刘 灏
中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 陕西 西安 710065
摘要：我国疆域辽阔，山脉连绵起伏。在贯彻落实“一带一路”指导方针的大环境背景下，中西部地区的开发建设进程加快，山区高速公路建设里程数也随之增加。由于山区地形复杂，地质结构条件较差，所以在一定程度上加大了山区高速公路勘察设计与施工的难度。因此，优化山区高速公路路线设计，确保选线的科学性与经济性就显得尤为重要。
关键词：山区高速公路；路线；优化设计；选线
1山区高速公路线路设计的意义
在对公路走向实行布局时，往往需要充分考虑区域的发展规划，为公路运输的高效性、便捷性及安全性奠定基础。在设置线路时，注重优化线路设计，满足资源可持续开发与发展需求，使公路建设质量达到国家行业标准。在山区高速公路线路设计过程中，要进一步明确公路线路的几何线形。例如，在平面线形设计时，根据线路平面设计要求，合理选取平面线形指标，同时参照纵坡设计标准，选定纵面线形指标.
目前，随着公路交通运输行业的快速发展以及汽车保有量的扩张，新车行驶速度越来越快，而这也对高速公路设计提出了更高的标准要求。因此，在高速公路设计中，应考虑汽车行驶途中的力学条件，确保线形设计满足驾驶员的力学需求和心理需求，从而降低发生交通安全事故的概率，保障公众的生命财产安全。
2山区高速公路总体设计原则
2.1安全性
安全是路线选线及总体设计的关键原则，路线设计时不仅要保证高速公路自身的安全稳定，还须确保行车安全。在选线时应结合山区环境的具体特点，灵活应用路线指标及设计组合，绕避对项目安全影响较大的大型滑坡、泥石流等不良地质区域，针对难以绕避的不良地质区域应采取适当的工程措施，如桥梁跨越、穿山隧洞或采取防护、加固措施等，保证工程安全。
2.2环保性原则
山区的地形十分复杂，局部植被分布不足，地表植被的稳定性较差。在山区高速公路线路设计中，要尽可能减轻对土体结构的干扰。尤其是植被较少的路段，应严格控制山体开挖量，即便是不得不开挖山体，也要加大填埋量。在路基边坡和公路沿线两侧种植绿化植被，充分发挥植被根系的固土作用，加强边坡防护，避免水土流失，维系生态系统的平衡。
选择路线走向的过程中，需采取有效措施确保路线与周边环境相互协调，路线两侧不得有生长茂盛的植物，以免对驾驶员的视线造成遮挡，维护行车安全。山区高速公路路线多选择螺旋展线，一方面加强行车舒适度体验，避免驾驶员审美疲劳；另一方面减轻对生态环境的危害程度。
2.3合理性
路线选型和总体设计时还应注重其合理性。山区环境差别较大，不能以点概面，需根据具体的建设环境展开全面深入的勘察设计工作。在设计阶段，根据山区环境的具体特征局部细化、全面考虑，确保高速公路的视线通透；此外，根据地形特点设计合理的平纵线性组合，尽可能利用山区固有的景观特点，打造山区的景观亮点，提升山区的知名度，从而带动山区的经济发展。
3山区高速公路路线选线的实践应用
以某高速公路工程为例，该工程总施工长度约为40km。该路段所处区域地形复杂，需要填挖的路段数量较多。由于部分路段有弱膨胀性红黏土，加大了边坡支护难度。
3.1地质选线
地质选线法是应用较为普遍的一类山区高速公路选线法。地质选线法以工程地质勘察资料作为参考依据，对公路工程进行规划设计。采用地质选线法，可以有效降低山区高速公路的建设成本。在山区高速公路选线过程中，首先要做的就是确定路线走廊带。
这是因为路线走廊带多为陡峭的山丘，地势起伏较大。经过实地勘察后可知，对整条线路造成干扰的只有两段，需要采用尽早进洞的方法避免滑坡位置，保障高速公路施工建设的持续性和安全性。
