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摘要:随着社会的发展与进步,重视山区公路路线设计对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍山区公路路线设计的有关内容。
关键词山区公路;路线;选择;设计;原则;
中图分类号:U418.7文献标识码: A 文章编号:
引言
山区公路路线设计制约着山区公路自身功能的发挥,并关系着山区公路在公路交通系统中的作用。由于山区公路工程施工受山区复杂的地质环境、气候条件等自然条件影响,好的路线设计可以有效的提高山区公路的施工质量,降低工程的耗费,并保护了公路附近的山区环境。随着政府和人民群众对环保问题的逐渐关注和重视,山区公路的路线设计也要加大对环保问题的重视,在山区公路的整个施工过程尽量不破坏原有的生态环境,这要求路线设计要在保障科学、安全的同时,注重环境保护的问题,促进山区公路经济效益、社会效益和环境效益的和谐统一。
一、山区公路路线设计的特点
影响道路的自然因素主要有地形、气候、水文、水文地质、地质、土壤及植物覆盖等。地形决定了选线条件,并在很大程度上影响公路的技术标准。山区公路选线的特点是山高谷深,高差大,地形、地质复杂,工程艰巨,可比选方案多。在地形方面,路线平、纵、横三个方面均受到约束;在地质方面,山区土层薄、岩层厚,岩层产状和地质构造变化复杂,对线位布设影响大;在气候方面,山区暴雨多、山洪急,溪流水位变化幅度大。同时山区由于山脉在地形上较有规律,山脉水系清晰,线路走向不是顺山沿水,就是越岭穿脊。因此,在山区如何善于利用地形布线是其路线设计的关键。
二、山区公路选线的原则
山区改建公路选线除应遵守道路选线的一般原则外,还要根据工程量大小、技术指标提高程度等因素,实行充分利用与积极改造相结合的原则。当工程量增加不大却能显著提高技术指标时,应以改造为主;当改造提高技术指标有限却会显著增加工程量时,应以利用为主;当沿旧路无法达到技术指标要求时或即使达到但指标较低且工程量较大时,应根据实际地形、 地物、地质等条件设计新方案。在改造过程中,既要防止忽视标准过分迁就现有公路,又要避免片面追求过高标准,大量废弃原有公路,而应综合考虑,合理掌握线形指标,忌“左” 防“右”,做到经济合理。如图1所示为某山区规划路线设计图。
图1 某山区规划路线设计图
三、山区公路线形设计标准的定位
对山区公路线形设计标准定位的高低,直接影响到道路各种构筑物的设计、周围环境以及工程总投资。由于山区公路的山高谷深,高差大,地形、地质复杂等特点,具体路线设计时,需认真分析具体道路的交通流量、道路在路网中的地位与作用和改扩建预留条件,并且结合实际地形、地质条件,充分把握好设计道路的线形设计标准。
1.当设计年限内远景交通量达到或接近本级公路下限时,宜根据地形选择道路平、纵线形指标,不宜强求采用本级公路上限标准,不能为了一味追求较高的线形指标而增加工程数量,造成不必要的投资增大和环境破坏。
2.设计交通量在道路等级适应交通量上限附近的重要干线公路,线形指标宜高不宜低。在工程量增加不多的情况下,线形指标可按提高一级设计速度来掌握。将来随着交通量增长需要进行道路的改扩建时,可以将其用作高等级公路的半幅路基,这样可以降低重复修建的费用及改造难度。
3.为了在安全前提下保证行驶速度的一致性,设计时在一定路段内应注意所采用线形指标的均衡性和一致性,避免平面指标的突变。但有时为了因地制宜,减少工程量,节约投资,综合考虑地形、交通量中车型构成和道路所处环境等不同要求可以分段选择不同的线形标准,但不同标准设计段之间需有相应的过渡段,同一标准的路段应集中设置。
