山区改建公路路线设计浅析

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摘要：近年来，随着我国公路建设的发展，现有相当一部分公路在技术等级和通行能力上已经难以满足发展要求，越来越多的公路需要进行改建。而在这些改建的公路中，相当一部分处于山区。山区地形复杂，多高山峡谷，地质、水文条件复杂，构造作用活动频繁，工程地质条件脆弱。这些特点决定了山区公路路线设计技术性强，涉及面广，路线设计人员不但要精通路线设计，还要具有其他专业的知识。正是因为路线设计在测设全过程中占主导地位，因此，认真总结山区改建公路路线设计的经验及教训，对于合理、快速、高效地完成公路勘测设计任务，提高设计质量、降低工程造价都具有积极的意义。

关键词：山区改建公路路线设计水文地质路线线形

中图分类号： S611 文献标识码： A

1概述

随着我国公路建设的发展，现有相当一部分公路在技术等级和通行能力上已经难以满足发展要求，越来越多的公路需要进行改建。而在这些改建的公路中，相当一部分处于山区。山区地形复杂，多高山峡谷，地质、水文条件复杂，构造作用活动频繁，工程地质条件脆弱。受其影响，蹦（坍）塌、滑坡、泥石流等地质灾害类型多，分布范围广，对公路影响大。 这些特点决定了山区公路路线设计技术性强，涉及面广，路线设计人员不但要精通路线设计，还要具有其他专业的知识，能够把握路基、桥梁、隧道的总体方案。正是因为路线设计在测设全过程中占主导地位，因此，认真总结山区改建公路路线设计的经验及教训，对于合理、快速、高效地完成公路勘测设计任务，提高设计质量、降低工程造价都具有积极的意义。笔者结合自身的实践经验，就此提出一些个人的见解和建议，供同行们参考。

2山区的自然特征对路线工程的影响

要掌握好山区改建公路路线线型设计，首先要了解山区的自然特征对路线工程的影响。

2.1地形的影响

地形是影响路线的线形、技术标准和工程造价的主要因素。山脉相连，高低起伏，坡大沟深，山崖陡峭。伴随着大小水系分布着大小河流及山间谷地。山区河流具有河床纵坡大、流量小、流速快，形成山区地形山高谷深垂直切割明显的特点，路线布设在平、纵、横三个方面受到限制，迫使路线平面、和纵断面转折频繁。因此在选定路线时，应先摸清山脉水系的特点，选定好路线的总体走向和主要控制点。结合地形特点，选定利用和改建的实施方案，反复比较统筹安排。

2.2 地质条件的影响

山区地表坡度大，土壤浅薄，植被稀少。强分化的土石易被水冲走。岩石直露，岩体破碎，产状多变，褶曲断裂。裂隙水和地下水的长期作用对地质稳定有很大影响，加之气候变化，地表存在着一些不良地质情况，如岩堆、碎落、滑塌、岩溶、泥石流等。而路基的稳定性取决于所处地段地质构造的稳定性，故岩石的种类，岩层走向和倾斜度及有无软土夹层及地下水的影响，在路线设计时，必须从地质构造上正确判断岩层的稳定性，对不良地质的影响范围做出认真研究与分析，采取防治结合的有效措施予以根除。

2.3 气候的影响

山区一般温度较低,昼夜温差较大，温度垂直性差异非常明显。夏季多暴雨,往往会伴随着山洪暴发，冬季积雪较厚。由于地形、地貌特征雨水的作用显著，沿河路基易冲刷。应充分调查了解降雨量、汇水面积、洪水位的情况，合理地选择路线线位高度或采取措施确保路基的使用安全。

2.4 水文条件的影响

水文地质反映了地下水的活动规律, 决定了含水层的厚度和位置, 地下水位的高度影响路基的干湿状态, 影响路基病害和桥涵地基的稳定性, 特别是在路线线形、桥位选择、孔径确定、防护工程及排水系统影响等方面。

3 选线的原则

路线方案是路线设计中最根本的问题，路线方案一经确定，整个工程的设施布局及工程造价便基本确定。路线应在满足使用任务和性质要求的前提下，妥善处理近期与远期、整体与局部的关系，综合考虑自然条件、技术标准、工程投资、施工等因素，认真进行方案研究，从多个方案中选出合理的方案。它对一条公路的勘测设计质量起着决定性作用。山区改建公路选线除应遵守道路选线的一般原则外，还要根据工程量大小、技术指标提高程度等因素，实行充分利用与积极改造相结合的原则。当工程量增加不大却能显著提高技术指标时，应以改造为主；当改造提高技术指标有限却会显著增加工程量时，应以利用为主；当沿旧路无法达到技术指标要求时或即使达到但指标较低且工程量较大时，应根据实际地形、地物、地质等条件设计新方案。在改造过程中，既要防止忽视标准过分迁就现有公路，又要避免片面追求过高标准，大量废弃原有公路，而应综合考虑，合理掌握线形指标，忌“左”防“右”，做到经济合理。

