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摘要：文章根据自身的工作经验，结合山区的实际情况，就公路长大下坡路段的设计进行分析探讨，简要阐述了公路设计的方法，发表自己在工作中所积累和总结的若干看法。
关键词：公路；设计；分析；探讨；
1 设计的特点
山区公路长大下坡路段多为越岭线， 线形设计与平原区有很大的区别， 具体有以下几个特点：
a）由于受地形、地质、海拔、气候、水文等因素的限制及影响， 路线既要适应地形变化， 尽量避免对山体的剧烈切割， 减少生态环境破坏， 又要在确定的道路等级条件下从指标的运用上保持线形的顺适、连续、流畅和均衡；
b）山区公路长大下坡路段复杂的地理特征， 决定穿梭其间的公路必须长距离展线以克服高差， 路线纵面指标是路线方案的决定因素， 也是路线展线的条件， 是路线方案成立的基础和依据， 纵面指标的综合运用决定了工程项目的规模、投资甚至走向、线形等；
c）山区公路长大下坡路段的纵面受高差的限制， 自由度和空间较小， 平面线形须紧密结合纵面设计， 以达到降低平均纵坡的目的， 只有反复试线， 才能逐步达到理想的线位。
2 设计方法
随着高速公路建设规模的不断扩大， 高等级公路逐渐向山区延伸， 而山区连续长大下坡路段也常常成为“事故多发路段”， 亦称“黑点”路段。目前在山区长大下坡路段线形设计中， 存在对路线总体布局把握不足、对选线原则研究不透、对路线方案选择的深度及广度研究不够的问题。
2.1 路线总体布局研究
在山区公路长大下坡路段， 针对山区地形复杂、线形受纵面指标限制的特点， 应从路线总体布局开始研究。应根据批准的工程可行性研究报告及设计任务书所明确的公路等级和路线基本走向，结合水文、气象、地质、地形等自然条件， 由面到带， 从所有可能的路线方案中， 通过调查、分析、比选， 确定路线的总体布局。其过程要点有以下一些。
2.1.1 根据山区公路使用任务、性质及地形特征，确定地形类别和计算行车速度山区地形与公路选线、线形设计和道路类型的确定有着密切的关系。山区地形的特点是短距离内标高相差很大， 坡陡流急， 地势错综复杂， 处在这种地形的路线， 弯多坡陡， 起伏频繁， 土石方和防护工程量大， 地质和气候条件也比较复杂， 路基的稳定性和行车安全都会受到很大的影响。
2.1.2 山区公路的起、终点除必须符合路网规划要求外， 对起、终点前后一定长度范围内的线形还必须做出合理的接线方案和近期实施的具体设计。
2.1.3 山区公路长大下坡路段应根据地形特点合理划定设计路段长度， 恰当选择不同设计路段的衔接地点， 处理好衔接处前后一定长度范围内的线形设计。
2.1.4 山区连续上（下）坡路段应根据交通量及运行需要确定车道数， 设计时对连续上（下）坡路段爬坡车道、避险车道的设置进行论证。
2.1.5 根据山区公路长大下坡路段公路的功能与特点， 合理确定交通安全设施、管理设施、服务设施等的布局与位置。此类设施是当从线形设计上无法根本解决山区长大下坡路段引发的交通事故时，而采取的综合治理措施，其可以降低事故发生率， 体现“以人为本”的设计理念。
2.1.6 山区长大下坡路段公路应综合考虑互通式立体交叉、服务区、停车区、桥梁、隧道等的位置和间距， 以保证交通运行安全所需要的最小距离。此类设施实际是将长大纵坡通过交通阻断的方式，人为地分为几个安全纵坡，以降低事故的发生率。
2.1.7 调查沿线交通、社会、自然条件及主要的村镇规划，确定同其连接的方式、地点。
2.2 选线原则
山区公路长大下坡路段选线是在规划的路线起、终点之间选择一条技术上可行、经济上合理，又能保证行车安全的路线。它面对的是一个十分复杂的自然环境和社会条件， 需要综合考虑多方面的因素。山区长大下坡路段公路选线应该遵循如下一些原则。
