洪梓洋
云南阳光道桥股份有限公司 云南昆明 650000
【摘要】2021年1月，云南省发展和改革委员会下发《关于印发云南省2021年“四个一百”重点建设项目计划的通知》，通知指出：为深入贯彻落实全省“两会”精神，以重大项目示范带动全省投资项目建设，推动云南经济高质量发展，提出云南省2021年“四个一百”重点建设项目，积极推进“县域高速公路”的建设，为此，作为公路桥梁工程的设计人员，着力提升工程设计质量势在必行。众所周知，云南省位于中国西南边陲，地形复杂，山区面积占94%，地质灾害频发，这对公路设计人员设计思路及工作能力提出了更高的挑战性，本文作者结合工作实践经验，对山区公路路线设计中常见的问题进行分析，以此进一步提升山区公路设计的质量。
【关键词】山区公路；路线设计；问题；措施
一、云南山区公路设计现状
云南是一个高原山区省份，全省地势西北高，东南低，由西北向东南倾斜，地形以元江谷地和云岭山脉南段的宽谷为界，分为东、西两大地形区，地貌上表现为高原波状起伏，相对平缓的山区仅占总面积的10%，受怒江、澜沧江、金沙江强烈下切，形成了山种骈列、高山峡谷相间的地貌形态，同时由于地质构造复杂，新构造运动十分强烈，致使山区地质灾害频发，这给云南的公路设计、建设带来了巨大地挑战。
云南山区公路地形复杂,垂直高程大,公路大纵坡、长下坡，连续急弯路段比比皆是，在公路路线设计阶段应结合多种影响因素充分考虑，合理地进行路线设计和优化，降低后期建设中的困难，减少公路运营期间的安全隐患。随着近些年公路设计、公路修建的技术日趋更新，各种新技术、新工艺的成熟运用，对公路的设计提出了更高、更规范的要求，在合理控制公路工程投资的同时，对公路的实用性、安全性以及环境保护的影响也提出了更高的设计要求，在保证科学、满足规范、安全行车的同时，更加注重环境保护的问题，力争促进山区公路社会效益、经济效益、环境效益的统一发展。
二、云南山区公路设计的特点
山区公路路线设计受地形地貌、地质、水文、气候条件、自然保护区、水源保护区，森林覆盖等自然因素的影响，局限了路线选线的条件，从而在技术标准的选用上产生了较大的影响。山区公路在设计选线过程中，其主要特点为：①、山区地形起伏较大、沟壑纵横，高差大，区域地质复杂多变，受地形条件的影响，路线可选用的走廊带较多，从而增加了路线比选工作的难度；②、受山区地形条件和工程投资等因素的限制，路线设计时，公路采用的平面、纵面、横断面等指标均不同程度的降低，部分采用规范中的最小值或者极限值；③、山区地质条件复杂，地层较为破碎，区域地质变化大，地质灾害频发，如：山体滑坡、坍塌、泥石流、岩溶等，分布较广，对路线设计影响较大，需结合工程处治方案、工程造价、后期运营情况综合比选，确定路线的最终走向；④、山区气候复杂多变，雨季暴雨频发，山间河流水位受降雨影响，变化较大，这给公路设计和施工带来了非常大的困难；⑤、云南素有“植物王国”之称，山区植物、树木覆盖率较高，自然保护区、水源保护区等也星罗棋布，为避让各类保护区，减小对环境的保护，路线设计难度明显增加。
因此，在山区公路设计中如何更好地结合“地形选线、地质选线、环保选线”是其路线设计的关键。
三、山区公路路线设计的问题
1、行车视距问题
行车视距是一项保证安全行车的综合性指标，与公路平、纵、横的设计有着密切的关系，其包括了停车视距、会车视距、超车视距。在山区公路路线设计过程中，由于受地形条件、工程投资等因素的限制，路线平纵指标往往采用规范中的最小值或者极限值,造成路线平面中小半径及连续弯道较多，纵面上大纵坡、连续上、下纵坡路段比比皆是，车辆行驶在连续小半径与连续大纵坡组合的路段，驾驶员视觉受地形地貌和山区茂密植被的影响，有效行车视距变短，极易发生交通安全事故。