4 选线和定线

选线和定线是公路路线设计的重要环节，选出的路线是否合理将直接影响到公路的质量、工程造价以及公路的安全性和使用年限。由于山区公路地形、地质条件复杂，可能的路线方案较多，加上平、纵、横三方面的相互影响和制约，以及路线位置对公路构造物的影响很大，使得选、定线工作变的十分复杂。改建公路路线定线通常采用纸上定线实地定线相结合的方法。一般在实地定线前，在大比例尺地形图上进行纸上定线，确定路线的走廊，并找出需要改建的段落。纸上定线应根据主要控制点间的地形、地质情况，选择地势平缓、山坡顺直处安排路线，然后根据规范要求进行试坡，对不满足纵坡要求路段进行调整，最终在纸上确定满足路线平纵面要求的路线走廊。实地定线在纸上定线的基础上进行，对于改建公路，尤其是在旧路走廊带内，由于通视条件好，对原有构筑物利用要求精度高，为精确的确定路线线位，在没有精确地形图的条件下，只有采用实地定线的方法确定线位。

5 平面线形设计

一般情况下，平面选线是在1：2000的地形图上先定交点而后布线，由于地形图的误差不可避免，在纸上定的线放于现场，难以达到最大限度地利用现有公路。然而，先利用全站仪（或GPS仪器）测出路线中线的控制点，再根据路线中线的控制点进行路线设计，不仅能很好地利用现有公路，而且测设十分方便。

老路改建设计中应遵循运营安全、资源节约的原则， 充分体现“以人为本、安全第一”， 最大限度地利用原有公路所占用的土地, 尽可能减少新增用地。对拓宽升级的老路改建， 在非城镇路段平面定线加宽时尽可能以单侧加宽为主，将原老路一侧土路肩作为改建后的土路肩，一来可减少新、老路基的衔接处理，二来有利于施工期间的交通组织;在城镇路段( 街道宽度满足平面路线布设要求)，为减少拆迁,平面定线过程中平面设计线尽量在街道中心。对拓宽路段不多的改建项目，平面定线过程中平面设计线尽量与老路路基中心线一致或在老路路基范围内。这就需要在外业勘测期间加强对老路中线、边线和相关控制点的数据采集。改建项目的平面设计与新建项目不同，受老路原线形和资金的约束，平面线形设计不可能脱离老路进行彻底的改造， 当适当降低标准而既能满足使用要求,又可提高老路的利用率时, 则可通过适当调整老路平面线形以达到改善的目的。但这样容易导致平面指标因利用老路而降低, 或不能完全满足规范要求。

6纵断面设计

路线拉坡时，应考虑新旧路的横坡度和超高，如果是两侧加宽时，旧路的横坡和新路的横坡相差不大，这时，路线的纵断面采用中线控制即可。如果单侧加宽，应按旧路面加铺厚度推算改建路面的路中线标高。山岭重丘区现有公路大都线形差、坡度陡，改建公路难以利用，一般都采用新线的方式。而改建平原微丘区现有公路，在利用部分平面时，还可以利用部分纵面。

7 横断面设计

旧路改建的横断面设计中，应因地制宜，结合地形地貌，充分考虑美化、绿化、标准化和环保等因素。对于平原微丘区的二、三级公路应尽可能采用全铺式路面。以改善路容，并增加行车安全。山岭重丘区的路堑路段两侧边坡应根据地质情况采用不同的护面措施，对于土质边坡应以绿化防护为主。在陡坡地段，路基设计一般应尽量避免采用半填半挖断面，如果不可避免时，应考虑挡土墙及基础的设计。

8 结语

改建公路的路线设计要在保证行车安全、舒适、快捷的前提下，应充分考虑利用现有公路。使工程数量最小，造价最低，运营费用最省，并且要利于施工和养护。改建公路路线的走向，布置以及控制点的选择应以现有公路为基础。

参考文献：

1JTG D20-2006，公路路线设计规范，北京，人民交通出版社，2006

2JTG D60-2004，公路桥涵设计通用规范，北京，人民交通出版社，2004

3姚文江，浅谈山区改建公路路线设计，中国水运，2011

4张玉宏 张跃明，浅谈老路改建的路线设计，交通标准化，2008