山区低等级公路改建工程路线设计的研究崔安

山区低等级公路改建工程路线设计的研究崔安

崔安

陕西中宇交通建设有限公司710075

摘要：在公路项目的设计中路线设计占据关键位置，是公路设计的基础，路线的合理性将直接影响到公路运行的经济性和可靠性。结合设计实践，对某公路的改扩建，分析之前公路路线存在的问题，提出路线改建方案，可以让改建公路的平面、纵断面和横断面设计更为科学。

关键词：公路；改建；线路设计

1、工程概况

以某专项项目的低等级改扩建公路为例。因为该区的水电项目的建设，库区水位上涨，因而会影响到其上游的部分低等级公路。受到影响的路线段包括：四级公路6段，为1259m的总长；影响原简易公路24条，总长4423m，新建8条简易公路，为4889.567m总长；影响原机耕道7条，总长1012m；则需要新建7条机耕道，为1223.710m总长。本次设计牵涉到要设置桥头共计4座接线桥梁，设计桥头接线4条，为474.553m总长。该区部分段为微丘区，大部分处于重丘区。

2、山区低等级公路的关键问题

2.1平原微丘

（1）平面线形指标均衡性差。平原微丘区沿线相对多村镇，规划整齐的农田，完善的灌溉体系，目前的旧路常常是直接相连村镇，存在长直线接小半径的状况，通过村镇路段偏低的平面线形指标，缓和曲线设置太短或不设置，部分路段相邻同向和反向曲线间直线不足的长度，不适合行车要求。

（2）部分路段路线纵坡太过平缓，平坡和相对多小于0.3%纵坡，旧路路基填土不足的高度，基本为“顺地爬”，路拱偏小的横坡度，加上不完善或毁坏或堵塞的排水设施，严重影响路基、路面的稳定与应用寿命，危害到行车安全。

（3）路面超期服役，严重破坏，加上跟不上的养护费用，行车舒适性比较差。

（4）通过村镇路段路面相对多的障碍物，尤其是集市路段导致车辆交会，特别是超车困难，经常会出现事故。

（5）狭窄的桥面，设计荷载规范低，桥面偏薄的铺装层，伸缩缝多为简易伸缩缝，先破坏严重。

2.2山岭重丘区

（1）平面线形差，公路沿线直线段少而短，设置的平曲线太密，回头曲线和小半径曲线相对多，缓和曲线短，部分甚至还没有缓和曲线，而相邻同向、反向曲线间直线长度显著不足，不适合行车要求。

（2）路线纵坡大，陡坡长，设置不足的缓和坡度，广泛达不到《公路工程技术标准》的要求，关系到行车安全。

（3）路基较窄，视距较差，不健全的防护设施。

（4）狭窄的桥面，设计荷载规范低。

因为上面客观条件的存在，造成公路通行能力差，车速低，不适合现代运输的要求，相对限制经济的发展。所以对旧路的改建要把核心放在改善线形，路基拓宽，把桥梁加宽，使道路通行能力提高。改善排水设施，以适应经济发展的需要依然是一个长期任务。

3、路线方案

本次复建道路路线平均长度相对短而且走向相对明确，基本使用原地抬高的形式实施复建。路线过抬填区的，抬填标高下面的土石方已计入抬填专项项目。

3.1平面设计标准设计中遵循了“满足技术规范、可靠安全、节约投资、保护生态环境”的原则，充分思考了技术指标的均衡性与连续性。本次复建道路分为四级公路、简易公路、机耕道、接线设计4种设计规范。

3.1.1四级公路

设计为20km/h速度，平曲线半径通常大于30m，部分困难地段不小于极限平曲线半径15m；为：直线—圆曲线—直线的平面线型组合；平曲线大于200m的半径时不设超高，平曲线大于250m的半径时不设加宽，直线段长度以满足设置超高、加宽缓和段的需求为好。

3.1.2简易公路

简易公路设计为15km/h速度，平曲线通常大于30m的半径，部分困难地段不小于极限平曲线12m的半径；为：直线—圆曲线—直线的平面线型组合；设置超高加宽依照四级公路标准要求，平曲线大于200的半径时不设超高，平曲线大于250的半径时不设加宽，直线段长度以满足设置超高、加宽缓和段的要求为宜。

3.1.3机耕道

在标准中机耕道设计速度并没有确定，平曲线半径通常大于30m，极限平曲线半径标准中并没有确定，本设计依照简易公路的规范，极限平曲线为12m的半径：为：直线—圆曲线—直线的平面线型组合；依据相关农村公路技术标准，不设超高加宽。

3.1.4桥头接线

桥头接线公路等级依据所衔接的桥梁等级来确定，最小平曲线半径、超高加宽等规范依据公路等级来确定。

3.2纵面设计

3.2.1纵面设计关键方法

（1）纸上拉坡。关键使用将地面高程点于厘米纸上，设计者依据主观判断、经验、路面补强厚度与部分结构物的控制要素拉坡，并设置相关的竖曲线，产生纵断面设计线形。

（2）运用计算机软件设计纵断面。把地面高程输入计算机，纵断面设计线形经过计算机程序确定。对需要控制的位置实施填挖高度检验，运用程序反复实施调整，产生纵断面设计线形。

（3）拟和设计。运用设计软件，依据桥涵等结构物的不能变高程与路面补强厚度等作为控制原因，给出相关等级公路的控制指标，纵断面可以自动拟合。之后使用回归分析法无限趋进各控制点，最后产生纵断面设计线形。因为回归分析使用程序自动处理，设置愈多次数，愈高精度。

