中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 四川成都 610000
摘要：山区地质和地形条件一般都比较复杂，且常常伴有较多的地质次生灾害，这给山区的公路修建工作带来了巨大的困难，山区低等级公路的线形设计更是难上加难。对于原有的山区公路来说，通行能力及舒适性已经无法满足现阶段的发展要求，在该情况下，对原有公路进行改扩建则成为了一项重要工作。在该项工作中，对于公路的线形设计十分关键，在本文中，将就山区低等级公路改建线形设计应用进行一定的研究。
关键词：山区；低等级公路；线形设计
在我国社会不断发展的过程中，车辆数量不断增加、地区交流愈发频繁，对于公路的要求逐渐提升。在很多山区中，原有的低等级公路已经无法满足地区的发展建设要求，在该情况下，需要能够积极做好改扩建工作。其中，线形设计是这部分公路改建当中的关键内容，需要能够做好把握。
1 山区低等级公路线形设计的原则
山区的地形和地质条件一般都比较复杂，且容易发生很多自然灾害，比如滑坡、泥石流、崩塌等等，这都会给山区的公路建设带来不利影响。我们在进行山区公路选线的时候，不可避免的会遇到填沟、切坡的工作，这都会给公路周边的生态环境和地质造成严重的破坏。如何将这些不利影响和破坏的程度降到最低，这是设计单位在进行选线的时候必须要考虑的问题。所以，在进行山区低等级公路设计的时候，需要对山区的情况进行具体的分析，尽量避免采用高填深挖的设计方案，在保护好环境的基础上，尽量减少工程量，降低工程造价，不断对线形进行优化调整。线路平面线形确定之后，进行纵断面设计时，不能过分追求坡度、坡长指标，尽量避免大挖大填，可以有效减少公路建设用地，从而有效节约土地资源、降低建设成本。在进行设计的时候，我们也要将自然条件考虑进去，根据气候的不同，要设置不同的排水系统，在对路基进行保护的时候，也要遵循大自然的规律，考虑公路建设和周边景观的相协调，尽量在原有的自然条件基础上进行保护，比如结合灌草的植物保护。同时，要灵活自然的处理边坡的设计和坡率的设计，路基的横断面设计需要和路基的地形条件、路基高度相结合，最好采用流线型的设计方式，当然，也要和周边的环境相结合，为行驶的车辆提供更多的保护措施。所以，鉴于上述山区低等级公路的建设，我们可以在线形设计上遵循以下的原则：
（1）在进行山区公路选线的时候，应尽可能地避开房屋、避免出现大挖大填的现象，将对生态环境的破坏降到最低。
（2）对于连续上下坡的处理，当坡长达到标准后，应设置小于3%的缓和坡度，以保证行车的安全性。
（3）公路横断面设计时一定要按标准设置横坡和超高，这是为了满足道路安全行车和排水的基本要求。
（4）山区低等级公路不能片面追求规范指标，在地形条件复杂等特殊困难地段，经技术论证，可适当降低技术标准，为保证行车安全性，设置必要的安全设施。
2 平面指标设计
对于公路的平面线形，在设计中需要能够同环境、景观、地形保持协调，同时在此过程中做好线形均衡性与连续性的把握，同纵面线形保持良好的配合。在实际设计当中，需要重点考虑的指标有：
2.1 直线
在具体设计中，为了保证行车安全与线形的连续性，需要将直线长度控制在一定范围以内。而对于山区低等级公路来说，在设计中要避免直线长度存在过短的情况。在设计规范中，以设计速度大小对同向、反向的圆曲线规定了最小直线长度，当具有较大设计速度时，需要更大的最小直线长度。但在规范当中，其相关规定是根据行车速度而言的，车在山区公路行驶时，所具有的设计速度较低。对于该情况，在具体最小直线长度设计中，同规定值相比则存在偏小的情况，需要作为准确交通预测供设计线性应用。
2.2 圆曲线
当公路存在转角时，即需要设置圆曲线，宜设置较大半径的圆曲线进行使用。当设计速度降低时，最小半径也将随之减小，对于最小圆曲线半径来说，是根据汽车在该曲线上能够以舒适、安全方式行驶为基础确定的。最小半径的实质，即车辆行驶在曲线部分时，所形成的离心力等横向力要控制在路面同轮胎间摩阻力的界限以内。同时，需要能够从行车安全、行车舒适角度科学确定一般值与极限值。具体来说，在山区公路改建当中，可以优先采用不设超高最小半径的方式，但也需要做好实际情况的考虑，避免出现对较大半径过于追求的情况。
2.3 回旋线