2.2.1 在山区公路长大下坡路段各设计阶段， 应运用各种先进手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方论证、比选的基础上，选定最优的路线方案。需要通过初步设计、施工图设计进行多方案论证、比选，最终选定上下行分离、下行线展线等多方式的路线方案。
2.2.2 山区公路长大下坡路段线形设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下， 做到适应地形、工程量小、造价低、营运费用省、效益好并有利于施工和养护。在工程量增加不大时， 应尽量采用较高的技术标准，不要轻易采用极限指标， 并应严格控制平均纵坡，为此，可适当增加工程造价，避免出现长大下坡。
2.2.3 山区公路长大下坡路段线形设计除应采用与自然地形相协调的幾何线形外， 还要注意保护原有自然状态，少占农田， 并融合周围自然景观。
2.2.4 山区公路长大下坡路段选线，应对工程水文地质情况进行深入的勘测调查， 对严重不良地质路段，如滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、泥沼等地段，应慎重对待，一般情况下应设法绕避，当必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围， 并采取必要的工程措施。
2.2.5 山区公路长大下坡路段选线应重视环境保护问题。
2.3 路线方案的选择
山区公路的路线方案是通过许多方案的比较筛选而确定的。指定的两个据点之间的自然情况越复杂、距离越长，可能的比较方案就越多，需要淘汰的方案也就越多。淘汰的方法不可能是每条路线都通过实地勘察进行，所以要尽可能收集资料， 先在室内进行研究筛选，然后就最佳的、而且优劣难辨的有限方案进行视察和踏勘。
山区公路长大下坡路段多为越岭线，需要克服很大的高差， 路线的长度和平面位置主要取决于路线纵坡的安排， 在选线时必须以路线纵断面为主导。在具体选线中要解决垭口选择、过岭标高选择以及垭口两侧路线展线的拟定问题。
2.3.1 垭口的选择
2.3.1.1 垭口位置的选择
越岭线垭口的选择是选线的关键环节。低垭口由于高差小、展线距离短、工程一般较小等优点，应优先寻找和选择； 高垭口虽然存在海拔高、展线距离长等缺点， 但如垭口两侧有较开阔的沟谷或山坡可用来展线， 或可采用长隧道降低越岭的海拔标高时，亦应认真考虑，仔细比选，不可轻易放弃。
有的垭口虽然在路线总走向的位置上，但从垭口至山脚间的距离较短， 高差也较大， 需要长距离展线时反而不如展线条件好、离开路线总走向稍远的垭口。
有的垭口虽相对高差较大，但如用稍长的隧道穿过，可大大缩短公路的运输里程， 营运经济效益显著， 也是很有比较价值的， 应认真进行比选。
2.3.1.2 垭口标高的选择
垭口海拔高低及其与山下控制点的高差，直接影响着路线长短、工程量大小和运营条件， 所以一般宜选择标高较低的垭口。
2.3.1.3 垭口展线条件选择
选择垭口必须结合山坡展线条件，综合考虑地质较好、地形平缓、有利于展线降坡的山坡。
2.3.2 过岭标高的选择
路线过岭， 一般采用路堑和隧道通过， 过岭标高的高低， 决定着路堑和隧道的深度、长度和工程量的大小。所以过岭标高应结合路线等级、地形、地质以及两侧展线方案、过岭方式等因素， 经过技术经济比较分析确定。
当过岭地段山坡平缓、展线容易、垭口宽而厚时， 可以采用浅挖低填的方式过岭； 当垭口比较窄小时， 可采用深挖垭口的方式过岭； 当垭口窄小，并且垭口的挖深大于20m时， 可采用隧道方式过岭。隧道标高应根据地质条件， 并以临界标高为研究基础， 临界标高是隧道造价与路线造价总和最小的越岭标高。另外， 若有条件， 应尽量把隧道放在较好的地质层中。
2.3.3 垭口两侧路线的展线