四、山区公路路线设计要点
我国的地理位置处在亚欧大陆和太平洋的交界处,山区面积很大。山区公路的铺设有助于调动当地经济,然而山区公路的路线选择由于其自身的特殊性,在具体的路线设计时,需要注意以下几个方面的问题:
1、路线的选择需要避开复杂的岩层结构
我国的公路施工技术有限,为了保障山区公路的施工质量和建成后的运营质量,需要避开复杂的岩层结构。山区的地质结构十分复杂,对公路的施工提出了极高的要求,尤其是山区的岩层结构有着复杂的构造特点,难以摸清其结构特点来保障施工质量,所以山区公路的路线应尽量避开。如果必须经过岩层结构时要注意不要将路线直接选在岩层上,一方面是在岩层结构上建设的公路路面不是很平整,公路的交通安全不能得到保障;另一方面在岩层结构上进行公路施工时,爆破等施工技术可能会对岩层结构造成破坏。另外岩层结构存在着不稳定性,也要避免在岩层结构下建设公路,以避免建成后容易引发各种地质灾害。在公路的路线设计时需要路线设计人员尽量减少在岩层结构上的公路路段长度,以降低施工难度,保障公路的质量。
2、路线设计要注意对环境的保护
山区公路要经过山区的很多密林、河流等自然生态容易遭到破坏的地区,需要重视对山区环境的保护。由于很多公路经过的地方属于深山,当地的自然生态平衡体系比较脆弱,不仅比较容易受到外力破坏,而且一旦破坏后也很难恢复,山区内存在着很多的野生动植物,在山区公路的路线设计和施工时在重视对山体、河流等进行保护的同时还要注重对野生动植物的保护。这样不仅能够保护整个山区的生态环境,还可以有效的保护公路顺利的建成和运营。山区公路虽然有助于当地经济发展,但对于当地的生态环境而言却是外来者和入侵者,公路的建设势必会对当地的山林造成一定的破坏,对当地野生动物的繁衍生息造成一定的影响,公路通车后更可能会使得很多野生动物迁离这片地区。因而在山区公路的路线设计时,需要对山区的整体生态环境进行全面、细致的考察和研究工作,需要针对具体情况采取一定的生态设计,以确定施工中和建成后的环境保护得到落实。比如在野生动物迁徙的路线建立生态通道,在公路沿线设置绿化带等必要的设施,对生态十分脆弱的地区采取架高设置等等措施来保护当地的环境。路线设计需要通过采取各种积极有效的措施来将公路和谐的纳入当地的生态环境,使得公路成为有益于自然生态环境的组成部分,进而帮助维持当地生态环境的平衡。
3、路线设计要注意河谷地带的路线选择
在河谷地带,公路路线设计需要让公路路线距离河流和山体一定距离。由于河谷地带的山体风化严重,河水的流量也可能起伏性很大,距离山体过近时建成的公路在雨季可能被泥石流破坏,距离河流过近时在雨季可能被山洪破坏,在旱季可能受到河床干裂的影响。因而公路的路线需要距离山体、河流一定的安全距离,对山体有悬石的地方采用隔离网或隔离墙来防范落石,对其他存在安全隐患的地方也采取相应的安全措施。路线设计要注意分析河流不同季节的水位情况来确保公路高于河流的水位线,另外公路的坡度要合理,避免在空气湿度大的环境下过大的坡度由于道路湿滑而造成交通事故。
4、S型曲线及C型曲线的超高过渡
由于地形的限制,在不得已的情況下,会出现S型曲线或C型曲线。由于山区公路缓和曲线长度一般较小,对这两种线型的曲线超高过渡,为使路容和排水上更为有利,不能采用单曲线的处理办法来处理,需要对基本设计加以修正。目前,路线设计多采用路线CAD辅助设计,而很多路线CAD程序是未考虑这种修正的,因此,设计者必须注意对这两种曲线超高过渡设计的修正。
