山区复杂地形公路路线设计和质量控制研究
钱振邦 王健
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钱振邦 王健,. 山区复杂地形公路路线设计和质量控制研究[J]. 设计研究,2021.12. DOI:10.12721/ccn.2021.157114.
摘要:
社会大环境的发展使得公路事业向山区延伸,由于地形较为复杂,公路路线设计的难度较高。基于此,为保证公路路线设计的科学合理性,本文研究开展此项设计工作的内容要点,以此为基础研究设计质量控制措施,以供参考。
关键词: 山区;公路路线设计;复杂地形;质量控制
DOI:10.12721/ccn.2021.157114
基金资助:

越是处于地形复杂的山区,公路路线就越要安全,从而完善当地基础建设,给山区人们联系外界、发展经济提供客观条件的支持。因此,为实现山区内外资源的顺利整合与传递,研究山区复杂地形公路路线设计要点和质量控制措施是必要的。

1.研究设计山区复杂地形公路路线的要点

1.1基于公路功能定位做好总体设计

不同功能的公路其总体设计存在一定差异,地形复杂的山区公路不仅要具有良好的通行能力和较高的服务水平,路线不可过于追求高标准,应满足当地具体规划,并根据公路等级进行路线设计,以此为居民提供良好出行服务[1]。此外,注重自然环境保护,复杂地形的山区大多自然环境良好,公路路线应顺势而为,比如常见的盘山道等,不可大规模破坏自然环境,要以环境保护为核心落实公路路线设计工作,将既有地形与公路路线相结合。此外,不可占用永久基本农田,开展总体设计前应对区域内的永久基本农田情况进行调查,绕开此类区域,从而保证公路路线总体设计的社会效益。

1.2考虑实际需要开展平面设计

目前,山区复杂地形下的公路路线平面设计内容主要分为两部分,一部分是公路平面线型设计,另一部分是超高值合理采用。在设计公路路线的平面线型时,设计人员应按照国家相关标准,使用技术指标对路线协调性、流畅性进行把控,保证公路路线设计后公路的功能齐全且行车安全。此外,为保证公路工程经济合理,开展技术经济比选工作,注重功能性和安全性的同时,实现技术指标的合理选择,尽量保证路线的顺直性,从而将营运历程合理缩短,减少不必要的能源消耗。其中,由于公路设计规范并未对公路设计缓和曲线长度进行明确规定,所以设计人员需要结合复杂地形山区的实际情况,并综合考虑山区公路路线特点,从而保证缓和曲线长度的合理设计。一般情况下,山区公路路线弯度较大,为保证行车安全、满足行车需要,设计参数往往选用规范标准中的下限值,在此过程中极易忽略加宽缓和段长度,因此,缓和曲线长度设计过程中需要计算超高加宽过渡段实际数值,并选择上限值控制最小缓和曲线长度。采用超高值时,以往主要考虑的是横向力参数、车辆行驶速度等,但是这容易影响行车人员舒适度,为此不可过于注重设计速度,而是应该考虑运行速度,从而以此为基准实现超高值的合理采用。

1.3结合实际环境开展公路纵面设计

受到复杂地形的影响,公路极易遇到长大纵坡,但这会提高日后公路运行的交通事故发生几率,所以,在纵面设计中需要保证公路爬坡的设计质量,保证公路运行安全。目前,主要采取的方式有三,分为别:一是将平面再次展线,在高差过大的情况下,路面平面长度不足,针对该情况可以沿地形展线,从而将公路路线长度合理增大,减少长大纵坡;二是于连续长大纵坡中间进行缓坡的设置,提升来往车辆的爬坡能力,减少交通事故的发生;三是平、纵结合设计,做好均衡性和连续性设计,实现对长大纵坡坡度和长度的有效控制。在此过程中设计人员要慎用极限指标,从而为公路后续运营提供安全保证。此外,若是上述三种情况仍无法避免长坡线路的话,可以增设避险车道和强制减速带,或是在坡顶进行休息区的设计,做好标识提醒,落实配套安全设施等,进而从多个方面保证公路路线设计安全性和合理性。

2.研究控制山区复杂地形公路路线设计质量的有效措施

2.1做好外业调查和方案比选

公路路线设计作为工程后续施工和运营的主要基础,关系到公路的安全性和造价的经济性,以及环境保护效益。因此,为实现对复杂地形山区公路路线设计质量的有效控制,相关工作人员应提高对外业调查的重视,尤其是地质选线工作,做好方案优选,从而初步管控公路路线设计质量。具体而言,由于复杂地形存在多项影响因素,具体施工条件和环境制约要素无法通过设计经验或是同类型工程设计模板套用掌握,因此,设计人员应前往当地进行实地勘察,掌握具体的地形地貌、农田与房屋位置等,做到将公路路线“放”到山区,充分利用地形,避免出现大规模改造工程。具体如图1所示:

图片63.png

图 1 公路与地形协调融合

同时,综合设计平面、纵面和横面的公路路线,若是该项目为改造工程,还应掌握既有路线情况,提升现有资源利用率,合理降低工程成本投入。在地质选线方面,设计人员应以地质情况为基础避开不良地质体,若是规模较小且无法避开,则需要落实处理和安全防护设计。最后,在比选公路路线设计方案时,工可和初步设计阶段要做到同深度比选,之后综合考虑造价水平、具体规划内容、环境保护力度以及路线安全舒适等要素,从而实现公路路线设计方案的优选。

2.2注重动态设计和运行速度的应用

控制公路路线设计质量时,要保证动态设计贯穿始终,最为关键的就是公路的路基工程,设计内容中应涵盖详细的挖方边坡细部坡率和坡形,同时坡率自然、灵活,坡形与原本地形自然结合,融为一体。若是地段是不良地质,或是地形较为陡峭,设计人员应从山体平衡性出发,不可破坏周围植被;若是周围具有河床,亦或是狭窄的河谷地段,公路路线应对沿河路基进行处理涉及,避免侵占河床,否则可能出现河床堵塞等情况,从而造成严重影响[2]。而运行速度则应考虑该地区驾驶员特性、公路主要服务的车辆的动力性能等,站在安全的角度、采用动态的观点进行运行速度的运用。

2.3做好路线和立交设置

立交在山区公路的占地面积较大,所以设计公路路线时要充分考虑立交设置,比如公路功能、交通流线定线等,以科学的方式对立交规模进行确定。在此过程中适当调整线路,预留充足立交布设空间,此外不可过分开挖山体,否则影响公路运行质量的同时,也会增加绿化恢复支出。

结论:综上所述,在地形复杂山区环境下,公路路线需要考虑安全、自然和顺畅性。为此,开展设计工作时应掌握平面设计、纵面设计和总体设计要点,并从环境、立交、外业调查、方案比选等方面控制设计质量,从而保证路线科学合理、安全可靠。

参考文献:

[1] 任云峰,李茂卿. 浅谈复杂地形下山区公路改扩建工程的设计[J]. 百科论坛电子杂志,2019(7):168-169.

[2] 何安生,何颖,廖鑫. 复杂山区地形条件下高速公路路线方案研究[J]. 智能城市,2020,6(21):14-15.

作者简介:钱振邦(1989-),男,硕士研究生,工程师,主要从事路线设计工作。

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