垭口挖深大体确定后， 要确定路线走右山坡还是走左山坡。首先要广泛调查周围地形和地质情况，注意利用有利的地形、地质， 拟定路线可能的大致走向， 同时结合山形、地势、地质、水文、工程量大小， 建成后使用、养护等多方面情况综合考虑确定。路线通过山区阳坡时阳光灿烂舒适，冬季积雪较少，春季积雪消融快， 行车比较安全， 因此路线应多布设在阳坡。但也有由于阳坡背离路线总的方向， 地形、地质等因素不利， 或工程数量巨大，综合比较后，而选用阴坡的。要结合实际情况， 通过分析、落实控制点， 最终决定路线布局。展线时， 平、纵、横结合要以纵断面为主导，利用有利地形和地质条件拟定路线走向。
2.3.3.1 自然展线
自然展线是选择适当的纵坡， 顺着自然地形，绕山嘴、沿侧沟来延展距离以克服高差， 其优点是符合路线基本走向， 纵坡均匀， 路线短， 线形好，技术指标较高， 缺点是避让艰巨工程和不良地质地段的自由度不大。
2.3.3.2 回头展线
回头展线应选好回头曲线位置， 尽量减少回头次数， 利用有利地形， 如山包、山脊平台、平缓的山坡、山沟、山坳及支沟间的台地作回头地点。其优点是便于利用有利地形， 避让不良地形、地质和难点工程， 缺点是路线迂回曲折， 上下线位在同一坡面上， 对行车、施工和养护都不利。
2.3.3.3 螺旋展线（见图1）
图1
当路线受到限制， 需要在某处集中提高或降低高度才能充分利用有利地形时， 可考虑采用螺旋展线。其优点是比回头展线的线形好， 可避免上下重叠， 但因需建高架桥或隧道而会提高造价， 故在公路中一般不予采用。但是在铁路、城市桥梁引道中的应用较为广泛。国外高速公路中也有不少的工程实例， 在我国随着高等级公路建设进山的发展趋势， 也将会有一定的应用和发展。螺旋展线原是高原山区越岭展线不常用的一种型式， 由于经济发展比较落后和认识观念等多种因素的影响， 制约和限制了其发展和应用。
3 结束语
公路线形的设计是一个重要问题，是决定公路最终建成后能方便、有效、使用的关键。作为从事公路设计一名工作人员，我们要在平时的工作中进行不断的积累，并结合实际分析探讨，才能更好的完成设计任务。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：公路；设计；分析；探讨；
1 设计的特点
山区公路长大下坡路段多为越岭线， 线形设计与平原区有很大的区别， 具体有以下几个特点：
a）由于受地形、地质、海拔、气候、水文等因素的限制及影响， 路线既要适应地形变化， 尽量避免对山体的剧烈切割， 减少生态环境破坏， 又要在确定的道路等级条件下从指标的运用上保持线形的顺适、连续、流畅和均衡；
b）山区公路长大下坡路段复杂的地理特征， 决定穿梭其间的公路必须长距离展线以克服高差， 路线纵面指标是路线方案的决定因素， 也是路线展线的条件， 是路线方案成立的基础和依据， 纵面指标的综合运用决定了工程项目的规模、投资甚至走向、线形等；
c）山区公路长大下坡路段的纵面受高差的限制， 自由度和空间较小， 平面线形须紧密结合纵面设计， 以达到降低平均纵坡的目的， 只有反复试线， 才能逐步达到理想的线位。
2 设计方法
随着高速公路建设规模的不断扩大， 高等级公路逐渐向山区延伸， 而山区连续长大下坡路段也常常成为“事故多发路段”， 亦称“黑点”路段。目前在山区长大下坡路段线形设计中， 存在对路线总体布局把握不足、对选线原则研究不透、对路线方案选择的深度及广度研究不够的问题。
2.1 路线总体布局研究
在山区公路长大下坡路段， 针对山区地形复杂、线形受纵面指标限制的特点， 应从路线总体布局开始研究。应根据批准的工程可行性研究报告及设计任务书所明确的公路等级和路线基本走向，结合水文、气象、地质、地形等自然条件， 由面到带， 从所有可能的路线方案中， 通过调查、分析、比选， 确定路线的总体布局。其过程要点有以下一些。
