[12-11 16:59:52] 来源：http://www.tmgc8.com 工程设计 阅读：3312次
摘要：对于山区高速公路复杂的地形、地质条件而言，路线设计对工程造价的影响凸显重要,山区高速公路建设存在大量亟待解决的问题。本文将对平面设计和纵面设计中的一些问题给予探讨。
关键词：山区高速公路；路线设计
1 引 言
自上世纪九十年代末至今是高速公路的快速建设期。在这一阶段初期，高速公路逐渐向山区延伸，道路设计标准逐渐提高，地形地质条件更加复杂。山区高速公路的路线设计、总体设计具有其自身的特点，且明显地区别于平原区高速公路；山区高速公路的工程规模大、路基宽度宽、服务设施齐全，亦远非以往的山区低等级公路所能比拟。因此，如何准确地把握山区高速公路的特点、难点，合理地掌握技术标准，灵活地布设线位，不仅关系到公路的使用功能、服务水平，也是降低工程造价和运营成本的关键，迫切需要加以认真研究和探讨。因此，道路工作者必须从工程设计源头出发，分析症结所在，转变现有观念，研究关键技术，促进建设发展，以满足不断增长的安全、经济和环保需求，使公路交通在21世纪逐步实现现代化。本文将对山区高速公路路线设计中平面设计和纵面设计中的一些问题给予探讨。
2 平面设计中的几个问题
2.1 平面设计方法
平原区地形条件单一，相关控制条件较少，采用的交点直线法能提高定线速度。山岭重丘区地形条件复杂，路线布设时限制条件很多，如采用交点直线法，定线效率低，线形往往显得呆板，与地形的符合性差，平纵组合不佳，设计者的意图难以实现。山区高速公路平面定线时应与沿线地形结合，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，同时，也可保证一定路段内平面线形指标的均衡。现代道路勘测设计水平飞速发展，GPS、DTM等勘测手段大大提高了基础资料的利用率，纬地等现代道路设计软件极大提高了道路线形设计的效率。在定线过程中,如能充分利用这些现代高科技手段快速调整路线，检验路线方案的合理性，设计者的意图就能够被充分体现。
2.2 缓和曲线的运用
在山区高速公路设计中，单纯使用直线和圆曲线的组合确定的平面线形很难与地形符合，而缓和曲线的灵活使用可以避免直线和圆曲线的不足。采用曲线定线法时，山岭重丘区相邻圆曲线之间夹直线长度往往不能符合要求，而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；能较好地与地形吻合，有效克服地形地物障碍。因此，对于山区高速公路来说，缓和曲线的作用不仅仅是为了满足超高需要，而应作为直线和圆曲线以外的另一个重要的线形要素。
2.3 横向视距的控制
由于侧向障碍物侵入视线是影响纵向视距的因素之一，为此，提出了保证横向净距的要求，横向净距成为平曲线指标选用时的主要检验标准之一，设计中一般对深挖方段右侧横向视距较为重视。实际上，在设置中央分隔带的高速公路中，行车道右侧由于设置了硬路肩、土路肩、边沟和碎落台等，公路横向净距至少在4.0 m以上。而且，由于开挖面的整体防护，一般不会因障碍物侵入净空而阻隔视线，基本可以满足对应设计车速下停车视距要求，而行车道内侧的横向净距要求却往往被设计者忽视。由于山区高速公路中央分隔带最小宽度为1.50 m，对应左侧路缘带宽度为0.50 m，如平曲线半径选用不当，可能造成横向净距不够，中央分隔带防眩树超过小汽车视线，容易导致小半径平曲线路段纵向视距不能满足停车视距要求。对于设计车速为80 km/h和60 km/h的山岭重丘区高速公路，由于受地形限制，平曲线指标往往采用规范中低值。如果小汽车占很大，从行车安全角度考虑应改善线形或控制中央分隔带植树高度。因此，在设计中应根据地形条件，在工程量增加不大的前提下，尽可能采用较大的平曲线半径，以确保满足停车视距要求，或采取加长缓和曲线、加强视线诱导等措施，以满足横向净距要求。
2.4 关于山区高速公路超高值的选用
