道。但我國現(xiàn)行的規(guī)范沒有對避險車道的數(shù)量設計作出具體說明，在山區(qū)高速公路的某些路段避險車道設置不合理，有些避險車道很少有失控的車輛駛入；而有些發(fā)生交通事故較多的路段，避險車道設置太少，需要增設更多的避險車道才能滿足要求。其次，制動路床長度的設計也是一個關鍵問題，如果其長度不足，失控車輛駛到制動路床盡頭仍然有較高的速度，其與防撞設施相撞之后司乘人員仍容易受到傷害[5]。

3 結束語

山區(qū)高速公路的建設和發(fā)展在人們的日常生活中扮演著越來越重要的作用，它推動了公路沿線的經(jīng)濟發(fā)展。公路選線的科學性尤為重要，山區(qū)高速公路路線的優(yōu)化設計對公路線形和質量有著重要的影響。因此必須更加重視路線設計工作，結合山區(qū)高速公路路線優(yōu)化設計理念，統(tǒng)籌好公路選線與科學、環(huán)保、經(jīng)濟以及安全等方面的關系，并針對山區(qū)高速公路路線設計的常見問題，采取合適的解決措施，這樣才能從多方面保證路線設計的質量，減少車輛的交通事故，給公路沿線人民帶來便利和安全。

[1] 王之光. 高速公路路線設計基本思路及選線方法研究[J/OL]. 交通世界,2017(10):8-9.

[2] 施華湘,李東蓮,劉識宇. 淺談云南山區(qū)高速公路選線[J]. 公路交通科技(應用技術版),2011,7(07):89-92.

[3] 馮玲軍. 公路路線設計中應注意的問題[J]. 交通標準化,2014,42(10):4-6.

[4] 孔慶峰. 山區(qū)高速公路路線設計過程中常見問題解析[J/OL]. 中國高新技術企業(yè),2017,(12):165-166.

[5] 郭永誼. 避險車道設計及存在問題的分析[J]. 工程建設與設計,2013,(11):104-107.