5、S型曲线及C型曲线的加宽过渡
当构成S型或C型曲线的两曲线均需进行加宽时,由于加宽分别设置在曲线的内侧,为了路容美观舒顺,一般对加宽的过渡也需对基本设计加以修正。为了不至于造成工程数量有较多的增加,一般可采用下述方法修正:
对于S型曲线,加宽从一曲线的缓圆点(或圆缓点)开始,过渡到另一个曲线的超高值等于路拱横坡的断面上,也就是说,对于由A、B两曲线构成的S型曲线,A(B)曲线的内侧加宽渐变在A(B)曲线的缓圆点(或圆缓点)和B(A)曲线的超高值等于路拱横坡的断面之间过渡(即一个曲线的内侧加宽渐变延伸一定的长度至另一个曲线的外侧)。 对于C型曲线,由于加宽在同一侧进行,因此,其加宽过渡可以采用从一个曲线的圆缓点直接过渡至另一曲线缓圆点;也可以采用先分别按基本设计过渡,只在两曲线超高值渐变至等于路拱横坡的两断面之间,将加宽按直线比例从一个曲线向另一曲线过渡。无论采用哪种过渡方式,均能消除在曲线公切点处的内侧边线突变点,使路容得到改观。
6、山区公路的边坡治理也是需要注意的重要问题
山区公路边坡必须力求稳定,否则轻者可使行车不顺畅、不舒适,而且会降低行车速度,重者可阻塞交通,甚至断绝交通。
公路边坡常见的病害,在深路堑中因高边坡失稳而发生的滑塌或崩坍,在高路堤处因压实不足而产生的滑移与沉陷。在山区公路勘察设计时,对路基设计,尤其是在高路堤、陡坡路段和深路堑处,要不同于一般路基,应精心设计,使边坡处于安全稳定的状态。
现在治理边坡的技术较多,主要有抗滑桩和锚索加固、预应力锚索+地梁、SNS柔性防护系统、三维植被网植草防护、土工隔栅和土工布、土工模袋混凝土、夯(冲)击式压路机等方法,具体处理措施可根据具体情况选用。
7、确保使用安全。为保证公路的使用安全,除线型指标满足技术标准要求外,交通安全设施是最基本的安全保障系统,涉及标志、标线、护栏、轮廓标、防眩等设施,用于提供道路交通信息、控制车辆行使、保护人车安全、指示线性轮廓等。必须按规范设置齐全,有助于引导车辆安全行驶。另外,由于山区道路弯多、坡陡,在外侧弯道视距不满足要求时,应开辟视距台;长距离的陡坡路段,除设置交通标志外,还应设置避险车道,遇有紧急情况及时脱险,以降低事故的严重程度。
五、山区公路线路设计注意的问题
山区公路中长陡纵坡是难以避免的,这必然给行车安全带来不利的影响,尤其是面对目前屡禁不止的严重超载现实,若仅仅从交通工程方面采取措施,只能是“没有办法的办法”, 最根本的办法应该是从最基本的线形设计上采取措施。首先,连续陡坡路段平纵面线形应均衡、顺适,严禁在陡坡底设置小半径平曲线、孤立的平曲线;其次,不得在连续陡坡路段出现平、纵面的不良组合;然后,结合地形及平面、纵坡情况,选择适当的位置设置供失控车辆驶出、并安全减速的避险车道。
结束语
路线设計是一项综合性的设计工作,它涉及并影响到道路设计的各个方面。设计中应综合考虑各种影响因素,把握好最佳线形选择的科学指标,合理采用路线标准,经过反复的调整、优化平纵面线形设计及技术经济比较,客观地设计出最佳路线线形方案。
参考文献
[1]高速公路丛书编委会.高速公路环境保护与绿化[M ].北京:人民交通出版社,20011.
[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].黑龙汀交通科技,2010,( 9),82 -83.
[4]罗磊.经验谈关于山区公路路线设计[J].建材与装饰:市场营销,22010,(8),89-90.