2.1.1 根据山区公路使用任务、性质及地形特征，确定地形类别和计算行车速度山区地形与公路选线、线形设计和道路类型的确定有着密切的关系。山区地形的特点是短距离内标高相差很大， 坡陡流急， 地势错综复杂， 处在这种地形的路线， 弯多坡陡， 起伏频繁， 土石方和防护工程量大， 地质和气候条件也比较复杂， 路基的稳定性和行车安全都会受到很大的影响。
2.1.2 山区公路的起、终点除必须符合路网规划要求外， 对起、终点前后一定长度范围内的线形还必须做出合理的接线方案和近期实施的具体设计。
2.1.3 山区公路长大下坡路段应根据地形特点合理划定设计路段长度， 恰当选择不同设计路段的衔接地点， 处理好衔接处前后一定长度范围内的线形设计。
2.1.4 山区连续上（下）坡路段应根据交通量及运行需要确定车道数， 设计时对连续上（下）坡路段爬坡车道、避险车道的设置进行论证。
2.1.5 根据山区公路长大下坡路段公路的功能与特点， 合理确定交通安全设施、管理设施、服务设施等的布局与位置。此类设施是当从线形设计上无法根本解决山区长大下坡路段引发的交通事故时，而采取的综合治理措施，其可以降低事故发生率， 体现“以人为本”的设计理念。
2.1.6 山区长大下坡路段公路应综合考虑互通式立体交叉、服务区、停车区、桥梁、隧道等的位置和间距， 以保证交通运行安全所需要的最小距离。此类设施实际是将长大纵坡通过交通阻断的方式，人为地分为几个安全纵坡，以降低事故的发生率。
2.1.7 调查沿线交通、社会、自然条件及主要的村镇规划，确定同其连接的方式、地点。
2.2 选线原则
山区公路长大下坡路段选线是在规划的路线起、终点之间选择一条技术上可行、经济上合理，又能保证行车安全的路线。它面对的是一个十分复杂的自然环境和社会条件， 需要综合考虑多方面的因素。山区长大下坡路段公路选线应该遵循如下一些原则。
2.2.1 在山区公路长大下坡路段各设计阶段， 应运用各种先进手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方论证、比选的基础上，选定最优的路线方案。需要通过初步设计、施工图设计进行多方案论证、比选，最终选定上下行分离、下行线展线等多方式的路线方案。
2.2.2 山区公路长大下坡路段线形设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下， 做到适应地形、工程量小、造价低、营运费用省、效益好并有利于施工和养护。在工程量增加不大时， 应尽量采用较高的技术标准，不要轻易采用极限指标， 并应严格控制平均纵坡，为此，可适当增加工程造价，避免出现长大下坡。
2.2.3 山区公路长大下坡路段线形设计除应采用与自然地形相协调的幾何线形外， 还要注意保护原有自然状态，少占农田， 并融合周围自然景观。
2.2.4 山区公路长大下坡路段选线，应对工程水文地质情况进行深入的勘测调查， 对严重不良地质路段，如滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、泥沼等地段，应慎重对待，一般情况下应设法绕避，当必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围， 并采取必要的工程措施。
2.2.5 山区公路长大下坡路段选线应重视环境保护问题。
2.3 路线方案的选择
山区公路的路线方案是通过许多方案的比较筛选而确定的。指定的两个据点之间的自然情况越复杂、距离越长，可能的比较方案就越多，需要淘汰的方案也就越多。淘汰的方法不可能是每条路线都通过实地勘察进行，所以要尽可能收集资料， 先在室内进行研究筛选，然后就最佳的、而且优劣难辨的有限方案进行视察和踏勘。
山区公路长大下坡路段多为越岭线，需要克服很大的高差， 路线的长度和平面位置主要取决于路线纵坡的安排， 在选线时必须以路线纵断面为主导。在具体选线中要解决垭口选择、过岭标高选择以及垭口两侧路线展线的拟定问题。
2.3.1 垭口的选择
2.3.1.1 垭口位置的选择