2、长陡坡问题
云南山区地形复杂，山峦叠嶂，在路线设计过程中，长陡坡路段的设计尤为重要，山区低等级公路，设计时往往更多地考虑了建设标准与规模，片面地控制工程投资，为减少路基土石方数量，纵面设计时采用规范中极限纵坡及坡长值，并尽可能地减少长陡坡路段的安全设施，从而忽视了长陡坡路段的行车安全。
3、平曲线最小夹直线问题
《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）对平曲线间最短直线长度作出了相应规定,在山区公路路线设计中，反向曲线间的最小直线长度2V，可通过适当调整圆曲线半径和缓和曲线长度，满足规范要求。相比之下，同向曲线间的最小直线长度6V，受山区地形限制，多数路段难以达到，如强求达到或者满足规范要求，将造成工程量大幅度增加，同时也加大了对环境的破坏。
4、高边坡治理问题
受山区地形、地貌的影响，公路的路线方案多数布设于山岭间，特殊的地形地貌造就了层峦迭嶂、山体地面横坡陡峭的现象，挖方路基不可避免地出现高、陡边坡，而如何治理高、陡边坡，有效地避免边坡滑坡、坍塌、坡面开裂变形及大面积的坡面冲刷，这对设计工作提出了更高的要求，也对项目的顺利实施带来了巨大的挑战。
5、安全性问题
公路路线设计的合理性关系着公路施工及运营的安全，路线设计的均衡性、一致性、与景观环境的协调性，为车辆的安全行驶提供了重要保障，安全性作为公路设计、施工、运营的主要问题，设计期间应充分重视。山区地质构造复杂，生态环境系统稳定，在山区修建公路势必会对环境破坏，造成施工和运行中的安全隐患。云南山区降雨量大，在雨季很容易形成山洪、泥石流、塌方塌陷等，对公路安全形成巨大威胁。
6、环境保护问题
公路项目的建设往往占用一定范围的自然和人文生态空间，多为水田、旱地、经济林、果园、林地、荒山等，因路基土石方开挖、路基填筑、取土场、弃土场的设置等将会改变原有的地形、地貌，造成局部植被破坏，损坏了原有水土保持环境，使抗蚀能力减弱，可能引发山体失稳滑坡、坍塌、水土流失等自然灾害。
环境保护是我国一项基本的“国策”，近些年，云南省在工程建设领域推行“不破坏就是对环境的最大保护”的重要理念，坚持从工程建设的多个环节对环境保护工作进行监督、执行、落实与检查，从而确保设计工作中对环保的理念、保护措施等彻底地贯穿于公路项目建设及后期运营中，确保公路建设与生态环境保护的和谐发展。
四、山区公路路线设计中采取的措施
1、行车视距的合理控制
山区公路盘山而建，路线在翻越山岭时，为克服高差的影响，很多路段回头展线，致使平纵线型组合不良，车辆行驶速度、行车视距大大降低，最终将威胁汽车的安全行驶。这就要求在进行路线设计时，以行车安全为最高目标，科学合理设置横向、纵向及超车视距，具体来说，在路线设计时应从以下几个方面入手：①、利用设计软件对路线视距进行全程模拟和检验，坚决杜绝技术硬伤，诸如高填深挖过度、公路两侧山体及建筑物物影响等问题；②、在双向车道的中间设置分隔护栏或者绿色植被分隔带，不仅可以减少道路横向视距阻碍，更能提高车辆的通行质量，并且兼顾到公路与生态环境的价值；③、在路线设计时，应协调好平纵线型的组合，充分考虑行车视距的影响因素，对不可避免的视距不良的路段，应采取削平受限土体、拆除相关建筑物，设置禁告标志，如禁止超车、禁止停车、设置中央分隔栏等措施，尽可能降低行车风险，保证公路功能。
2、长陡坡的防治措施
