试析公路路线选线原则及设计要点 黄开平

发表时间:2020/6/2   来源:《基层建设》2020年第4期   作者:黄开平
[导读] 摘要:本文以公路工程项目为例,基于工程特点,对公路路线选线原则及设计要点进行分析,主要涉及内容包括纵面线形设计、平面线形设计、横断面设计等设计要点,希望为相关行业提供借鉴。
        云南皓泰公路勘察设计有限公司  云南省昆明市  650000 
        摘要:本文以公路工程项目为例,基于工程特点,对公路路线选线原则及设计要点进行分析,主要涉及内容包括纵面线形设计、平面线形设计、横断面设计等设计要点,希望为相关行业提供借鉴。
        关键词:公路路线;环境保护;土地资源
        引言
        公路工程项目位于我国南方某省区,其走向为东北走向,平均海拔相对较高,大约为1200m。其地势呈现出南低北高的特点。而本项目所处区域地形开阔程度较高,自然坡降低于3%。公路路线沿岸存在农田和住宅。经实地勘察后得知,该地区具有简单的地貌,施工条件优秀,适合作为公路路线的建设区域。
        一、公路路线选取原则及影响
        (一)选取原则
        本项目在选线过程中遵循了选线原则,在进行路线选取时尽量规避环境敏感点,这里所说的环境敏感点是指公益林、敏感水体等等,但在特殊因素的影响下,在实际选线时可能会无法规避,针对这种情况,需采取保护措施。据了解得知,本项目工程的水源地有2个,但与工程之间的距离较远,故在施工阶段,水源地对工程项目所造成的影响可以忽略不计。但水源地周边区域均属于环境敏感点,项目设计方案中要求施工单位重视保护,需要采取保护措施,以实现环保水环境的目的。
        其次,公路项目还存在声环境敏感点,比如:住宅区、学校和企业等等,在进行路线选择阶段,需要对这些区域进行避让,以保证居民的生活质量。
        最后,考虑到项目所在地两侧耕地和草场面积较大,在选择路线时尽量以贫瘠的土地为主,尽量避开林地,如果无法避开,应选择植被稀疏区域,以保证工程建设的生态效益。
        通过上述分析可知,设计施工单位在选取公路路线时,充分遵循了安全性、环保性、效益性、最优性、耕地保护等方面的原则。
        (二)沿线环境对项目的影响
        本工程项目沿线多为耕地、草场和林地,在设计过程中充分遵循原则,对耕地、草场利用情况加以分析,通过对地形和技术的有效运用,节省土地资源。需穿越农田的道路,应该使路基高度下降,以减少耕地的占用量,为居民出行创造有利的条件。
        此外,考虑到本项目所处区域较为干旱,年平均降水量低于全国平均标准,且存在严重的土地盐渍化现象,在这些土地上施工,会导致工程质量受到影响,具体表现为路基路面膨胀、路基开裂、混凝土被侵蚀等等。与此同时,本文研究路线位于下坡地带,地势较为低洼,雨水大量集中,故拥有非常高的地下水位,但由于蒸发量远远超过降雨量,故土壤中的可溶性盐会在地表凝聚,在雨水频繁的季节,雨水容易在地表形成径流,并将地表盐溶解,含盐量非常高,在流动速度下降时,径流在极短的时间内就会完全蒸发,而盐分会在土壤浅层中大量留存,这是导致当地盐渍土现象严重的主要原因。实验结果表明,工程所在地的盐渍土,其组成为亚硫酸盐、硫酸盐、亚氯盐和含氯盐[1]。
        二、公路路线设计要点和布置实施
        (一)设计要点
        1.纵面线形设计
        在设计路线纵面的过程中,需要对工程所在区域的各项条件进行考虑,为提高车辆运行的稳定性,使纵坡平顺性提升尤为关键,由于本工程所在区域坡度起伏较小,故无需进行过多的处理。与此同时,还要将《公路路线设计规范》中的技术标准作为依据,对公路坡长和纵坡进行处理,使其符合技术标准。在进行道路纵面设计时,应增强设计线、平面线与周边环境的协调程度,缓解驾驶人员的疲劳感,避免其因为疲劳而视线模糊,以促进驾驶安全性的提升。试验结果表明,道路纵坡和坡度和长度与车辆行驶稳定性息息相关,二者呈正向关联。比如:坡度越大,车辆在上行时需克服的阻力就越大,车速也会因此而下降,一旦距离超出汽车发动机的承载能力,车辆可能会熄火,不利于车辆的安全。而下坡过程中,车辆会受到重力加速和惯性作用的影响,其速度表现出不断增加的趋势,如果坡度过长,会导致车辆刹车功能失灵,继而引发安全事故。有鉴于此,本工程在路线设计和规划过程中应着重考虑纵面线形设计,以降低安全事故发生的概率。