越岭线垭口的选择是选线的关键环节。低垭口由于高差小、展线距离短、工程一般较小等优点，应优先寻找和选择； 高垭口虽然存在海拔高、展线距离长等缺点， 但如垭口两侧有较开阔的沟谷或山坡可用来展线， 或可采用长隧道降低越岭的海拔标高时，亦应认真考虑，仔细比选，不可轻易放弃。
有的垭口虽然在路线总走向的位置上，但从垭口至山脚间的距离较短， 高差也较大， 需要长距离展线时反而不如展线条件好、离开路线总走向稍远的垭口。
有的垭口虽相对高差较大，但如用稍长的隧道穿过，可大大缩短公路的运输里程， 营运经济效益显著， 也是很有比较价值的， 应认真进行比选。
2.3.1.2 垭口标高的选择
垭口海拔高低及其与山下控制点的高差，直接影响着路线长短、工程量大小和运营条件， 所以一般宜选择标高较低的垭口。
2.3.1.3 垭口展线条件选择
选择垭口必须结合山坡展线条件，综合考虑地质较好、地形平缓、有利于展线降坡的山坡。
2.3.2 过岭标高的选择
路线过岭， 一般采用路堑和隧道通过， 过岭标高的高低， 决定着路堑和隧道的深度、长度和工程量的大小。所以过岭标高应结合路线等级、地形、地质以及两侧展线方案、过岭方式等因素， 经过技术经济比较分析确定。
当过岭地段山坡平缓、展线容易、垭口宽而厚时， 可以采用浅挖低填的方式过岭； 当垭口比较窄小时， 可采用深挖垭口的方式过岭； 当垭口窄小，并且垭口的挖深大于20m时， 可采用隧道方式过岭。隧道标高应根据地质条件， 并以临界标高为研究基础， 临界标高是隧道造价与路线造价总和最小的越岭标高。另外， 若有条件， 应尽量把隧道放在较好的地质层中。
2.3.3 垭口两侧路线的展线
垭口挖深大体确定后， 要确定路线走右山坡还是走左山坡。首先要广泛调查周围地形和地质情况，注意利用有利的地形、地质， 拟定路线可能的大致走向， 同时结合山形、地势、地质、水文、工程量大小， 建成后使用、养护等多方面情况综合考虑确定。路线通过山区阳坡时阳光灿烂舒适，冬季积雪较少，春季积雪消融快， 行车比较安全， 因此路线应多布设在阳坡。但也有由于阳坡背离路线总的方向， 地形、地质等因素不利， 或工程数量巨大，综合比较后，而选用阴坡的。要结合实际情况， 通过分析、落实控制点， 最终决定路线布局。展线时， 平、纵、横结合要以纵断面为主导，利用有利地形和地质条件拟定路线走向。
2.3.3.1 自然展线
自然展线是选择适当的纵坡， 顺着自然地形，绕山嘴、沿侧沟来延展距离以克服高差， 其优点是符合路线基本走向， 纵坡均匀， 路线短， 线形好，技术指标较高， 缺点是避让艰巨工程和不良地质地段的自由度不大。
2.3.3.2 回头展线
回头展线应选好回头曲线位置， 尽量减少回头次数， 利用有利地形， 如山包、山脊平台、平缓的山坡、山沟、山坳及支沟间的台地作回头地点。其优点是便于利用有利地形， 避让不良地形、地质和难点工程， 缺点是路线迂回曲折， 上下线位在同一坡面上， 对行车、施工和养护都不利。
2.3.3.3 螺旋展线（见图1）
图1
当路线受到限制， 需要在某处集中提高或降低高度才能充分利用有利地形时， 可考虑采用螺旋展线。其优点是比回头展线的线形好， 可避免上下重叠， 但因需建高架桥或隧道而会提高造价， 故在公路中一般不予采用。但是在铁路、城市桥梁引道中的应用较为广泛。国外高速公路中也有不少的工程实例， 在我国随着高等级公路建设进山的发展趋势， 也将会有一定的应用和发展。螺旋展线原是高原山区越岭展线不常用的一种型式， 由于经济发展比较落后和认识观念等多种因素的影响， 制约和限制了其发展和应用。
3 结束语
公路线形的设计是一个重要问题，是决定公路最终建成后能方便、有效、使用的关键。作为从事公路设计一名工作人员，我们要在平时的工作中进行不断的积累，并结合实际分析探讨，才能更好的完成设计任务。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。