雷 鼎
中交通力建设股份有限公司 陕西 西安 710075
摘要：经济的进步为社会的可持续发展源源不断注入新动力，为满足社会的发展需求，基础工程与配套设施数量相较以往也有了明显增长。作为决定交通运输质量的关键因素，高速公路的重要性毋庸置疑。该类工程建设工作推进复杂且艰巨，因此为保证整体工程建设质量需要明确选线与路线设计对最终建设效果的重要意义。路线设计效果直接决定了高速公路后期运营状况及使用安全性，当然使用寿命也与选线与路线设计环节有着紧密联系，因此对选线与路线设计过程进行深入分析具有极为重要的现实应用价值。
关键词：高速公路；路线；线形设计；行车安全
1 工程概况
G0611张掖至汶川高速公路青海省扁都口至门源段地处青藏高原东北部，位于祁连山中部，路线自东南至西北穿越祁连山，沿线总体海拔处于2600～4000m区间，总体地势呈现东南及西北低、中间高的特征，初步拟定路线总长为150.035km，中部地段属构造剥蚀中山岭重丘区，沿线地质条件较差，崩塌、滑坡、岩堆、软基、泥石流等不良地质较发育。因此，在设计该项目的路线总体方案时，需要在充分分析项目外业调查资料、勘察成果及养护资料等信息的基础上，以行车安全作为路线总体线形设计的出发点，在注重行车安全的基础上，综合拟定科学、安全、环保、经济的路线总体方案。
2 高速公路路线选线设计要点
2.1满足路线安全性原则
高速公路直线段选线工作必须遵循的主要原则是保证直线段运行的安全性。对公路而言，其安全性不仅代表着公路本身的安全使用性能和使用寿命，还需要保证公路上车辆的交通安全，这就要求公路选线过程中应尽量避开包含的不良地质区域，包括泥石流、滑坡等灾害频发的地点、地震活动频繁的地点等影响公路建设质量的特殊地质区域。此外，如果高速公路建成区位于软基范围，或者该地区的地质结构具有断层区的特征，为了避免对高速公路的建设效果产生不利影响，应尽量避免该类型的区域。如果无法有效避开特殊地质构造区范围，那么在设计之初，应对高速公路部分路段的路基结构进行特殊加固处理，以保证路线的交通安全和路基稳定。
2.2以经济效益为主要目标
保证高速公路建设的经济效益也是高速公路选线应遵循的主要原则。由于高速公路覆盖范围广，建设周期长，资源消耗巨大，不仅在建设期间需要花费大量资金，由于高速公路的特殊性，为了保证其可持续的安全使用效果，还应做好后期养护工作，而养护质量也需要花费大量的资金来保证效果。经济效益主要是指公路建成后公路的实际使用状况和使用寿命。高速公路的选线往往需要经过更多的区域，使得地形地质条件更加复杂。这样，高速公路的资金和技术投资成本远远高于一般工程。为了降低高速公路建成后的投资成本，提高高速公路的使用效率，必须重视选线对当地经济发展的重要意义，如服务业和旅游业，这是需要考虑的关键经济发展因素，从而保证高速公路的高频使用效果，为区域经济的进一步发展提供基础条件。
2.3符合生态环境保护标准
在高速公路建设过程中，不可避免对周边生态环境造成一定的破坏。因此，在路线设计之初，需考虑不同地区的生态环境保护要求。要尽可能保护高速公路所覆盖区域内的人文和自然环境，特别是对具有重要历史价值的文物建筑，要提前制定科学合理的保护规划，在不可避免的位置选择延长线绕行。施工完成后，要统计施工过程中对周边生态环境的破坏情况，并在工程建设后期进行环境恢复，确保公路最终施工质量。
3 高速公路路线设计方法
3.1直线
直线是平面线形基本要素之一，设计者应综合考虑自然因素和驾驶员的感受，分析公路沿线各路段的地形、地质、地物、景观等因素，注意驾驶员在公路上行驶的视觉和心理感受，从而保证路线布局的科学合理。
高速公路直线的最大长度（M）一般不超过设计速度（km/h）的20倍，即72s行程。如因地形条件限制或其他因素需要设计速度（km/h）20倍以上的长直线，应结合运行速度分析和安全性评价，增加路侧装饰绿化和必要的提醒、警示标志，改善长直线路单调的景观，避免疲劳驾驶等现象，提高直线路段行驶的安全性。
