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【摘要】:山区公路路线设计的制约因素很多，本文通过对攀西地区公路路线设计的特点、原则、思路及注意事项进行分析，为设计出合理的山区公路路线提供理论依据。
【关键词】: 低等级公路 路线设计探讨
中图分类号：U412.36 文献标识码：A
攀西地区是“攀枝花”、“西昌”两地名的合称，位于四川省西南部，海拔600-5900m，其地形复杂，地势西北部高，东南部低，境内高山耸立，河谷深切，山谷相间，安宁河、雅砻江流经境内。在地质构造上属华力西-印支期古裂谷带（即攀西裂谷）和凉山褶皱带。受地形、地貌及地质条件的限制，攀西地区地方公路或支线公路的等级一般定为设计速度40km/h以下的三、四级公路居多。
近些年，攀西地区低等级公路建设项目较多，具有一定山区公路的代表性，笔者根据近年参与的攀西地区低等级公路建设项目设计中的一些经验，进一步探讨该地区低等级公路路线设计的一些方法及体会。
1、攀西地区自然特征
⑴山高谷深，地形复杂，山脉水系分明。由于山区高差较大，加之陡峻的山坡和曲折幽深的河谷，形成了错综复杂的地形，这就使得公路路线弯急、坡陡、线形很差，给工程带来困难。但另一方面清晰的山脉水系也给山区公路走向提供了依据。因此，在选线中摸清山脉水系的走向和变化规律，对于正确确定路线的基本走向，选择大的控制点是十分重要的。
⑵石多、土薄、地质复杂。由于山区的地质层理和地壳性质在短距离内变化很大，地质构造复杂，加之气候、水文及其他大气候因素变化急剧，引起强烈的风化、侵蚀和分割作用，不良地质现象（如岩堆、滑塌、碎落、泥石流等）较多。这些，直接影响着路线的位置和路线的稳定。因此，在山区选线工作中，认真作好地质调查，掌握区域地貌和地质情况，摸清地质不良现象的规律，处理好路线与地质的关系，并在选线设计中采取必要的防护措施，对于确保线路质量和路基稳定具有十分重要的意义。另外，山区石多土薄，给公路建设提供了丰富的石料料场。
⑶水文条件复杂。山区河流曲折迂回，河岸陡峻，比降大、水流急，一般多处于河流的发源地和上游河段；雨季暴雨集中，洪水历时短暂，猛涨猛落，流速快，流量大，冲刷和破坏力很大。这样复杂的水文条件，要求在选线中正确处理好路线和河流的关系，选择好桥位并对路基和排水构造物采取必要的加固措施，确保路基稳定。
⑷气候条件多变，变化的山区地形和地貌引起多变的气候。一般山区气温变化较大，山高雾大，空气较稀薄，气压较低。这些气象特征对于汽车行驶的效率、安全和通行性能都有很大的影响，这些在选线时应充分考虑。
2、山区公路选线的原则
由于自然条件复杂，地形变化很大，使得路线在平、纵、横三方面受到很大限制，因而技术指标一般多采用低限，在所有自然因素中，高差急变是主导因素，因此，在路线布设时，一般多以纵面线形为主安排路线，其次是横面和平面。在选线时要注意分析平、纵、横三方面因素，结合影响路线的主要自然因素，综合考虑，求得协调合理。
选线时要摸清山脉水系的走向和变化规律，使各种地形对路线的影响有一个清晰的概念，还要根据工程量大小、技术指标等因素，在保证行车安全、舒适、快速的前提下，选出工程量小、造价低，运营费用少，效益好，并有利于施工和养护的最佳路线。
3、公路的平面线形设计
3．1 直线
由于长直线的安全性差，一些国家对直线的最大长度作了规定，我国目前尚无统一的规定。总的原则是：公路线形应与地形相适应，与景观相协调，直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调的缺陷，应结合具体情况采取相应的技术措施。
对于山区道路，受地形限制直线的长度不会过长，常常受限的是直线的最小长度。对于同向曲线间的直线最小长度以不小于行车速度的6倍为宜；对于反向曲线间的直线最小长度以不小于行车速度的2倍为宜。特别困难的山岭区三、四级公路设置超高时，中间直线长度不得小于15m。
3．2 平曲线
平曲线由圆曲线和缓和曲线组成，平曲线最小长度按6秒行程长度为指标。圆曲线半径一般情况下宜采用极限最小半径的4～8倍或超高为2%～4%的圆曲线半径；在地形条件受限时，应采用大于或接近于一般最小半径的圆曲线半径；特别困难不得已时，方可采用极限最小半径，设置圆曲线时，应同相衔接路段的平、纵线形要素相协调，使之构成连续、均衡的曲线线形，并避免小半径圆曲线与陡坡相重合的线形。