在确定路线走廊段后，选定线形。在全面掌握路段的地形条件后，尽可能避开地形相对复杂的区域，同时选定工程量较少的规划建设方案。针对地段的地形条件，选择以下方案：
在实地地质环境勘察资料分析和施工方案研究中不难发现，线路进入蟒河镇路段后，沿着河谷与河流延展方向，穿越直达寺沟村，在云磨沟东南侧山坡位置进入云岭1号隧道。路线设计中，要合理利用原地形条件，做好台地和路沟两侧的缓坡位置的线路设计工作。技术人员需深入实地进行地质环境勘察，全面掌握勘察资料，对滑坡路段风险予以评估；深入了解滑坡对线路规划和风险治理的影响，在此基础上优化设计方案。在优化过程中，应以坡面设计作为设计中的重点内容。平面设计工作不得在滑坡区域进行，避免纵面扰动滑坡。公路选线的过程中，如两侧的沟道为滑坡体，则可选择对路线影响较小的一面设线。若河谷、河道延展方向平顺，或者坡度较大，在布线时需优先选择纵向桥通过法。
3.2地形对路线设计方案的影响
3.2.1横向地形
山区高速公路的横坡一般较陡，坡度通常会陡于1︰2.5。横向陡坡路段地形较差，占地面积多，路基填挖规模大，导致路基稳定性较差，需要在边坡上设置宽平台、土工格栅、挡土墙、抗滑桩等结构物，并在原地面开挖至少2m宽的台阶，故路线在设计时要尽可能地避免横坡较陡的路段。如研究所选高速公路桩号为K23+648—K23+748的路段为“半填半挖”路基，地面横坡为1︰1.65，填土高度最大为28m，属于陡坡和高填方。如果按规范推荐坡率直接放坡，会占用当地民房，增加拆迁成本，且路基填挖结合处的工后沉降较大，边坡稳定性差。路基设计人员在开展边坡几何参数或边坡防护设计之前应与路线专业人员及时协调。此时，可将路线平面线形向左侧适当偏移，并在路基边坡上设置路堤挡土墙以减少占地面积，提高路基安全系数。
3.2.2纵向地形
由于山区高速的纵向地形起伏较大，在确定路线方案时，往往填方高度不超过20m或挖方小于30m。如果地面线和设计线的高差过大，应将路基方案与桥梁或隧道方案进行技术性和经济性对比，以选择合适的路线方案。
3.3平面线形
在高速公路线形设计时，设计者对直线和曲线的应用有很多不同的意见，但均应当在符合相关法律法规以及技术标准的前提下重点考虑公路的安全性及美观性。(1）与地形的适应性。高速公路的线形设计是基于实际的地形特点展开的，因此线形设计必须与地形相适应，这不仅有利于节约公路建设成本，还有利于保证公路的美观性。在平面设计时应充分考虑地形特点，合理设计线形并处理各类要素，做到曲直适宜，确保高速公路的线形流畅，并且与周围景观等相协调，具有灵活的曲率。一般来说，与自然条件相协调是高速公路良好设计的前提。(2）处理好直线与曲线的关系。直线与曲线是平面线形设计的两大要素，线形设计时需根据地形、地质条件的差异针对性设计，合理运用直线和曲线，做到既不强行拉长直线，也不生硬设置曲线。长直线更容易引起驾驶员的视觉疲劳，应慎重设置，必要时尽量将长度控制在车速的20倍范围内。
结论
山区高速公路线形需要结合实际的地形特点、地质条件等因素，设计合理的平纵面，这是一项系统且复杂的工作。为了确保路线的行车安全、舒适性，并尽可能降低投资成本，在设计时应密切联系实际情况，全面考虑各种影响因素，实现直线曲线的灵活组合，尽可能与周边环境相协调，打造驾驶体验良好的高速公路，为后期的高效运营奠定坚实基础。
参考文献：
[1]周晓光.山区高速公路路线设计过程中常见问题解析[J].工程建设与设计，2020(2):65-66.
[2]陈勇俊.山区高速公路路线设计方案分析[J].中国建材科技，2019(6):160-161,89.