关键词山区公路;路线;选择;设计;原则;
中图分类号:U418.7文献标识码: A 文章编号:
引言
山区公路路线设计制约着山区公路自身功能的发挥,并关系着山区公路在公路交通系统中的作用。由于山区公路工程施工受山区复杂的地质环境、气候条件等自然条件影响,好的路线设计可以有效的提高山区公路的施工质量,降低工程的耗费,并保护了公路附近的山区环境。随着政府和人民群众对环保问题的逐渐关注和重视,山区公路的路线设计也要加大对环保问题的重视,在山区公路的整个施工过程尽量不破坏原有的生态环境,这要求路线设计要在保障科学、安全的同时,注重环境保护的问题,促进山区公路经济效益、社会效益和环境效益的和谐统一。
一、山区公路路线设计的特点
影响道路的自然因素主要有地形、气候、水文、水文地质、地质、土壤及植物覆盖等。地形决定了选线条件,并在很大程度上影响公路的技术标准。山区公路选线的特点是山高谷深,高差大,地形、地质复杂,工程艰巨,可比选方案多。在地形方面,路线平、纵、横三个方面均受到约束;在地质方面,山区土层薄、岩层厚,岩层产状和地质构造变化复杂,对线位布设影响大;在气候方面,山区暴雨多、山洪急,溪流水位变化幅度大。同时山区由于山脉在地形上较有规律,山脉水系清晰,线路走向不是顺山沿水,就是越岭穿脊。因此,在山区如何善于利用地形布线是其路线设计的关键。
二、山区公路选线的原则
山区改建公路选线除应遵守道路选线的一般原则外,还要根据工程量大小、技术指标提高程度等因素,实行充分利用与积极改造相结合的原则。当工程量增加不大却能显著提高技术指标时,应以改造为主;当改造提高技术指标有限却会显著增加工程量时,应以利用为主;当沿旧路无法达到技术指标要求时或即使达到但指标较低且工程量较大时,应根据实际地形、 地物、地质等条件设计新方案。在改造过程中,既要防止忽视标准过分迁就现有公路,又要避免片面追求过高标准,大量废弃原有公路,而应综合考虑,合理掌握线形指标,忌“左” 防“右”,做到经济合理。如图1所示为某山区规划路线设计图。
图1 某山区规划路线设计图
三、山区公路线形设计标准的定位
对山区公路线形设计标准定位的高低,直接影响到道路各种构筑物的设计、周围环境以及工程总投资。由于山区公路的山高谷深,高差大,地形、地质复杂等特点,具体路线设计时,需认真分析具体道路的交通流量、道路在路网中的地位与作用和改扩建预留条件,并且结合实际地形、地质条件,充分把握好设计道路的线形设计标准。
1.当设计年限内远景交通量达到或接近本级公路下限时,宜根据地形选择道路平、纵线形指标,不宜强求采用本级公路上限标准,不能为了一味追求较高的线形指标而增加工程数量,造成不必要的投资增大和环境破坏。
2.设计交通量在道路等级适应交通量上限附近的重要干线公路,线形指标宜高不宜低。在工程量增加不多的情况下,线形指标可按提高一级设计速度来掌握。将来随着交通量增长需要进行道路的改扩建时,可以将其用作高等级公路的半幅路基,这样可以降低重复修建的费用及改造难度。
3.为了在安全前提下保证行驶速度的一致性,设计时在一定路段内应注意所采用线形指标的均衡性和一致性,避免平面指标的突变。但有时为了因地制宜,减少工程量,节约投资,综合考虑地形、交通量中车型构成和道路所处环境等不同要求可以分段选择不同的线形标准,但不同标准设计段之间需有相应的过渡段,同一标准的路段应集中设置。
四、山区公路路线设计要点