3.2.2纵面设计要重视的几个问题

（1）改建公路纵面设计要以“宁填勿挖”为原则，选择填方高度时要结合路基路面设计，以让旧路运用率提高，使项目投资减少。

（2）要实施改善旧路的长大纵坡路段。

（3）当相邻纵坡坡差相对小时，不能过分迁就“平包纵”。通过透视图检测，当相邻小于3%的坡差时，就算设置平、纵错位，也没有不良感觉。但当大于3%的坡差时，要注重平、纵组合设计。

3.3路线横断面设计

（1）公路横断面的组成方式与各部分的尺寸要依据设计车速、设计交通量、交通组成与地形条件等原因确定，要在确保交通安全、畅通和设计通行能力的前提下尽量做到节省用地、投资减少，让道路发挥的经济效益和社会效益最大化。

（2）依据平面定线、纵断面设计后，实施横断面检验，主要检验高填方、大挖方与半填半挖路段，通过移线使半填半挖段减少，对纵坡坡度与竖曲线半径进行调整，使填方高度与挖方深度尽可能减少。

（3）使用标准的合成坡度，把路基排水设计做好，靠山体侧边沟断面能使用浅碟形边沟方式，既美观又为行车供应了安全空间。截水沟要顺坡向坡顶沿路线方向设置，避免雨水直接流向路面。

（4）公路改建不能防止对原有山体导致扰动破坏，影响边坡稳定性，所以要做好路基边坡的防护设计，充分思考边坡破坏方式、项目地质条件来实施综合评价，因地制宜使用科学有效的防护方法。

（5）使用绘制包络线或横净距法对由于平曲线半径、加宽、超高引起的曲线内侧暗弯实施视距检验，实施清理影响视距的障碍物。

3.4放坡在设计山区改建公路线形的时候，最关键的就是要克服大控制点的设计问题。主要表现在通过村镇、线路起点和主要高差等。而为了确保大小控制点的纵坡分配科学，要在现场合理地设计纵坡，也就是经常说的放坡。对于路线纵坡来说，要尽量和地形的起伏与极限坡度规定、现实坡长等互相结合，针对现实状况给予研究并选择。

当中，确定路线纵坡为基础是最常应用的放坡方法，应用手水准一俯一仰，由2个人交替放坡。具体而言，选线工作人员需要依据已经选定的坡度实施调整手水准，竖盘俯角，同时下挖深度部位要站在哑口来确定。而另外一侧则要手持花杆沿着山坡的走向一直走，直到山嘴、山坳等地形出现改变的部位或者是间距为100米的时候停止。

选线工作人员要向着测工的方向来瞄视手水准，当和气泡水平，准确地指挥测工上下实施移动，在花杆上与选线工作人员高度一样的部位，而且同手水准视线相同的状况下，测工所站部位则是所选定的坡度点。

随后，要求测工部位不变，而选线工作人员越过测工，向下一地形改变的部位亦或是相距100米的部位停止，手水准仰角依据所选定的坡度来设置。这时，选线人员要向着测工的方向瞄视手水准，在与气泡水平的状况下，个人上下移动，确保花杆上与选线工作人员高度相同而且同手水准的视线保持相同。

然而，这种方法在林木比较繁茂的山区或者是悬崖峭壁的状况下运用具有相对大的难度。如果沿着所选定的路线走廊或者是原路通视的部位设置测量导线，没有放坡工作供应辅助作用，可以处理上述问题，与此同时，还能够使劳动量减少，进一步加强放坡准确度。

4、山区低等级公路路线设计的安全及环保措施

4.1安保措施

由于该改扩建公路受到地形条件的限制，部分路段指标取得非常低，达不到等级公路的要求，因此，在沿线需要辅以对应的安全设施，以满足行车安全的需要，来弥补设计上的不足。全线对陡坡，急弯，视距不足，连续弯道，长坡等路段设计了对应的标志牌，减速带，内弯反光镜，安全护栏等安全设施。保证了路线能够满足安全行车。

4.2环保工程

公路环境保护见效快、低成本的关键方法是公路绿化，山区低等级公路的环境优化关键通过绿化来完成。绿色植物可以有效减少与吸收公路四周的有害气体，使空气环境得到净化，具备有除尘、杀菌、防风固沙等几种作用。

并且绿色植物还可以吸收很多的太阳辐射热量，使阳光反射减少，从而使驾驶人员的视觉疲劳减少，给驾驶员供应一个优良的驾车环境，事故发生率在一定程度上降低了，还能补充公路景观。比如，人工种植草皮与花卉、公路两边乔灌结合来绿化环境，打造林行道、矮林丛、防护林带、风景林、绿化防护项目等；对于土坑、弃土堆等容易被疏忽的位置，也要实施绿化；公路的弯道内侧，绿化时注意防止种植影响视觉的植物，合理的种植低灌木与花草等植物；路肩上除草坪外不能种植别的植物。总之要主动进行绿色项目，科学规划与布局，让山区低等级公路和大自然融为一体。

本项目中，原来改建的路段，绿化已经遭到认为的破坏，或长期没有维护，沿线的绿化工程非常差，需要重新设计。因此，在路侧每隔10-15米种植一棵樟树。

5、结语

低等级公路改建项目中的路线设计，一定要以原有公路为模板合理的确定项目规模、平纵指标、安全设施等，从而优化原设计。由于山区公路改建线路设计所牵涉的内容很多，区域也比较广泛，因此，要充分考虑几种原因。而对于勘测设计工作人员来说，必须要深入到施工现场当中，对山区公路线形改建予以高度关注和深入研究，以确保有效地加强改建公路选线的经济性效果。

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