缓和曲线-圆曲线-缓和曲线的长度以大致接近为宜，两个回旋线的参数值（A）亦可以根据地形条件设计成非对称的曲线，但两参数值之比不应大于2。设计中，一般当半径(R)接近100m时，取A等于R；当R小于100m时，取A等于或大于R。当R较大或接近3000m时，取A等于R/3，若R大于3000m時，则取R小于R/3。
4、公路的纵面线形设计
4．1 纵坡设计
纵坡设计必须符合《标准》和《公路路线设计规范》关于纵坡的有关规定。设计中应避免采用最大纵坡值和不同纵坡最大坡长值，只有在为争取高度利于有利地形，或避开工程艰巨地段等不得已时，方可采用。山区地形的沿河线，应尽量采用平缓的纵坡，坡度不宜大于6%；越岭线的纵坡应力求均匀，应尽量不采用极限或接近极限的坡度，更不宜连续采用极限长度的陡坡夹短距离缓坡的纵坡线形，越岭展线不应设置反坡。为保证路基稳定，应尽量减少深路堑和高填方，在设计中应重视纵、横向填挖的调配利用，争取填挖平衡，尽量利用挖方就近作为填方，以减少借方和废方，降低工程造价。
纵面线形应与地形相适应，设计成视觉连续、平顺而圆滑的线形，并重视平纵面线形的组合。短距离内要避免线形起伏过于频繁，由于纵面线形连续起伏，使视线中断，视觉不良；避免能看得见近处和远处而看不见中间的凹陷路段，由于线形凹陷，出现隐蔽路段，使驾驶员视觉不适，产生莫测感，影响行车速度和安全；在较长的连续陡坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近顶部的纵坡放缓些；应注意与平面线形的配合。
4.2竖曲线设计
竖曲线是否平顺，在视觉上是否良好，往往是构成纵面线形优劣的主要因素，在不过分增加工程量的情况下，设计时宜选用较大的半径。同向竖曲线应避免“断背曲线”；反向竖曲线间最好设置一段直坡段，直坡段的长度应能保证汽车以设计车速行驶3秒的行程时间，以使汽车从失重（或增重）过渡到增重（或失重）有一个缓和段，如条件限制也可互相连接或插入短的直坡段。
在竖曲线设计时既要保证竖曲线有足够大的半径，还要保证有足够的长度。在坡度角较小时，即使采用较大的竖曲线半径，竖曲线长度也很短，这样容易使驾驶员产生急促的变坡感觉；同时，竖曲线长度过短，易对行车造成冲击。按照安全操作的需要，竖曲线最小长度必须有3 秒的行程时间。
5、公路线形设计中的注意事项：
(1)平曲线和竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。平曲线和竖曲线重合的公路线形，具有良好的视线诱导性，看起来平顺优美。否则，平曲线和竖曲线的相位错开，不仅驾驶员的视线得不到诱导，而且会出现线形扭曲和排水困难的缺点。
(2)平曲线和竖曲线大小应保持均衡。平曲线和竖曲线，一方大而缓，另一方就不能小而急，必须要保持均衡。如果两者不均衡，不仅会造成工程上的浪费，而且会使一个竖曲线中包含两个以上平曲线，或一个平曲线中包含两个以上竖曲线，使线形失去了视觉平衡。根据经验，平曲线半径小于1000m时，竖曲线半径为平曲线半径的10～20倍时，便可达到均衡的目的。
(3)不得在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部插入小半径平曲线。因为前种情况没有视线诱导，特别是在高填方路段，驾驶员好象在空中行车，会有不安全感，而且接近顶点才知道有变坡点，方向操纵易发生失误。对于后种情况，在凹形竖曲线的底部有变坡点，会造成排水不畅，而且在变坡点前后，线形是扭曲的，会使驾驶员产生坡度错觉，盲目加速，导致事故。
6、结束语
公路线形设计是公路建设之本，在路线设计中技术指标运用要灵活，在符合设计标准的前提下，做到线形均衡、连续，保证行驶的可预见性。认真分析和研究各种影响路线设计的制约因素，不仅是保证公路建设实用性和合理性的前提条件，而且也为推动地方经济建设和生态保护提供重要支撑。山区公路的建设，应认真贯彻落实川九公路的“安全、舒适、环保、示范”理念，使公路与自然环境和社会环境和谐一致。
参考文献：
[1]周亦唐，张维全，李松青.道路勘测设计[M].重庆:重庆大学出版社,2005.
[2]陈光林.山区公路路线设计应注意的几个问题[J].公路交通技术,2004,(3):4-5.
