高速公路的选线与路线设计策略

高速公路的选线与路线设计策略

李义龙 ¹ 王媛 ²

河南省交通规划设计研究院股份有限公司 河南郑州 450000

摘要：高速公路在交通体系中扮演关键角色，关于高速公路的路线选择和设计工作也是至关重要。本文首先从多个方面分析高速公路的选线策略，随后从多个方面说明路线设计应当遵守的原则。

关键词：高速公路；选线；路线设计

引言：选线与路线设计是高速公路工程体系的关键环节，这两项工作的落实情况直接决定高速公路质量，进而对交通体系产生深远影响。鉴于高速公路的重要性，有必要从选线、路线设计方面开展分析。

一、选线策略

1．经济性。评价高速公路质量的重要因素之一就是经济效益，高速公路周期长、消耗资源多，也意味着大规模的后期维护工作。大规模的高速公路工程体量事实上也蕴含较多的成本控制点，如果可以做到高质量的选线，意味着很多成本可以被节省。高速公路建设环境非常复杂，在选线环节中要充分考虑周围环境状况，保证选择的路线能够达到维护简便、使用寿命长的效果，同时在高速公路施工过程中不需要较多的科学处理，从多方面控制高速公路的工程成本，进而体现高速公路经济效益。

2．安全性。安全可谓是高速公路工程的第一要素，如果不能保证高速公路安全，则可以认定高速公路工程是失败的。高速公路工程环境中可能存在诱发山体滑坡、泥石流等地质灾害的因素，经过地区可能存在地震频发的现象，选线过程需要全面考虑上述因素。高速公路经过地区的地基属性也是不一致的，很可能存在软硬地质相互交错的现象，也为高速公路选线带来客观难度。对于利用技术仍然难以解决的客观问题则应当尽量回避，高速公路路线选择一定要以安全性为核心抓手；对于经过处理可以解决的问题，则可以按照规则进行加固处理。

3．环保性。任何高速公路施工行为都需要把握保护生态环境的原则，例如在高速公路施工环境中可能遇到重要的文物或者敏感的自然保护区。在高速公路选线中需要将上述区域看作是“禁区”，路线选择严禁破坏上述环境。另外要制定对应的维护和修复方案，一旦高速公路所在环境被损害，则需要制定修复方案加以弥补。

二、路线设计策略

1．掌握地质条件。在高速公路路线设计过程中需要严格遵守当地的地质条件，例如在山脉密布地区或者高原地区设计高速公路路线时，需要对当地的地质构造有清晰的掌握，尤其要注意到地质沉降抬升现象的不利影响。另外要注意高速公路施工现场的应力特征，如果地质条件相对复杂，意味着高速公路需要满足抗震等级的相关要求。在路线设计中可以采用延长路线的方式，降低路线受到地震等地质灾害的影响程度，提升施工行为以及高速公路运营的安全系数，同时简化运行维护工作的部分步骤。

2．交叉设计。交叉设计在高速公路路线设计中是经常遇到的情况，在互通式立交的设计场景中尤为常见。线路交叉现象客观上存在降低高速公路行车速度的弊端，同时也提升路线设计难度，如果没有妥善处理高速公路路线的交叉因素，意味着高速公路设计质量降低。交叉设计环节中要考虑到不同需求的影响，交叉设计方案原则上应当大小适中，如果建立的交叉设计方案面积较小，意味着为后续扩展工作带来很多困难；如果交叉设计环节没有妥善处理坡度因素，意味着高速公路的行车安全性将降低，增大高速公路路口发生安全事故的概率。交叉设计还需要考虑行车视距因素，如果没有预留足够的行车视距，也会降低高速公路行车安全性。因此在交叉设计环节中要注意路线优化完善工作，同时与高速公路周围环境结合，提升高速公路的服务质量，保证高速公路路线设计达到理想化目标。

全互通方案在交叉设计中应用较为广泛，满足高速公路交叉路口设计的标准要求。例如在匝道设计环节中需要保证匝道布设合理，匝道的转弯半径处于合理区间，另外加强周边安全设施的构建，提升行车通道安全系数。在互通式立交桥的连接位置处，要注意工程规模的控制，保证工程规模处于合理空间，另外要注意对线型指标的应用，确保互通立交方案设计达到理想化要求；对于互通立交设计中的不合理因素进行及时优化，降低高速公路设计中的不合理因素影响。

3．竖向路线设计。高速公路路线设计中要注意竖向变化影响，竖向设计中要注意坡度、曲线半径等多种因素的影响，保证各种设计参数合理。竖向设计中要注意高速公路变化状况以及当前所处的状态，通过现场勘察保证获取参数的参考价值，同时对现场行车速度要求建立清晰的认识。针对地势起伏变化较大的场景，要注意海拔突变对路线设计的影响，合理把握竖向设计的要求。具体来讲以安全行为抓手，应当考虑到曲线半径的最小值，保证设置的坡长达到最佳应用效果。将现场勘查的环境条件体现在设计图纸中，根据图纸反馈的结果确定纵向坡度的最佳范围，同时满足车速调整、视距调整的相关需求，尽一切可能保证行车安全。

4．平面路线设计。在平面设计阶段要掌握车辆行驶过程中的力学特征，车辆在正常路线行驶的过程中主要受力包括横向摩擦力以及离心力，在平面设计规范中也有相关要求。另一方面，车辆行驶速度与离心力之间的关系伴随着实际行车环境的变化而发生改变。离心力的产生对行车状态的影响是难以避免的，如果离心力过大，意味着行驶中的车辆发生侧翻的概率增大；这种现象对于行车人员的主观意识也会产生影响，增大行车人员作出错误行车决定的概率；可见离心力对于行车状态的影响是双方面的。因此在平面路线设计环节需要兼顾上述因素，首先要确定平面的最小曲率半径，另外要注意平面曲线的缓和程度，尽量靠近曲率半径的最小值并设置最缓和的曲线路径，最终得到最佳连接长度；在这种长度条件下，行驶车辆的受力处于最佳安全状态。

5．组合设计。路线设计中经常需要将平面设计和竖向设计进行组合处理，应对高速公路周围环境地质复杂的状况。很多高速公路的修筑需要考虑到弯曲地貌的情况，设计效果直接决定高速公路的通行质量。如果妥善结合两种设计思路，意味着得到高质量的线性组合，高速公路使用效果也会提升。因此在路线设计阶段中要重视交通标志线以及视线诱导设施的设计工作，帮助行车人员提升注意力，提升行车环境的安全系数。

高速公路周围地势变化大，对于不同的地势特征则要选择不同的路线设计方案。如果某一范围内地势变化较小，应当应用直线设计方案。在采纳直线设计方案时要注意路线的长度，避免长距离的直线路面造成人员行车主观疲劳；因此在一段较长的路线之中合理设置相对缓和的曲面，重点在于缓解行车人员的视觉疲劳。曲线直线结合是路线设计关键理念，发挥两种设计方案的优势，为行车人员带来更加舒适的环境。

结束语：在高速公路工程中要满足安全性、舒适性原则，做好选线与路线设计工作至关重要。有关部门一定要重视选线与路线设计工作，在应用建议策略的同时积累工作经验，提升高速公路安全性和质量。

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