目前，有很多设计者认为在车速不断提高的情况下，对于山区高速公路超高值主张选用高值。一方面，高速公路与一般混合交通道路不同，由于上下行车辆分离行驶、路幅宽度增大、路肩硬化和路面结构抗滑性能的不断提高，使道路安全性增加，超高值不宜过大；另一方面，随着车辆性能的改善和小汽车增多，实际行车速度不断提高，超速车辆增加，考虑高速行驶的安全性，宜适当增大超高值。因此，对于超高值的选用应从多方面考虑：当远景交通量很大，且小汽车比例很小时，道路平均车速不高，超高值不宜过大；当远景交通量接近本级公路下限值，且中小型客车所占比例较大时，超车概率大，平均车速较高，在不需考虑积雪影响的路段，为了高速行驶时舒适性的需求，可在满足行车安全前提下，适当考虑加大超高值，但合成坡度、排水等仍须满足规范要求。www.tmgc8.com
3.纵面设计中的几个问题
3.1 关于坡长限制
我国规范对各级坡度坡长作出了限制，一般在山区高速公路纵面设计时，为了满足规范对坡长的限制，习惯上将纵坡设置成台阶坡。实际上，台阶坡的设置未必适宜。台阶坡有时很难与地形符合，往往使平纵组合不当，并造成工程量增加；变坡点增多，驾驶者需频繁换挡。而对于下坡车辆来说，设置过多的变坡使行车舒适性降低；两端长陡坡间夹短的缓坡，再配上竖曲线以后，变坡点之间的直线坡段实际上很短或几乎不存在，汽车在频繁换挡的情况下也未必能真正得到休息。对于混合交通，且交通量较大的道路，由于车辆性能相差较大，农用车、自行车等比例如果很大，可以考虑设置台阶坡。但对于高速公路来说，路上行驶的车辆性能较高，且分道行驶，有专用超车道和停车路肩。
3.2 关于爬坡车道
在我国高速公路设计中，爬坡车道的设计采用较少，规范中也只规定了一般原则。随着山区高速公路的发展，这一问题日渐突出。山区高速公路纵面线形主要受越岭标高控制，当受地形条件制约，平面上无法利用有利地形进行展线来克服高差，或需采用长大隧道结合高架桥方案解决越岭问题因造价增加很大而不可行时，必须采用越岭线方案。当越岭线为连续长大纵坡，设计采用了最大纵坡，且坡长远大于所对应的限制坡长，地形上有设置爬坡车道的条件时，可以考虑设置爬坡车道。但是，一般山区公路环保要求高，爬坡车道的设置由于开挖面的增大而影响环境，而且造价增加也可能很大，因此，对于爬坡车道的设置应该进行方案的反复比较后慎重确定。在规范规定最大纵坡范围内，一般车辆的性能均可满足爬坡能力，而爬坡车道的设置主要是将低速爬坡载重车辆从交通主流中分离出来，从而保证小汽车等高速主交通流的行驶速度，保证道路服务水平，并避免同一方向由于车速相差悬殊而引起车辆追尾事故，而爬坡载重车辆分离出来后，对主车道的坡长限制也可以适当放松。
3.3 关于竖曲线半径设置
凸曲线半径设置：山岭重丘区高速公路中，由于受地形及工程量的制约，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，很多设计者认为这是较理想的平纵组合设计，但往往忽略了视距要求。在山岭重丘区，由于受地形地貌和茂密植被的影响，驾驶者的视觉空间较小，当采用上述平纵组合时，本身平纵指标较低，难以判断前方路段去向，如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，尽量保证在曲线上任何一点均可看清前方平曲线的变化。
对于设计行车速度为80 km/h和60 km/h的山岭重丘区高速公路，常因受地形限制，互通立交前后采用较大纵坡，或前后坡差较大。当选用较小半径的凸曲线时，路线纵向可能无法满足2倍停车视距要求。
3.4 平竖曲线一一对应关系
平竖曲线一一对应的组合当然是理想组合，但这是在一定平曲线指标条件下的组合对应关系，只是平纵组合所期望的一个方面。保证路线线形指标的连续性，提供安全顺畅的行驶条件，使路线能与地形和环境协调才是路线设计的总目标。撇开道路所处环境而单纯追求平纵曲线的一一对应是不必要，更不能以此作为评判路线平纵组合优劣的标准。如经过全景透视图检验，线形连续流畅，这样的组合就是较理想的组合。
4 结 语
对于山区高速公路来说，由于受复杂地形条件和环境保护要求的限制，路线设计时所需考虑的影响因素更多，线形设计与各专项设计相互影响更大。设计中应把握好最佳线形选择的科学指标，合理采用路线标准，较客观地选择出综合考虑各主要影响因素的公路最佳路线线形方案，使用最短的路线长度实现最大的综合效果。山区高速公路发展时期较短，有很多新的问题还需要探讨、研究。