当具有不同半径圆曲线之间进行连接时，需要能够做好回旋线的设置。在现今设计软件中，也将其称之为缓和曲线。在山区公路设计中，回旋线是十分重要的线形因素，当设计车速越大时，回旋线的最小长度越大，且具有相等的数值对应情况。在高原山区公路改扩建当中，回旋线具有较多的应用，需要能够结合行车速度科学选择最小长度，同时做好圆曲线与直线的配合应用，在科学选用搭配的情况下，则能够对圆曲线半径、直线长度进行有效的缩短。
2.4 圆曲线超高
当圆曲线半径同不设超高最小半径值相比较低时，则需要在对应路段对超高进行设置，以此保证行车安全。当具有较大设计速度时，则具有较小的超高值。在山区公路改建当中，需要能够根据圆曲线半径、自然条件、行驶车速等确定圆曲线超高值，如山区在冬季存在积雪冰冻路段，则需要尽可能设置较小的超高值。
3 纵坡指标设计
3.1 纵坡
在公路设计中，在地形起伏路段，从减少工程量、更好的适应角度考虑，则需要对纵坡进行设置。在相关的规范标准当中，都根据设计速度给出了最大纵坡具体的数值，同公路通行能力与车辆的爬坡性能具有直接的联系。
在低等级公路改建时，则需要能够根据标准要求，通过设计速度进行纵坡值的研究，对于低等级、二级公路，其设计速度值在80km/h以内。
在山区地形情况下，从车辆性能角度考虑，也需要适当的增加最大纵坡极限值。在改建当中，在设置最大纵坡时，需要能够做好爬坡性能的考虑，要求上下坡的安全性与顺利性。具体来说，需要能够结合行驶速度进行统计，当路段具有车速方面的限制时，即需要对车辆性能的有利作用进行考虑，当路段具有较大纵坡数值时，需要能够做好安全设施的布置。
3.2 坡长
对于坡长限制来说，是根据8t载重车性能曲线，根据速度差与坡地入口速度确定。根据车辆运行速度同减速冲坡坡长间的关系，以及车辆上坡过程当中，同冲破试验相比略小的结果，对不同最大坡长值进行了提出。在山区低等级公路改建当中，原有公路通常具有较大的纵坡长度以及纵坡值，在实际改造中，则可以对车辆行驶性能、工程造价、路段使用情况与施工难易程度进行综合性考虑。如部分路段在行驶中，应用的为当地农机具，具有较低的运行速度，但在爬坡性能方面表现较好。或者在较小坡长时，则会在加大工程量的同时，根据安全措施需要同时满足行车、车辆爬坡安全时，则可以根据规范调整最大坡长后进行确定。
4 综合设计
除了做好上述平、纵关键指标的控制以外，做好两者的组合设计也十分关键。具体来说，需要能够对行车的经济、安全与舒适性进行考虑，保证立体线形具有美观、连续与圆滑的特点，较好的达到改造升级目标。在具体组合设计当中，要做好以下方面的控制：第一，在线形设计中，需要能够在视觉上对驾驶员视线线形进行自然的诱导，保证行车视觉。保证平、纵线形具有均衡的特点，在对工程造价降低的基础上，保证线形具有连续、均衡的特点；第二，在避免对路面排水产生影响的同时，需要对不会行车过大合成纵坡的线形组合进行选择。在条件允许时，要保证合成纵坡在8%以内，以此保证行车安全；第三，使竖曲线处于平曲线当中，同竖曲线相比，平曲线稍长。同时，要避免出现竖曲线的顶、底部插入小半径的平曲线的情况；第四，对于不同公路项目来说，都具有独一无二的特点，在环境特征、地理位置上都具有唯一性。对于公路的改建设计来说，则需要能够在满足安全性、通行标准需求的基础上，在积极围绕周边人文环境、自然条件的基础上寻找解决方案，保证设计中具有融合灵活的特点，在积极强调环境同线形协调的情况下，最大程度降低对环境的影响。
5 结束语
在山区低等级公路改建工作当中，对于线形标准的选用具有关键的意义。在实际改建工作进行中，则需要能够充分联系已有公路与相关技术要求做好线形指标的合理选用，同时对相关规范加强把握，更好的满足公路运行需求。可以说，山区低等级公路线形设计工作是一项比较复杂又繁琐的工作，它需要考虑多方面的因素，从而使得公路的线形设计能够更加科学、合理。所以，我们一定要不断优化山区低等级公路线形设计的方法，实现道路建设和生态环境的相协调，不断提高公路的设计质量，有效保证行车的安全性和舒适性。
参考文献：
[1]王强.改扩建公路路线的设计要点研究[J].交通世界，2018（15）：124-125.
[2]罗栋升.浅谈山区公路改扩建路线设计要点[J].四川水泥，2018（01）：53.