我国的地理位置处在亚欧大陆和太平洋的交界处,山区面积很大。山区公路的铺设有助于调动当地经济,然而山区公路的路线选择由于其自身的特殊性,在具体的路线设计时,需要注意以下几个方面的问题:
1、路线的选择需要避开复杂的岩层结构
我国的公路施工技术有限,为了保障山区公路的施工质量和建成后的运营质量,需要避开复杂的岩层结构。山区的地质结构十分复杂,对公路的施工提出了极高的要求,尤其是山区的岩层结构有着复杂的构造特点,难以摸清其结构特点来保障施工质量,所以山区公路的路线应尽量避开。如果必须经过岩层结构时要注意不要将路线直接选在岩层上,一方面是在岩层结构上建设的公路路面不是很平整,公路的交通安全不能得到保障;另一方面在岩层结构上进行公路施工时,爆破等施工技术可能会对岩层结构造成破坏。另外岩层结构存在着不稳定性,也要避免在岩层结构下建设公路,以避免建成后容易引发各种地质灾害。在公路的路线设计时需要路线设计人员尽量减少在岩层结构上的公路路段长度,以降低施工难度,保障公路的质量。
2、路线设计要注意对环境的保护
山区公路要经过山区的很多密林、河流等自然生态容易遭到破坏的地区,需要重视对山区环境的保护。由于很多公路经过的地方属于深山,当地的自然生态平衡体系比较脆弱,不仅比较容易受到外力破坏,而且一旦破坏后也很难恢复,山区内存在着很多的野生动植物,在山区公路的路线设计和施工时在重视对山体、河流等进行保护的同时还要注重对野生动植物的保护。这样不仅能够保护整个山区的生态环境,还可以有效的保护公路顺利的建成和运营。山区公路虽然有助于当地经济发展,但对于当地的生态环境而言却是外来者和入侵者,公路的建设势必会对当地的山林造成一定的破坏,对当地野生动物的繁衍生息造成一定的影响,公路通车后更可能会使得很多野生动物迁离这片地区。因而在山区公路的路线设计时,需要对山区的整体生态环境进行全面、细致的考察和研究工作,需要针对具体情况采取一定的生态设计,以确定施工中和建成后的环境保护得到落实。比如在野生动物迁徙的路线建立生态通道,在公路沿线设置绿化带等必要的设施,对生态十分脆弱的地区采取架高设置等等措施来保护当地的环境。路线设计需要通过采取各种积极有效的措施来将公路和谐的纳入当地的生态环境,使得公路成为有益于自然生态环境的组成部分,进而帮助维持当地生态环境的平衡。
3、路线设计要注意河谷地带的路线选择
在河谷地带,公路路线设计需要让公路路线距离河流和山体一定距离。由于河谷地带的山体风化严重,河水的流量也可能起伏性很大,距离山体过近时建成的公路在雨季可能被泥石流破坏,距离河流过近时在雨季可能被山洪破坏,在旱季可能受到河床干裂的影响。因而公路的路线需要距离山体、河流一定的安全距离,对山体有悬石的地方采用隔离网或隔离墙来防范落石,对其他存在安全隐患的地方也采取相应的安全措施。路线设计要注意分析河流不同季节的水位情况来确保公路高于河流的水位线,另外公路的坡度要合理,避免在空气湿度大的环境下过大的坡度由于道路湿滑而造成交通事故。
4、S型曲线及C型曲线的超高过渡
由于地形的限制,在不得已的情況下,会出现S型曲线或C型曲线。由于山区公路缓和曲线长度一般较小,对这两种线型的曲线超高过渡,为使路容和排水上更为有利,不能采用单曲线的处理办法来处理,需要对基本设计加以修正。目前,路线设计多采用路线CAD辅助设计,而很多路线CAD程序是未考虑这种修正的,因此,设计者必须注意对这两种曲线超高过渡设计的修正。
5、S型曲线及C型曲线的加宽过渡
