浅析公路设计中路线方案选择的要点

浅析公路设计中路线方案选择的要点

王晰磊邵华

（浙江省交通规划设计研究院，浙江，杭州，310006）

【摘要】将高速公路路线方案的选择与设计作为主要研究对象，综合考虑了当前高速公路运营面临的各项问题，烘托出高速公路线路选择与设计工作中应注重的要点，旨在为高速公路公路工程的顺利建设及行业持续发展提供理论参考。

【关键词】高速公路；公路设计；路线方案；方案选择；选择要点

引言

切实保障高速公路设计过程中路线方案选择具有较高的科学性，是创造舒适、安全交通运输环境的基础。在设计工作中，可能影响到安全性的因素有许多种，路线方案选择是保障安全的必要基础条件。路线方案决定了高速公路走向，同时还会影响到整条公路各专业的进一步设计。如桥梁、隧道等结构物的具体构造与位置，互通立交形式及位置的选择，特殊路基方案的处理方法等诸多专业问题。在路线方案的选取过程中，不仅要充分考虑工程的各项地理信息，还有掌握当地的气候条件，明确各因素对方案的实际影响，并通过相应技术措施，达到行车舒适、安全的根本目的，同时做到工程的节约与环保。

1．高速公路路线方案合理选择的重要作用

1.1确保行车安全

选取合理的路线方案可以显著降低公路的坡度和弯曲度，减少驾驶员的视觉障碍，使他们可以精确掌握公路状况，便于明确车辆的行驶方向，从而达到提高安全性，避免交通意外的目的[1]。

1.2合理利用土地资源

高速公路建设过程中，时常会占用一定面积的农业耕地，一份合理的公路路线方案是在完善的实地考察基础得出的，所以选择这样的方案可以起到有效控制占地的作用，节约宝贵的土地资源。

1.3减少施工成本

众所周知，高速公路建设对于物资和人力的需求是非常大的，施工成本可观。选择的路线方案较为合理，在技术指标合理的情况下，有效的避开洼地、山体等地形条件，缩减桥梁与隧道的项目数量，最终大大减少施工成本，具有良好的经济效益[2]。相反，如果高速公路设计过程中，忽视了路线方案选择的重要意义，不仅会影响到公路的具体走向及功能，还会大幅增加工程造价，以及施工难度。

2．高速公路路线方案选取过程中面临的主要问题

2.1平面直线设计

平直路线在平原地段的高速公路中较为常见，但对于山区等地质条件相对复杂的地区而言，路线平直设计往往具有很大的难度。在平原地区，较长的平直路段，会增加驾驶员的疲惫感，影响行车安全。在长直路线中，经常会出现车辆超速的情况，如果驾驶员较为疲劳精神无法集中，未能察觉前方的弯道及时减速，就有可能引发严重的交通事故。在山区，地形起伏较大，曲线指标选择较多，一般不会出现长直线情况，但圆曲线之间的直线长度也不宜过短，需保证线形的连续性，过短直线造成快速的线形变化，会使驾驶员做出错误的线形判断。

2.2平曲线设计

平曲线的问题主要是在指标的选择上，在选线时受到地形、地物的限制，局部平曲线路段会选取较低的指标，虽然也能满足工程规范的适用范围，但在驾驶员疲劳，小车超速情况下，易在局部指标较低的平曲线路段事故频发，这对我们选择出合理的路线方案，造成了一定的干扰[3]。

2.3超高缓和段

对于曲线半径较小需设置超高的路段而言，在高速公路设计过程中应设立渐变段，渐变段的位置处于全缓和段或缓和曲线中的某个特定位置，如果超高缓和段设计需要在桥梁上进行，势必会对施工造成影响，若桥梁中央设置超高渐变段，会使桥面坡度呈现出复杂的变化情况。因此，高速公路路线方案选择过程中应充分考虑超高缓和段的相关问题。

