高飛

（中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州 311122）

0 引言

公路作為我國(guó)重要的一種交通基礎(chǔ)設(shè)施，其安全性、通行效率和使用壽命對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有重要影響。公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)是公路工程的核心環(huán)節(jié)，直接影響公路的使用性能和建設(shè)成本。因此，對(duì)公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行分析，對(duì)優(yōu)化公路設(shè)計(jì)有重要意義?；诖?，文章對(duì)公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵參數(shù)，以及其影響因素和作用機(jī)制進(jìn)行分析，為公路設(shè)計(jì)和建設(shè)提供理論支持。

1 公路路線(xiàn)類(lèi)型及其特點(diǎn)

為確保公路的安全性、經(jīng)濟(jì)性及舒適性，進(jìn)行公路設(shè)計(jì)時(shí)需綜合考慮各種因素，如地形地貌、經(jīng)濟(jì)因素、環(huán)境因素等，開(kāi)展各線(xiàn)形組合設(shè)計(jì)，形成立體線(xiàn)形，最終形成合理的公路路線(xiàn)。立體線(xiàn)形要素如圖1所示。

圖1 立體線(xiàn)形要素

1.1 直線(xiàn)型

直線(xiàn)型是較為簡(jiǎn)單的路線(xiàn)類(lèi)型，其特點(diǎn)為走向呈直線(xiàn)狀，沿線(xiàn)地形地貌變化較小。直線(xiàn)型路線(xiàn)具有良好的視距和行駛舒適性，施工難度相對(duì)較低[1]。然而，直線(xiàn)型路線(xiàn)在地形復(fù)雜、地質(zhì)條件較差的區(qū)域可能不適用。

1.2 波狀型

波狀型路線(xiàn)是指沿線(xiàn)走向呈波浪形狀，適用于地形較為平緩的區(qū)域。該路線(xiàn)具有一定的視覺(jué)美感，能夠較好地適應(yīng)地形地貌變化，但其缺點(diǎn)為可能導(dǎo)致車(chē)速波動(dòng)，影響行駛舒適性。例如，四川雅西高速公路（G4218）需穿越四川盆地和橫斷山脈，沿線(xiàn)地形起伏較大，公路設(shè)計(jì)便采用了波狀型路線(xiàn)，有效地適應(yīng)了復(fù)雜的地形條件。

1.3 螺旋型

螺旋型路線(xiàn)通常適用于地形較為陡峭的山區(qū)，其通過(guò)設(shè)置連續(xù)的螺旋型彎道，以使道路克服地形高差。螺旋型路線(xiàn)可較好地適應(yīng)復(fù)雜地形，但其行駛舒適性相對(duì)較差，且需要設(shè)置較多的交通安全設(shè)施。例如，位于張家界天門(mén)山景區(qū)內(nèi)的天門(mén)山盤(pán)山公路，因地形復(fù)雜，為繞過(guò)陡峭的山坡和峽谷，該公路設(shè)計(jì)了99 道連續(xù)彎道，形成了一條獨(dú)特的螺旋型公路，如圖2所示。

圖2 張家界天門(mén)山盤(pán)山公路（螺旋型）

1.4 復(fù)合型

復(fù)合型路線(xiàn)是指在不同區(qū)段采用不同類(lèi)型的路線(xiàn)組合，充分考慮地形、地質(zhì)、交通需求等多種因素，能夠?qū)崿F(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)、舒適和美觀的綜合效果[2]。例如，重慶渝懷高速公路（G65）途經(jīng)重慶市區(qū)、河谷、山地等多種地貌，公路設(shè)計(jì)即結(jié)合了直線(xiàn)型、波狀型和螺旋型的復(fù)合型路線(xiàn)。

2 公路路線(xiàn)幾何設(shè)計(jì)原則

2.1 安全性原則

公路的安全性關(guān)系到道路使用者的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此安全性是公路幾何設(shè)計(jì)的核心原則。公路幾何設(shè)計(jì)涉及道路的寬度、曲線(xiàn)、縱橫坡度、交叉口設(shè)計(jì)、視距等方面，合理的設(shè)計(jì)參數(shù)能夠降低交通事故發(fā)生的概率，提高交通流的通行效率，確保車(chē)輛在不同路況下的行駛安全。例如，合適的視距有助于駕駛員及時(shí)發(fā)現(xiàn)前方的障礙物或道路狀況，作出相應(yīng)的反應(yīng)，避免交通事故的發(fā)生。