当两圆曲线间以直线径相连接时，基于线形连续性考虑，直线长度不宜过短。同向圆曲线间最小直线长度（M）不小于设计速度（km/h）6倍为宜，反向圆曲线间最小直线长度（M）不小于设计速度（km/h）2倍为宜。设计中往往受条件限制，需要设计人员综合考虑各方面因素，权衡优劣关系，最终确定路线线形。
3.2竖向线形设计
竖向线形设计是基于竖向变化的公路线形设计。纵面线形与平面线形及周围景观相协调，纵面设计高程的确定应结合沿线地形、地质、水文等自然条件、满足各方面净空要求；满足相关水位控制标高要求等。
纵面线形应平顺、舒展、流畅，相邻路段的坡长应均衡，纵坡差值不宜过大，竖曲线半径选用应满足停车视距要求，应避免纵面频繁起伏。纵面设计应合理运用指标。既不过分追求高指标，也不过分迁就地形而采用过低的指标。竖曲线比例是衡量纵面设计是否合理的重要指标之一，山岭重丘区公路的竖曲线比例一般不宜低于50%，低山丘陵区公路的竖曲线比例一般不宜低于45%。
结合周边环境条件，结合设计图纸分析结果，发现纵坡变化在2%左右时，应用效果最佳，在满足行车视距要求的基础上，保证车速调节的有效性，是保障车辆在高速公路上行驶安全的重要依据。
3.3直线、圆曲线、回旋线的组合
（1）基本形。即按照“直线—回旋线—圆曲线—回旋线—直线”的顺序组织而成。
（2）S形。即用回旋曲线连接两个反向圆曲线，一般情况下S形平曲线相邻的两个回旋线的参数应该相同，即A1=A2。在参数不同的情况下，A1与A2的比值最好控制在1.5以下。S形的平曲线组合模式对圆曲线半径R有一定要求，两圆曲线半径之比R1/R2≤2为宜（R2为小圆曲线半径）；另R不得小于一般值或最小值，然而如果R近似接近极限最小值时，不得选择用S形组合模式，以防止形成交通事故多发路段。
（3）卵形。顾名思义，即用一个回旋线连接两个同向圆曲线组合而成的一个卵状的平曲线组合。这种组合对回旋线的参数有严格的要求，需保证卵形回旋线的参数满足R2/2≤A≤R2（R2为小圆曲线半径），且两个同向圆曲线半径比值应符合规范要求，即R2/R1=0.2～0.8。卵形曲线能够解决单曲线在特殊地形下难以布设的问题，有效处理不同标准平曲线的线形过渡。
曲线参数的合理选取与线形的灵活组合对提高线形质量至关重要。
3.4路线交叉设计
路线交叉作为高速公路设计过程中不可避免的情况，需要设计者加以考虑，而互通式立交是工程建设过程中的重中之重。路线交叉过多或交叉口设置不当会增加高速公路建设的难度，主要有以下几点：一是选择小范围交叉方案时，受工程所在地地形限制，难以保证交叉区域的扩展效果；其次，如果纵面选择较大坡度，会影响行车的稳定性和舒适性，这也是交叉口发生交通事故的主要原因；第三，如果视距较小，驾驶的安全风险会增加。为了解决上述问题，我们不仅要优化立交的平纵线形，还要改进匝道分离段和合流段的线形，强调平交道口渠化设计的重要性，并结合周边实际情况，制定高速公路服务质量改进方案，确保行车安全性能与预期设计目标一致。本工程设计施工图中，互通立交采用全互通方案，与预推荐方案相同。要进一步优化互通式匝道布局，增加高速匝道转弯半径，加强交通安全设施设计，提高行车安全性。
3.5运行速度协调性检验
在设计阶段，应从公路使用者的角度运用运行速度方法，对路线设计、几何指标和线形组合设计进行检验，检验的目的则是对路线设计方案进行优化和调整，必要时检验过程可多次循环。
结论
高速公路路线总体线形设计是影响行车安全的关键因素之一，因而在公路线形设计中要充分分析外业调查数据、沿线主要控制因素、环境敏感点以及项目地质勘察报告，结合项目区地形、地质、气候特点，采用较为先进的设计理念，保证线形设计的科学性、合理性，从而提升高速公路的行车安全，兼顾经济效益和环保效益。
参考文献：
[1]丁玲.公路线形设计与行车安全的关系[J].交通世界，2019(1/2/3):126-127.
[2]王坤.公路线形设计影响因素分析[J].工程建设与设计，2020(19):134-135,145.