        2.平面线形设计
        在我国公路平面线形设计中常用的线形为直线、圆曲线和曲线。在实际选择时,可以选择一种或多种组合,如果选择多种组合,应关注以下方面的事项:
        (1)圆曲线是平曲线的重要内容,其优势为便于操作、外形美观以及良好的可循环性,可以适用于多种地形,因此被广泛应用到公路工程领域。在曲线上运行的车辆,必然会受到离心力的影响,其稳定性会下降。通常情况下,离心力大小与曲线半径息息相关,二者为反比关系,简言之,曲线半径越小离心力越大,想要对离心力进行控制,需要将曲线半径作为切入点,依据设计规范,在符合标准的基础上,使曲线半径增加,这是保证路线设计合理性的有效举措[2]。
        (2)直线在公路工程线形设计中的应用最为普遍,究其原因,主要是直线可以用最短的距离连接两个点。如果具备应用直线的条件,则推荐使用这一线形。值得注意的是,直线设计过程中尽量避开陡坡,合理分配直线和曲线间的比例,通过两种线形的组合应用,提高路线设计的有效性。
        3.横断面设计
        横断面设计与平面和纵面相比,对交通安全的影响相对较低,但如果设计效果不佳,同样会导致诸多问题的出现,故建议单位重视横断面的设计。
        4.平纵面组合设计
        视觉自然诱导是导致交通事故频繁出现的原因之一,对设计施工单位提出了要求,其在设计过程中如果选择平纵面组合设计的方式,需要对设计要点进行把控,以此来降低交通事故发生的概率。其设计要点如下所述:
        (1)较长平曲线仅能包含少量的竖曲线,并且长度较小的平曲线不能与竖曲线相结合;
        (2)保证视觉连续性,可以对驾驶人员的视线进行自然诱导;
        (3)遵循设计规范,确保线形设计能够满足驾驶人员心理和视觉的双重需求;
        (4)做好合成坡度的选择,保证车辆行驶的安全性;
        (5)基于工程所在地的实际情况,遵循环境保护的设计原则,尽量控制公路工程施工对生态环境的影响。以上述工程为例,该工程基于设计要点,在进行公路路线设计过程中,以路线整体协调作为出发点,满足了断面合理、纵坡较小、平面平顺、环境保护和充分利用现有条件等要求,使公路路线设计更具效果。
        (二)布置实施
        基于地质勘察结果,公路设计院认为走廊带比较适合该区域公路项目的施工建设。因此,将《工可报告》中的走廊路线布设方式作为了首选,通过查阅资料得知,公路路线的长度为1.8km,在原有公路保持不变的前提下,重新布置路线和新选路基。
        在原有高速公路的基础上选择合适的位置,穿越敏感地带,然后以南向为路线的布置方向,在与公路相交后进行平面交叉的设置。然后向西延伸,在延伸过程中,应避开市政设施。路线终点与旅游基地进场道路相连,而接线位置与旅游基地之间的距离为1000m。但在模拟实施中发现,这个公路路线因为与高速公路相交叉,存在视野盲区,与有关标准不符,如果驾驶人员注意力不集中,很容易引发安全事故。在经过一系列的讨论后,决定对交叉处的公路进行优化,通过十字形渠化平交的设置,使视野不足的问题得到解决。依据有关标准,在设计施工阶段,需要将其视为Ⅰ级公路。为此,在公路路线设计阶段,应遵循设计要点。
        三、结语
        综上所述,在新时期背景下,国家对于公路工程等基础设施的建设十分重视,而公路路线选择作为公路工程建设的前提条件,也备受关注。某公路工程在公路选线过程中遵循了安全性、环保性、效益性的原则,同时注重设计要点的把控,最终取得了良好的效益。
        参考文献
        [1]宋家绅.公路路线选线原则及设计要点分析[J].工程建设与设计,2020(06):73-74.
        [2]翟开.基于环境选线原则的高速公路路线设计方法[J].交通世界,2019(19):77-78.
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