2.2 舒適性原則

舒適性是公路幾何設(shè)計(jì)的重要原則之一，其直接影響到道路使用者的駕駛體驗(yàn)和心理感受。舒適的道路設(shè)計(jì)方案可以減輕駕駛員的疲勞，提高行車(chē)安全性，增強(qiáng)道路使用者的滿(mǎn)意度，從而促進(jìn)交通系統(tǒng)的高效運(yùn)行。因此，設(shè)計(jì)人員在公路幾何設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮舒適性，采用合理的設(shè)計(jì)參數(shù)，以提高道路使用者的滿(mǎn)意度和道路整體性能。

2.3 經(jīng)濟(jì)性原則

公路的經(jīng)濟(jì)性涉及道路項(xiàng)目的成本效益、資源利用和可持續(xù)發(fā)展[3]。在公路設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分考慮經(jīng)濟(jì)性可以在滿(mǎn)足安全、舒適和美觀要求的基礎(chǔ)上，有效降低建設(shè)成本、運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用，提高資源利用效率，從而使道路項(xiàng)目具有較高的投資回報(bào)和社會(huì)效益。因此，經(jīng)濟(jì)性是公路幾何設(shè)計(jì)的重要原則之一。

2.4 美觀性原則

公路的美觀性直接影響道路與周邊環(huán)境的和諧融合、道路使用者的心理感受以及城市和區(qū)域的形象。美觀的道路設(shè)計(jì)方案能夠提升道路使用者的心理舒適度，增強(qiáng)公眾對(duì)公共設(shè)施的認(rèn)同感，提高道路及周邊區(qū)域的吸引力。因此，設(shè)計(jì)人員在公路幾何設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮其美觀性原則。

3 公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)影響因素

3.1 地形地貌

不同的地形地貌具有不同的地形特征、土壤類(lèi)型和地質(zhì)構(gòu)造，并可能導(dǎo)致不同的地質(zhì)災(zāi)害、土壤穩(wěn)定性等方面的問(wèn)題。例如，在山區(qū)建設(shè)公路，需要考慮山體穩(wěn)定性、巖石破碎程度、地質(zhì)構(gòu)造和植被覆蓋等因素。若未對(duì)此類(lèi)因素進(jìn)行充分的考慮，可能導(dǎo)致道路斜坡滑坡、石方坍塌、土石流等地質(zhì)災(zāi)害，影響公路的安全性和可靠性。

3.2 氣候條件

不同的氣候條件可能會(huì)導(dǎo)致路面溫度、濕度、降雨量、風(fēng)力等因素變化，從而對(duì)公路路面材料的選擇、施工工藝、防護(hù)措施等方面產(chǎn)生影響。例如，在寒冷的氣候條件下，公路路面易受到冰雪、凍融等因素的影響，需要采用相應(yīng)的防凍措施來(lái)保證路面的安全性和通行能力。而在高溫氣候條件下，公路路面可能會(huì)出現(xiàn)龜裂、變形等問(wèn)題，需要選擇耐高溫的路面材料和施工工藝來(lái)保證路面的穩(wěn)定性和耐久性。

3.3 土質(zhì)條件

不同的土壤類(lèi)型和土壤層厚度會(huì)導(dǎo)致不同的地基承載力和變形特性，進(jìn)而影響公路路面的設(shè)計(jì)和施工。例如，在軟土地區(qū)，由于土壤的不穩(wěn)定性，可能會(huì)出現(xiàn)路面沉降、路基沉降等問(wèn)題，需要采取相應(yīng)的加固措施來(lái)保證公路路面的穩(wěn)定性。在巖石地區(qū)，路面的施工需要考慮巖石穩(wěn)定性和巖石塊度等因素，以確保路面的平整度和通行能力。

3.4 交通需求

公路的主要功能是滿(mǎn)足人們的出行需求，若公路路線(xiàn)的設(shè)計(jì)不能滿(mǎn)足當(dāng)?shù)氐慕煌ㄐ枨螅瑒t會(huì)出現(xiàn)擁堵、安全隱患等問(wèn)題，影響公路的通行效率和安全性。在公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)中，需要考慮交通需求的多個(gè)方面，包括車(chē)流量、車(chē)速、通行時(shí)間、交通組織、出行方式等。因此，在公路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)通過(guò)分析交通需求，以確定公路路線(xiàn)的基本參數(shù)，如路寬、路段長(zhǎng)度、交叉口位置、橋梁涵洞等設(shè)施的位置和數(shù)量等，從而制訂出符合實(shí)際交通需求的最優(yōu)路線(xiàn)設(shè)計(jì)方案。

3.5 社會(huì)經(jīng)濟(jì)

公路的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)與當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)。公路路線(xiàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，以便更好地支持當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的改善。

3.6 環(huán)境保護(hù)

公路建設(shè)可能會(huì)影響當(dāng)?shù)氐乃w環(huán)境、土壤環(huán)境、大氣環(huán)境等諸多方面，同樣可能會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成破壞，如野生動(dòng)物棲息地被破壞、生態(tài)系統(tǒng)受到干擾等問(wèn)題。因此，需要在公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮環(huán)境保護(hù)因素，制訂出符合環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展要求的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。