[3]徐艳海,郭丰振.山区公路路线设计经验[J].黑龙江交通科技,2010,(9),82 -83.
[4]《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）
【关键词】: 低等级公路 路线设计探讨
中图分类号：U412.36 文献标识码：A
攀西地区是“攀枝花”、“西昌”两地名的合称，位于四川省西南部，海拔600-5900m，其地形复杂，地势西北部高，东南部低，境内高山耸立，河谷深切，山谷相间，安宁河、雅砻江流经境内。在地质构造上属华力西-印支期古裂谷带（即攀西裂谷）和凉山褶皱带。受地形、地貌及地质条件的限制，攀西地区地方公路或支线公路的等级一般定为设计速度40km/h以下的三、四级公路居多。
近些年，攀西地区低等级公路建设项目较多，具有一定山区公路的代表性，笔者根据近年参与的攀西地区低等级公路建设项目设计中的一些经验，进一步探讨该地区低等级公路路线设计的一些方法及体会。
1、攀西地区自然特征
⑴山高谷深，地形复杂，山脉水系分明。由于山区高差较大，加之陡峻的山坡和曲折幽深的河谷，形成了错综复杂的地形，这就使得公路路线弯急、坡陡、线形很差，给工程带来困难。但另一方面清晰的山脉水系也给山区公路走向提供了依据。因此，在选线中摸清山脉水系的走向和变化规律，对于正确确定路线的基本走向，选择大的控制点是十分重要的。
⑵石多、土薄、地质复杂。由于山区的地质层理和地壳性质在短距离内变化很大，地质构造复杂，加之气候、水文及其他大气候因素变化急剧，引起强烈的风化、侵蚀和分割作用，不良地质现象（如岩堆、滑塌、碎落、泥石流等）较多。这些，直接影响着路线的位置和路线的稳定。因此，在山区选线工作中，认真作好地质调查，掌握区域地貌和地质情况，摸清地质不良现象的规律，处理好路线与地质的关系，并在选线设计中采取必要的防护措施，对于确保线路质量和路基稳定具有十分重要的意义。另外，山区石多土薄，给公路建设提供了丰富的石料料场。
⑶水文条件复杂。山区河流曲折迂回，河岸陡峻，比降大、水流急，一般多处于河流的发源地和上游河段；雨季暴雨集中，洪水历时短暂，猛涨猛落，流速快，流量大，冲刷和破坏力很大。这样复杂的水文条件，要求在选线中正确处理好路线和河流的关系，选择好桥位并对路基和排水构造物采取必要的加固措施，确保路基稳定。
⑷气候条件多变，变化的山区地形和地貌引起多变的气候。一般山区气温变化较大，山高雾大，空气较稀薄，气压较低。这些气象特征对于汽车行驶的效率、安全和通行性能都有很大的影响，这些在选线时应充分考虑。
2、山区公路选线的原则
由于自然条件复杂，地形变化很大，使得路线在平、纵、横三方面受到很大限制，因而技术指标一般多采用低限，在所有自然因素中，高差急变是主导因素，因此，在路线布设时，一般多以纵面线形为主安排路线，其次是横面和平面。在选线时要注意分析平、纵、横三方面因素，结合影响路线的主要自然因素，综合考虑，求得协调合理。
选线时要摸清山脉水系的走向和变化规律，使各种地形对路线的影响有一个清晰的概念，还要根据工程量大小、技术指标等因素，在保证行车安全、舒适、快速的前提下，选出工程量小、造价低，运营费用少，效益好，并有利于施工和养护的最佳路线。
3、公路的平面线形设计
3．1 直线
由于长直线的安全性差，一些国家对直线的最大长度作了规定，我国目前尚无统一的规定。总的原则是：公路线形应与地形相适应，与景观相协调，直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调的缺陷，应结合具体情况采取相应的技术措施。
对于山区道路，受地形限制直线的长度不会过长，常常受限的是直线的最小长度。对于同向曲线间的直线最小长度以不小于行车速度的6倍为宜；对于反向曲线间的直线最小长度以不小于行车速度的2倍为宜。特别困难的山岭区三、四级公路设置超高时，中间直线长度不得小于15m。
3．2 平曲线
平曲线由圆曲线和缓和曲线组成，平曲线最小长度按6秒行程长度为指标。圆曲线半径一般情况下宜采用极限最小半径的4～8倍或超高为2%～4%的圆曲线半径；在地形条件受限时，应采用大于或接近于一般最小半径的圆曲线半径；特别困难不得已时，方可采用极限最小半径，设置圆曲线时，应同相衔接路段的平、纵线形要素相协调，使之构成连续、均衡的曲线线形，并避免小半径圆曲线与陡坡相重合的线形。
