茂名市交通设计院有限公司 广东茂名 525000
摘要:随着时代的发展和建设理念的革新,山区公路路线设计的优化,已经进入到正确的轨道,并且在很多问题的持续性解决上,能够采取科学的思路来完善,各项工作的综合弥补过程中,告别了传统的措施和方法,全局工作的进行能够得到较多的支持与肯定。但是,山区公路路线设计的意识不能放松,每一个区域的项目设计,应按照个性化的思路、方法来完善,所有的工作实施都要给出足够的依据,对各方面的工作安排不断的调整,促使整体上的发展拥有更大的进步空间。
关键词:山区公路;特点;影响因素;路线设计
一、山区公路路线设计的重要作用
相较于其他公路的路线设计,山区公路的路线设计更容易受到地质地形、水文以及气候等自然因素的影响。从一定的角度来看,在山区公路的路线设计中最重要的因素即是山区的自然条件。由于山区的地质条件往往都是十分复杂、恶劣的,导致山区公路的建设施工难度很大。山区公路的路线选择在各个方面均会受到实际环境的影响,例如,地质方面的地质构造以及土质构成等、气候方面的泥石流以及降雨等,这些因素都制约着山区公路的路线选择。此外,山区的山脉走向一般具备着一定的规律,使得山区公路的路线选择通常以山脉走向为基准,特殊情况需要进行隧道工程作业。因此,山区公路的路线选择对于山区公路的建设施工有着十分重要的作用。
二、山区公路路线的设计原则
公路运输行业是运用范围最广的运输方式,人们的出行及货物的运输都需要以公路作为介质。公路运输与其他运输方式不同,公路的建设点一般选定在人员密集处,并可能为附近居民的经济及四周环境带来较大的影响。因此,对公路的资金投入力度较大,对公路的工程设施建设监督也较为严格。而又因原有公路在建设时,涉及的技术难点较多、公路建设范围较广,所以在对公路进行整改时较为困难。为保证公路计划能够稳步进行,相关人员必须在计划实施之前就将公路曲线掌握透彻,这样才能在后期进行整改时,将平面线调整得更加灵活,使设计出的公路更符合实际路面情况,从而确保最后设计出的公路标准与预期设定的公路标准相差值较小,也更贴合行业内部设定的公路整改标准。
山区路线设计以公路的平纵横指标为参考原则,一般来说,这也是划分公路等级的具体手段。然而,从现阶段的形式上看,山区公路工程的初始工程施工步骤最为复杂,涉及的技术层面较深,而改建后的山区公路路面若想提高自身的等级配置,就不能全权依托初始公路的各项指标,其需要另辟蹊径,找到更为精确的数据做参考。例如,从路线的走廊带情况来看,公路设计者应该以新的路线走廊带作为参考,这是因为初始路线的走廊带不符合现阶段公路的设计要求,改路线过于复杂,面对工程量巨大的两侧加宽工作,施工团队会损耗更多的人力物力,这种施工方式得不偿失。
三、山区公路平、纵、横设计
3.1山区公路路线的平面设计
1)对曲线长度进行缓和设计
在山区进行公路建设时,由于山区地形变化大,而且非常复杂,特别是路线弯曲度往往比其他地形更大,曲线的长度常常还会受到切线长度的影响,考虑到这些特殊的影响因素,为了达到公路行车的要求,在进行路线设计时,设计人员对于缓和曲线长度的处理方法,常常会选择相关标准规定中的下限值作为设计时的参数,这样的做法固然能够满足公路的行车要求,但是却存在着缺陷,那就是容易对于超高和加宽缓和段长度造成忽视,从而影响行车安全。因此,为了弥补这一缺陷,提高山区公路的质量安全,就必须要在设计缓和曲线长度时做出改变。具体做法是应计算出弯度对应的超高加宽过渡段的长度,然后取缓和曲线长度的上限值,以便能够调整控制最小的缓和曲线长度,达到兼顾公路行车要求以及超高和加宽缓和段过渡的目的。
2)控制曲线之间的最小长度
在山区公路路线的设计过程中,要以实际情况为主要参考依据,对各项参数进行适当的调整。而在山区公路建设过程中,不同的部门采用的对策也各不相同。目前,为了达到设计规范的要求,对缓和曲线曲率半径普遍采用的较为可靠的设置方法是将其设置为超过不设超高半径部分的长度,以便达到6倍的设计要求。
这种方法较适用于高速路段,而设计时速低于40km/h时,同向曲线应大于2倍,反向曲线要大于3倍。