当构成S型或C型曲线的两曲线均需进行加宽时,由于加宽分别设置在曲线的内侧,为了路容美观舒顺,一般对加宽的过渡也需对基本设计加以修正。为了不至于造成工程数量有较多的增加,一般可采用下述方法修正:
对于S型曲线,加宽从一曲线的缓圆点(或圆缓点)开始,过渡到另一个曲线的超高值等于路拱横坡的断面上,也就是说,对于由A、B两曲线构成的S型曲线,A(B)曲线的内侧加宽渐变在A(B)曲线的缓圆点(或圆缓点)和B(A)曲线的超高值等于路拱横坡的断面之间过渡(即一个曲线的内侧加宽渐变延伸一定的长度至另一个曲线的外侧)。 对于C型曲线,由于加宽在同一侧进行,因此,其加宽过渡可以采用从一个曲线的圆缓点直接过渡至另一曲线缓圆点;也可以采用先分别按基本设计过渡,只在两曲线超高值渐变至等于路拱横坡的两断面之间,将加宽按直线比例从一个曲线向另一曲线过渡。无论采用哪种过渡方式,均能消除在曲线公切点处的内侧边线突变点,使路容得到改观。
6、山区公路的边坡治理也是需要注意的重要问题
山区公路边坡必须力求稳定,否则轻者可使行车不顺畅、不舒适,而且会降低行车速度,重者可阻塞交通,甚至断绝交通。
公路边坡常见的病害,在深路堑中因高边坡失稳而发生的滑塌或崩坍,在高路堤处因压实不足而产生的滑移与沉陷。在山区公路勘察设计时,对路基设计,尤其是在高路堤、陡坡路段和深路堑处,要不同于一般路基,应精心设计,使边坡处于安全稳定的状态。
现在治理边坡的技术较多,主要有抗滑桩和锚索加固、预应力锚索+地梁、SNS柔性防护系统、三维植被网植草防护、土工隔栅和土工布、土工模袋混凝土、夯(冲)击式压路机等方法,具体处理措施可根据具体情况选用。
7、确保使用安全。为保证公路的使用安全,除线型指标满足技术标准要求外,交通安全设施是最基本的安全保障系统,涉及标志、标线、护栏、轮廓标、防眩等设施,用于提供道路交通信息、控制车辆行使、保护人车安全、指示线性轮廓等。必须按规范设置齐全,有助于引导车辆安全行驶。另外,由于山区道路弯多、坡陡,在外侧弯道视距不满足要求时,应开辟视距台;长距离的陡坡路段,除设置交通标志外,还应设置避险车道,遇有紧急情况及时脱险,以降低事故的严重程度。
五、山区公路线路设计注意的问题
山区公路中长陡纵坡是难以避免的,这必然给行车安全带来不利的影响,尤其是面对目前屡禁不止的严重超载现实,若仅仅从交通工程方面采取措施,只能是“没有办法的办法”, 最根本的办法应该是从最基本的线形设计上采取措施。首先,连续陡坡路段平纵面线形应均衡、顺适,严禁在陡坡底设置小半径平曲线、孤立的平曲线;其次,不得在连续陡坡路段出现平、纵面的不良组合;然后,结合地形及平面、纵坡情况,选择适当的位置设置供失控车辆驶出、并安全减速的避险车道。
结束语
路线设計是一项综合性的设计工作,它涉及并影响到道路设计的各个方面。设计中应综合考虑各种影响因素,把握好最佳线形选择的科学指标,合理采用路线标准,经过反复的调整、优化平纵面线形设计及技术经济比较,客观地设计出最佳路线线形方案。
参考文献
[1]高速公路丛书编委会.高速公路环境保护与绿化[M ].北京:人民交通出版社,20011.
[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].黑龙汀交通科技,2010,( 9),82 -83.
[4]罗磊.经验谈关于山区公路路线设计[J].建材与装饰:市场营销,22010,(8),89-90.