3．高速公路路线方案选取要点

3.1平面直线要点

在选取路线方案时，应充分考虑工程现场实情，从成本控制、环境保护以及安全性等多角度展开分析研究，确保所选方案科学合理，满足车辆的基本行驶需要。通过对国内外成功案例的研究得知，在选取路线方案时，应将该路段设计时速的20倍数值作为直线段长度的上限[4]，直线段长度的下限在反向曲线间，取设计时速的2倍数值。然而，在实际工作中，该数值并不是一成不变的，需要结合地区中的地形差别来适当的调整，这就要求人员必须掌握细致的地形信息，从而推算出最佳的公路直线段长度，为路线方案的选取提供完善的资料。

3.2平面曲线要点

平曲线路段由于缺乏完善的指标要求等因素，使得该路段一度成为事故高发区。虽然交通事故主要是因为驾驶员的操作不当所引起，但平面曲线段设计的不合理势必会为驾驶员带来一定干扰，这也是引发事故的间接原因。为确保平面曲线段的行车安全，减少不必要的安全事故，需要从曲线半径、长度与变化率三方面入手，进行深入的分析和研究。

在平面曲线易发事故的区域中，适当提高曲线半径可使曲线更加平滑，增加行车安全性。通过对半径变化与事故发生概率之间的关系的分析可知，曲线实际半径在400m以内时，事故发生概率最高，伴随着半径的不断增大，事故发生概率得到了显著的下滑，在半径超过400m以后，事故发生概率趋于平滑，由此可见，为切实保证安全，路线方案的平面曲线半径应尽量大于400m。另外，在扩大曲线半径的同时，还需有效控制曲线转角的大小。通常情况下，如果曲线转角在30°以上将有可能引发安全问题，因此在方案选取过程中应明确曲线转角，尽量选取曲线转角在45°以下的路线方案[5]。

既有缓和平面曲线渐变率（CCRs）可以直观的表示运行速度、交通事故与平曲线之间的关系。通过对曲线半径变化与事故发生概率关系的分析可以看出，随着既有缓和平面曲线渐变率（CCRs）的不断升高，事故发生率持续加大，在随着既有缓和平面曲线渐变率（CCRs）低于20时，事故发生概率趋于稳定，当超过20时，事故发生概率表现出显著的增长态势。所以，在路线方案选取时还需关注CCRs值，尽量选取CCRs在20以内的路线方案。

3.3超高缓和段要点

由于地形等基本条件会对高速公路设计产生直接的影响，所以在设计过程中为减少地质条件带来的限制，通常需要开展超高缓和段等特殊设计工作。超高缓和曲线主要起到连接圆取段与直线段的作用。对于缓和段设计而言，从常规路段的横坡向平坡过度所需通过的曲线段半径需要比规范规定的最低半径大；从标准路段向平坡过度的曲线渐变率应比排水系统要求的最低渐变率大，从而利于公路排水。路线方案选择时应对上述两项要求进行严格的衡量。

结束语

总而言之，路线是高速公路的根本，承载着整体性与具象性等多方面需求，路线方案的好坏直接影响到公路的正常使用与安全性。为此，在工程建设中，必须对路线方案的选取给予足够的重视，结合工程需求、环保、地质条件等多方面内容，选出最为合理的路线方案，为高速公路的进一步完善树立良好目标。

参考文献：

[1]肖柏轩，李志凌.高等级公路路线的设计方法及其对环境保护的影响[J].建材技术与应用，2012,(03):13-15.

[2]宋文.浅谈我国公路路线设计存在的问题及对策[J]，科技与企业，2012,(06):33-36.

[3]张荣辉，谢小辉.分析公路路线设计中应注意的几点问题[J].工程建设与设计，2013,(09):45-46.

[4]吴勇，刘喜耀.基于新理念的公路工程路线选线设计研究[J].科技资讯，2011,(02):38-39.

[5]马同涛，李存斌.风险分析在公路建设路线方案选择中的应用[J].华北电力大学学报:社会科学版，2012,(05):25-31.