3)对超高以及超高加宽过渡的设计
当遇到特殊情况,可以利用运行速度来计算车速,确定车速后对于超高取值需要利用横向力系数来确定相关的主要参数。能够对横向力系数产生影响的因素有很多,如地质地形环境、车速、轮胎质量、路面规格等等。试验已经证明横向力系数与车速呈反比,所以一般情况下,如果满足最大超高率,0.06~0.15之间就是最佳的取值。不过在设计超高以及超高加宽过渡时,需要考虑的因素除了车速之外,还有很多其他因素,如山区地段的温差、季节、车流量等等。在山区地段,较大的温差以及冬季和夏季对行车的要求都不同,而且差异较大。一般来说超高取值时选择车流量大的路段,能够更加符合实际的行车速度。在对山区公路的路线进行设计时,常常会遇到反向曲线、椭圆或半圆路段,因此在对超高过渡段进行设置时,要根据具体情况来制定设计方案。对超宽渐变路段进行设计时,处理反向弧形曲线路段的加宽,要从第一个弧形路段的原点,向着第二个曲线,其超高值等于路拱横坡的断面上进行平滑过渡。当弯曲路段加宽是同一方向时,需要设计在同一侧,然后由第一个曲线缓圆点向着第二个曲线缓圆点进行直接的过渡。具体的设计标准要求,需要参考交通部门发布的道路设计规范。
3.2纵断面设计要点分析
第一,在凸形竖曲线半径的设置的过程之中,当地的地形与地貌都会对山区公路路线的设置产生一些抵制作用,连续的大纵坡小半径竖曲线与短平曲线的结合出现的资料较多。在山区地形与地貌的影响之下会缩小驾驶人的视力范围,对于前方路线的去向判断会容易出现错误。这时,应当加大凸曲线半径,但是要以不过多地增加工程量为准,从而确定车辆的行驶安全。第二,在进行凹形竖曲线半径的设置过程当中,如果增加凹曲线的半径会加大工程量。在山区当中,因为公路的纵坡一般来说较大,起伏较多,所以,如果凹曲线的半径进行过大的设计,就会影响公路排水系统的功能。这就会对公路上行驶车辆的安全造成一定的威胁,所以说,在进行设计时不能为了实现高指标的目的而盲目进行凹曲线半径的加大。
3.3做好横断面设计要点,顺应山区自然条件
远景交通量是山区公路横断面设计的要点,如果公路上行驶的车辆比较多,则可增加山区公路的横向宽度。通常情况下,横断面设计时,设计人员往往会采用平原公路的设计标准进行设计。但无论山区公路地形地貌如何,横断面形式只有路堤、路堑、一般路段这几种方法,从此方面而言,山区公路并和普通公路并没有太大的区别。因此,在横断面设计中,既可以把公路上下行线进行合拢设计,也可以分开设计,尽量顺应山区自然条件,提升设计的合理性。
四、山区公路路线设计的注意事项
山区公路通常为低等级公路,其特点是坡度大、弯道多,存在多种安全问题。面对这些急弯和陡坡,限制行驶车辆的车速是保证车辆行驶安全的有效措施,在规划公路工程时,不仅要科学合理的分析公路最终的功能,还要确定公路的等级。综合公路长时间内的车辆通行数量和交通通行能力,设计出最合理的车辆行驶速度,避免因超速造成安全事故,并在急弯和陡坡处设置警示牌,提醒过往车辆,以此来保障车辆行驶安全。选择合适的路基横断面在设计山区公路项目时也是不可缺少的部分,它不仅能有效减少工程成本,而且对于设计方案的改善起到了关键作用,最重要的是,合适的路基断面能确保公路后期使用的安全性。因此,为更好地提高山区公路的服务水平,避免交通安全事故的发生,选择合适的路基横断面是非常重要的。在山区公路工程设计过程中,项目管理人员应事先拟建项目区域地形图上对多条线路进行比对,综合考虑工程造价及人民需求等条件,在保证工程质量的基础上为企业取得最大经济效益,以此选取最佳的路线。
五、结语
总之,山区公路的路线设计具有地理区域特征,需要根据自然环境因素、施工技术指标、社会效益等多个方面进行考量,同时运用先进的信息技术辅助科学决策和方案优化,达到提高公路建造质量、优化交通发展,促进人与环境和谐共处的目标。
参考文献:
[1]王峰娟.山区公路路线设计与质量控制[J].交通标准化,2019(7):54-56.
[2]黄茂.山区公路路线设计与质量控制研究[J].建筑工程技术与设计,2017(24):1001-1001.