缓和曲线-圆曲线-缓和曲线的长度以大致接近为宜，两个回旋线的参数值（A）亦可以根据地形条件设计成非对称的曲线，但两参数值之比不应大于2。设计中，一般当半径(R)接近100m时，取A等于R；当R小于100m时，取A等于或大于R。当R较大或接近3000m时，取A等于R/3，若R大于3000m時，则取R小于R/3。
4、公路的纵面线形设计
4．1 纵坡设计
纵坡设计必须符合《标准》和《公路路线设计规范》关于纵坡的有关规定。设计中应避免采用最大纵坡值和不同纵坡最大坡长值，只有在为争取高度利于有利地形，或避开工程艰巨地段等不得已时，方可采用。山区地形的沿河线，应尽量采用平缓的纵坡，坡度不宜大于6%；越岭线的纵坡应力求均匀，应尽量不采用极限或接近极限的坡度，更不宜连续采用极限长度的陡坡夹短距离缓坡的纵坡线形，越岭展线不应设置反坡。为保证路基稳定，应尽量减少深路堑和高填方，在设计中应重视纵、横向填挖的调配利用，争取填挖平衡，尽量利用挖方就近作为填方，以减少借方和废方，降低工程造价。
纵面线形应与地形相适应，设计成视觉连续、平顺而圆滑的线形，并重视平纵面线形的组合。短距离内要避免线形起伏过于频繁，由于纵面线形连续起伏，使视线中断，视觉不良；避免能看得见近处和远处而看不见中间的凹陷路段，由于线形凹陷，出现隐蔽路段，使驾驶员视觉不适，产生莫测感，影响行车速度和安全；在较长的连续陡坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近顶部的纵坡放缓些；应注意与平面线形的配合。
4.2竖曲线设计
竖曲线是否平顺，在视觉上是否良好，往往是构成纵面线形优劣的主要因素，在不过分增加工程量的情况下，设计时宜选用较大的半径。同向竖曲线应避免“断背曲线”；反向竖曲线间最好设置一段直坡段，直坡段的长度应能保证汽车以设计车速行驶3秒的行程时间，以使汽车从失重（或增重）过渡到增重（或失重）有一个缓和段，如条件限制也可互相连接或插入短的直坡段。
在竖曲线设计时既要保证竖曲线有足够大的半径，还要保证有足够的长度。在坡度角较小时，即使采用较大的竖曲线半径，竖曲线长度也很短，这样容易使驾驶员产生急促的变坡感觉；同时，竖曲线长度过短，易对行车造成冲击。按照安全操作的需要，竖曲线最小长度必须有3 秒的行程时间。
5、公路线形设计中的注意事项：
(1)平曲线和竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。平曲线和竖曲线重合的公路线形，具有良好的视线诱导性，看起来平顺优美。否则，平曲线和竖曲线的相位错开，不仅驾驶员的视线得不到诱导，而且会出现线形扭曲和排水困难的缺点。
(2)平曲线和竖曲线大小应保持均衡。平曲线和竖曲线，一方大而缓，另一方就不能小而急，必须要保持均衡。如果两者不均衡，不仅会造成工程上的浪费，而且会使一个竖曲线中包含两个以上平曲线，或一个平曲线中包含两个以上竖曲线，使线形失去了视觉平衡。根据经验，平曲线半径小于1000m时，竖曲线半径为平曲线半径的10～20倍时，便可达到均衡的目的。
(3)不得在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部插入小半径平曲线。因为前种情况没有视线诱导，特别是在高填方路段，驾驶员好象在空中行车，会有不安全感，而且接近顶点才知道有变坡点，方向操纵易发生失误。对于后种情况，在凹形竖曲线的底部有变坡点，会造成排水不畅，而且在变坡点前后，线形是扭曲的，会使驾驶员产生坡度错觉，盲目加速，导致事故。
6、结束语
公路线形设计是公路建设之本，在路线设计中技术指标运用要灵活，在符合设计标准的前提下，做到线形均衡、连续，保证行驶的可预见性。认真分析和研究各种影响路线设计的制约因素，不仅是保证公路建设实用性和合理性的前提条件，而且也为推动地方经济建设和生态保护提供重要支撑。山区公路的建设，应认真贯彻落实川九公路的“安全、舒适、环保、示范”理念，使公路与自然环境和社会环境和谐一致。
参考文献：
[1]周亦唐，张维全，李松青.道路勘测设计[M].重庆:重庆大学出版社,2005.
[2]陈光林.山区公路路线设计应注意的几个问题[J].公路交通技术,2004,(3):4-5.
[3]徐艳海,郭丰振.山区公路路线设计经验[J].黑龙江交通科技,2010,(9),82 -83.
[4]《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）