研究山区公路路线设计
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摘 要：本文结合某山区公路的工程案例，阐述了公路路线的设计与质量控制。在进行山区公路设计时，必须认真勘测、进行全方面的探索与研究，准确把握好路线各项技术指标，从而确定最优的设计方案。
中图分类号：F540.3 文献标识码：A 文章编号：
1 工程概要
某山区公路的建设是完善区域内公路网的需要，也是区域内交通量日益增长的需要，它的实施对于促进区域内经济发展将起到巨大的推动作用。路线一端接山区，另一端为微丘地形，中间为重丘过渡段，同时本道路为某矿区通往工业基地跨越重丘区路线，计算交通量为5 450，据此选用三级公路，路线全长5 903． 681 m，全线路基土挖方量为62 034． 79 m3，填方量为176 774 m3，共设计中小桥3 座，总长145 m。
2 路线技术指标选定及论证
2． 1 指标选定
设计速度30 km/h; 路基宽度7．5 m，路面宽度6．5 m; 平曲线最小半径30 m; 一般最小半径考虑汽车行驶的稳定性和乘客的舒适性，另一方面考虑工程的可行性和工程量的限制，取横向力系数值为0．05 ～0．06，超高值为6% ～ 8%。行车视距反应距离20．8 m，停车视距30 m，会车视距60 m，超车视距150 m。弯道超高、加宽及缓和段长度，加宽采用第一类加宽值，缓和段长度最小25 m。极限纵坡长有一定限制，最小坡长一般限制为2．5 V，为75 m，考虑行驶舒适度和竖曲线的敷设，选用最小坡长100 m。竖曲线最小半径: 考虑汽车的缓和冲击，Ｒ = V2 /3．2;满足行驶时间V/1．2; 满足视距要求STω/4; 所以最小半径400 m。
2． 2 论证过程
2． 2． 1 平曲线最小半径验算
极限值:
一般值:
经验算，符合技术标准。
2． 2． 2 缓和段最小长度验算
极限值:
一般值:
经验算，符合技术标准。
2． 2． 3 停车视距验算
反应距离:
制动距离:
其中，K= 1．0，V= 30，= 0． 6， = 0．06。
安全距离: S3 = 5 ～ 10 m
则停车视距为
S = S1 + S2 + S3 = 31. 3 ～ 36. 3 m
经验算，符合技术标准。
2． 2． 4 超车视距验算
超车汽车在对向车道上行驶的距离
超车完了时，超车汽车与对向汽车之间的安全距离
S3 = 20 ～ 100 m
超车汽车从开始超车到完成超车的过程中，对向汽车行驶的距离
则超车视距为
经验算，符合技术标准。
2． 2． 5 竖曲线最小半径验算
(1) 凸形竖曲线最小半径
经验算，符合技术标准。
(2) 凸形竖曲线最小半径
经验算，符合技术标准。
3 路线设计方案比对
3． 1 路线比选
根据路线选线原则，在本路段起终点内选择了两条路线，详见图1、图2 的选线方案主要技术指标比对。
图1方案一
图2方案二
综合以上各种因素，本设计选择方案一为主方案，方案二为参考方案。
3． 2 纸上定线
通过此山与临山垭口的路线来加大路线长度，提高爬坡高度。在20#点附近为一缓坡，坡度大概为7%，此处选用长直线。18#与20#之间存在64 m 的高程差，故选用匀坡度为5．5%，用卡规选取导向点，并在硫酸图纸上标示。参照导向线进行第一次平面试线，尽量穿过更多的点，并保证两侧的点均匀分布的情况下，避开峡谷及坡势较为陡峭的地点，划出导向线。点出交点，利用选用半径将两条导向线进行连接。进行曲线要素计算及主点桩位里程计算。