针对山区公路长陡坡的防治，在路线设计过程中，主要采取“防”与“治”相结合的措施进行处治,首先在路线平纵设计时,应考虑其指标的连续性及均衡性,大纵坡与缓坡的设置应相互验证、科学合理；对于地形复杂、地质差、工程量巨大的路段，通过设计方案的比选及论证后，可以采用不同等级的公路标准进行衔接过渡，结合《公路路线设计规范》着重考虑对最大纵坡、坡长限制以及平均纵坡的要求，有效地减少长陡纵坡的设置；其次路线设计时，经方案比选和优化后，在长陡纵坡的路段，应考虑设置避险车道，并做好相关的提示标志及下坡段的路面减速垄减速装置；再次，合规、人性化地设计好公路交通标志、交通标线，进一步提高公路的安全性能。
3、平曲线最小夹直线合理运用
科学合理地设计平曲线间最小夹直线长度是节约施工成本、缓解驾驶员的紧张情绪、确保行车安全的有力保证。在公路路线设计时，应对实地情况进行详细勘察，结合公路功能的需求进行综合分析，在保证公路的基本使用功能的同时，兼顾公路的综合性能及工程投资，根据公路周围环境和地质形态的不同，控制好平曲线最小夹直线长度，尽可能降低驾驶者的视觉误差及不舒适感，最大限度地提高公路的安全性。
结合多年的路线设计工作，对于平曲线最小夹直线长度反向曲线宜满足2V的规定，山区公路多数路段在路线布设时均能满足规范要求，对于个别不能满足的路段，设计可将相邻两个曲线构成S形曲线；而同向曲线宜满足6V的要求，在实践过程中，往往不易达到，原因在于山区地形复杂，满足6V的同时工程量大幅度增加，工程难度及工程投资难以控制，为此，通过技术论证，局部路段可适当降低到3V的要求，或者可将相邻两个相邻曲线构成C形或卵形曲线。
4、高边坡治理防治措施
公路路基高边坡在设计过程中，应采用“防”与“治”的原则进行处治，“防”主要是在路线设计时，调整和优化平纵指标，减小路基填挖高度，依据地勘资料合理地控制边坡高度，对于局部不可避免的高边坡路段，应提出两个以上的路线方案进行综合比选，结合桥梁或隧道方案与填方路基、挖方路基的指标综合比选，择优选用；“治”主要是结合地质勘察资料，采用合理、经济的工程方案对高边坡处治，从而保证了高边坡的稳定和美观。
5、安全性问题有效控制
山区公路设计中要充分考虑地形、地质、水文等多方面情况，调查并搜集山区公路沿线地形地貌、地质构造、降雨量、水文等数据后，进行分析，路线设计时应尽量避开地质不良及泥石流多发区域，避免在易塌方、塌陷、滑坡等区域内布设路线。同时，在设计中要对周边生态环境的影响和破坏进行评估，减少山区植被砍伐量，控制水土流失，旨在确保降低山区公路在施工、运营时对环境产生的安全风险。
6、环境保护
在公路路线设计时，应避开水源保护区、自然保护区及基本农田保护区等区域，路线应适应地形，顺势而为，与地形融为一体，尽量不占用大面积森林，农田，避免穿越地质不良及泥石流多发区域，保护生态环境及自然平衡。路线设计应反复优化路线平纵指标，尽量避免高填深挖，并完善的综合排水系统和工程防护措施，以减轻对环境的破坏，减少水土流失。
五、结束语
公路路线设计是一项考验设计人员综合能力的工作，涵盖了公路设计中各个专业的知识点，并将其理解后融入路线设计中，尤其在山区公路线路设计时，需要综合考虑多种因素的影响，利用道路设计软件,反复对路线方案的平、纵、横进行优化和调整，结合公路施工及运营时的合规性、科学性、安全性进行设计，确保设计质量，力争设计出方案上最优，经济上合理，技术上实用的路线方案。
参考文献：
【1】交通运输部.《公路路线设计规范》(JTG_D20-2017)
【2】王峰娟.山区公路路线设计与质量控制[J].交通标准化.2015（12）：60～62.
【3】任菲菲.山区公路路线设计的问题及对策[J].科技与创新.2015（02）：115～116.
【4】王健.山区公路路线设计与质量控制的分析[J].中小企业管理与科技.2016（02）：88～89.