3.7 工程技術(shù)條件

公路的建設(shè)和維護(hù)需要應(yīng)用現(xiàn)代科技和工程技術(shù)手段，根據(jù)不同的工程技術(shù)條件，選擇合適的路面材料、橋梁設(shè)計(jì)、涵洞結(jié)構(gòu)等方面的工程技術(shù)手段。若路線(xiàn)設(shè)計(jì)不符合工程技術(shù)條件，則會(huì)影響公路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

3.8 財(cái)政預(yù)算

在公路路線(xiàn)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要充分考慮財(cái)政預(yù)算的因素，如資金來(lái)源、建設(shè)成本、維護(hù)和管理費(fèi)用等。通過(guò)合理規(guī)劃和管理，將建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本控制在預(yù)算范圍內(nèi)，確保公路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)效益。一旦設(shè)計(jì)方案超出了財(cái)政預(yù)算的范圍，會(huì)導(dǎo)致公路建設(shè)資金短缺和運(yùn)營(yíng)效益下降。

4 公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)分析

公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)分析是對(duì)公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)中各個(gè)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行綜合分析和評(píng)估的過(guò)程[4]。公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)包括路線(xiàn)長(zhǎng)度、路線(xiàn)寬度、路段坡度、設(shè)計(jì)速度、車(chē)流量、設(shè)計(jì)年限和環(huán)保要求等，以上參數(shù)對(duì)公路的通行能力、安全性、服務(wù)范圍、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本等方面有重要影響。

4.1 路線(xiàn)長(zhǎng)度

路線(xiàn)長(zhǎng)度是公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要參數(shù)，影響公路的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本、通行效率和服務(wù)范圍等。在路線(xiàn)長(zhǎng)度的選擇上，需要考慮周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口分布、地形地貌等因素，以確保公路路線(xiàn)的設(shè)計(jì)方案能夠有效地滿(mǎn)足交通需求。

4.2 路線(xiàn)寬度

路線(xiàn)寬度對(duì)公路的通行能力和安全性有直接影響，在路線(xiàn)寬度的選擇上，需要考慮當(dāng)?shù)氐慕煌髁?、?chē)速、交通組織等因素，以確保公路路線(xiàn)的設(shè)計(jì)方案具有較高的通行能力和安全性。

4.3 路段坡度

路段坡度會(huì)影響公路的通行能力和舒適性。在路段坡度的選擇上，需要考慮當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?、交通流量和?chē)速等因素，以確保公路路線(xiàn)的設(shè)計(jì)方案具有較好的通行能力和舒適性。

4.4 設(shè)計(jì)速度

設(shè)計(jì)速度會(huì)影響公路的通行能力和安全性。在設(shè)計(jì)速度的選擇上，需要考慮當(dāng)?shù)氐慕煌髁?、路線(xiàn)寬度、路段坡度等因素，以確保公路路線(xiàn)的設(shè)計(jì)方案具有較高的通行能力和安全性。

4.5 車(chē)流量

車(chē)流量決定著公路的通行能力和服務(wù)范圍等方面。在車(chē)流量的選擇上，需要考慮當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展、人口分布、交通流量等因素，以確保公路路線(xiàn)的設(shè)計(jì)方案能夠滿(mǎn)足當(dāng)?shù)氐慕煌ㄐ枨蟆?/p>

4.6 設(shè)計(jì)年限

設(shè)計(jì)年限決定公路的建設(shè)和維護(hù)成本、使用壽命等方面。我國(guó)公路設(shè)計(jì)年限一般分為四個(gè)等級(jí)，即15年、20年、25年和30年，其中15年和20年適用于較低等級(jí)的公路，25年和30年適用于高等級(jí)公路。在設(shè)計(jì)年限的選擇上，需要考慮公路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，以確保公路具有較長(zhǎng)的使用壽命和較低的維護(hù)成本。

4.7 環(huán)保要求

環(huán)保要求取決于公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)的環(huán)境保護(hù)和限制條件等方面。在環(huán)保要求的選擇上，需要考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境和社會(huì)需求，以確保公路路線(xiàn)的設(shè)計(jì)方案符合環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展要求。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)對(duì)保障道路的安全性、舒適性和高效運(yùn)行至關(guān)重要[5]。合理的公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)可以有效提高公路的使用壽命，降低運(yùn)營(yíng)成本，保障道路安全。文章對(duì)公路路線(xiàn)的設(shè)計(jì)基本原則、設(shè)計(jì)影響因素、設(shè)計(jì)參數(shù)等方面進(jìn)行了分析，以期為公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)工作提供一定的參考。