进行第一次修正导向线，在导向线上面选取30 个点位( 包括平曲线主点桩位) ，在蓝图上读出地面高程，并在图纸上以纵坐标1∶ 200，横坐标1∶ 2 000 标示纵断面图，并进行第一次试坡。根据纵断面图，基本上全部为上坡路线，根据三级公路最大坡度为8%，最长300 m，进行一次试坡，边坡点一般选在曲中附近的整点桩位上。初步定0 ～ 360 m，6 % 的坡度， 360 ～ 760 m，2．5%的坡度， 760 ～ 1 208 m，7 %的坡度，并依次计算出所选30 桩位的设计高程，在蓝图上标出一次修正导向点。根据交点选用合适半径及合适的缓和曲线长度，计算平曲线要素及主点桩位。
3． 3 纵断面设计
根据计算将选取的50 个桩位及实际高程在纵断面设计图纸上表示，进行二次试坡。比例尺纵向1 /200，横向1 /2000 纵断各栏格式自上而下分别为土壤地质、设计高程、地面高程、坡度/坡长、里程桩号、直线及平曲线、超高。进行竖曲线与平曲线组合的时候要保证变坡的起始位置与终止位置在缓和曲线上。选用0 ～ 305 m，6．5% 坡度，305 ～705 m，3%坡度，705 ～ 1 024．8 m，6．5% 坡度。进行竖曲线计算，根据平纵曲线组合要求，选取合适的竖曲线半径，进行竖曲线起始及终止桩位、高程计算，并计算竖曲线上所有桩位的设计高程。最后计算其他桩位设计高程。
3． 4 计算弯道超高及弯道加宽设计
选用最大超高值为6%，各个半径选用适当超高值。加宽值因为所设计公路为三级公路，设计速度为30 km/h，选用第一类加宽值。计算相应桩位的超高高程差及加宽值。
3． 5 计算各个横断面挖填方面积
计算各个横断面挖填方面积，填写土石方计算表，并进行土石方调配。调配原则是根据横断面中确定的各桩填、挖方数量及设计文件中给定的土壤地质情况，确定各标段的土石比例，计算各桩的土石填缺、挖余情况，并根据经济运距及施工运输方式、工程单价确定土石方调配方案。填写土石方调配表。
4 山区公路路线质量控制要点
4． 1 水土保持
应充分调查沿线的工程地质、地形地貌、气候条件、植被种类及覆盖率、水土流失现状等，综合采用生物防护和工程防护措施，做好水土保持工作。在山区公路地质灾害地段，应采用生物防护措施进行水土保持时，应考虑当地区域水土保持规划。山区、丘陵区公路应尽可能与原有地形、地貌相配合，减少开挖面积、开挖量，注意填挖平衡。
4． 2 道路的选线与立交的设置
由于山区地形复杂而立交占地较大，因此，在选线时一定要结合路网规划，考虑相交道路是否有必要设置立交，如有必要设置，则应根据相交道路的交通功能，对交通量和交通流向定性分析，确定立交的形式及规模。确定立交方案时，应根据地形特点和周围其它限制因素，适当调整线路，留足立交布设的位置，这是非常必要的，否则可能会因立交布置受到限制而对山体过分开挖，增加了边坡防护和绿化恢复工作，以及对建筑物的拆迁，给道路建设增加不必要的投资和难度。
4． 3 路基设计应全面
路基与路面是一个整体结构，路基是路面的基础。只有路基密实，均匀，稳定，才能为路面结构提供较好的工作环境。因此，必须进行路基路面综合设计。对于山岭重丘区的路基设计，应根据当地自然条件，特别是工程地质条件，选择适当的路基横断面形式和边坡坡度。在地形陡峻和不良地质地段，不宜破坏天然植被和山体平衡; 在狭窄的河谷地段不宜侵占河床，可视具体情况设置其他结构物和防护工程。沿河路基废方应妥善处理，以免造成河床堵塞、河流改道或冲毁沿线构造物、农田、房屋等不良后果。
5 结束语
山区路线设计是一个复杂的过程，应综合考虑各种因素，同时还必须进行反复的平面定线、纵断面设计及技术经济比较，以设计出经济合理及与周围环境相适应的路线。