中铁第六勘察设计院集团有限公司 天津市 300000
摘要：人类社会和自然环境的协调是一个循序渐进的过程，公路作为人类社会中的重要构成部分，其建设也经历了一个持续变化的过程，从最初的确定路线方案再勘察工程地质情况的“选线地质原则”，到如今充分考虑环境敏感点、环境保护要求确定路线走向，再勘察走廊详细的地质情况对路线进行调整的“环境选线原则”。环境选线原则的普及，是人类改造客观世界在思维层面上的“大跃进”，前人在具体的研究上取得了大量的工作成果，但是当前我国各地高速公路路线设计在工作前期对环境保护因素的考虑上有着较大的发展空间，因此需要对环境选线原则下的高速公路路线设计方法进行深入研究。
关键词：山区高速公路；路线设计；问题及策略
引言
近年来，公路建设领域不断被拓展，取得了令人瞩目的成绩，但我国山区经济虽得到一定程度的发展，但相比于城乡经济还是相对落后，公路建设远远不能满足人们出行、经济发展的需求，公路制约着经济的发展，落后的经济也导致了山区公路建设的相对不足，有些山区地区甚至还存在交通闭塞，经济作物等难以流入市场的问题，造成有些地区资源过剩，有些地区资源不足，又无法实现资源调配的尴尬境地。因此，山区公路的建设和发展的加强，越来越引起人们的重视，而山区由于其复杂的地形，较大的高差，对其在线路选型与线路总体设计中有着更大的挑战。
1山区高速公路路线设计过程中常见问题
1.1山区地形造成的影响
地形对山区公路线形设计的影响，大体上可以归结为横坡影响和纵坡影响两部分；由于地形条件所限，为了尽可能控制施工总投入，防止改线、拆迁征地等因素带来的成本追加问题，绝大部分山区公路均采取依山而建的形式，由于山区地形起伏较大，山体坡度普遍超过1/3，部分危险路段斜率甚至可达到1/2、1/1。在该地形条件上开展公路线形设计，除了必要的填挖方设计外，还必须做好路基、路基支护结构、边坡台阶及路基加筋处治等分项工程设计，以保证路基路面、边坡等结构的荷载稳定性。
1.2恶性地质灾害的影响
山区公路部分过境段的地质结构较差，岩层节理发育成熟，部分岩石表面出现严重的风化剥离病害，在路基边坡坡率值较大的位置，一旦有施工或车辆通行荷载扰动，很容易出现不同程度的崩塌病害，严重影响山区公路的安全运行；此外，部分岩层中含有比例不同的软弱岩层，在夏季雨水充盈地区，中间软弱夹层长期处于饱水状态，在渗透水动力作用下，软弱结构层剪切性能下降明显，在外荷载扰动作用下也会出现瞬间的塌方病害，严重影响路面正常、安全、可持续通行工况和路基路面层的荷载稳定性。山区公路沿线高边坡比重较大，大量工程地质灾害和事故案例表明，沿线高边坡比重和设计标高与恶性地质灾害严重程度之间呈现明显的正相关关系。
2山区高速公路路线设计优化策略
2.1平面设计
直线作为平面线形之一，在山区难于与地形相协调，若直线过长，易产生高填深挖路基，直线过短又受技术指标的限制。同向曲线一般难以满足要求，易出现“断背曲线”，驾驶员在驾驶过程中产生反弯的感觉，破坏线形的连续性，为此一般采用复曲线来代替曲线间的短直线。曲线间的直线长度以2倍的行车速度作为极限值加以控制。在山岭区，为了满足线形流畅性的要求，曲线占比一般可达60%以上。传统的交点法以直线控制交点，设曲线后，线形容易与控制点偏离较大，尤其是卵形曲线的出现，使得交点法在山区地形中只能控制路线走向。曲线法作为山岭区选线方法之一，弥补了交点法的不足。随着路线软件中平面智能布线模块的开发，曲线法好比一条可伸缩的绳子，通过鼠标对图形的拖动即可完成任意复杂线形的布设，简单实用。
2.2纵断面设计
山区纵坡是路线设计中的重要指标，展线布局必须从纵坡安排开始，不仅要考虑当前公路等级，也要考虑长远发展。现有不少旧路因纵坡大，项目改造时，技术指标很难满足规范要求，只能重新选择新线；有些公路虽然纵坡达到规范要求，但因过多地采用了极限值，对行车安全带来很大隐患。因此，纵坡应尽量平缓，试坡展线时，常以5%左右的平均纵坡控制标高，对于弯道多、半径小的地段可按4.5%来控制，以便为纵坡调整留有余地。纵断面设计时，尽量填挖平衡，移挖作填，减少弃方。对于陡而长的纵坡，要利用地形插设缓和坡段。
2.3坡道设计
山路的纵向走向与穿越山体的高度密切相关，如果地形条件有限，不能利用有利的地形避开平原上的高差，如果高架桥与长隧道结合使用，则为解决穿越山体的问题，工程造价将大大增加，如果穿越山体是连续的长纵倾，就不可能采用这种方案，如果爬升长度远高于限制爬升长度，且地形具备确定爬升路径的条件，可考虑爬坡线路，但山区铁路建设对环境保护要求较高，一方面跑道建设必须增加排气面，对环境有轻微负面影响；另一方面，轨道建设的要求比较高，成本也很高，所以在选择轨道建设时，必须充分考虑各方面因素，精心选择设计方案，根据相关规范，如果最大纵向距离符合标准要求，正常车辆可以平稳爬升；跑道主要设计为疏导重型车辆，保证车辆等主流车辆平稳行驶，提高道路服务水平；它可以降低同向行驶车辆发生追尾交通事故的可能性，而且重型车辆分离后，爬坡长度对正线的影响可以减小。
2.4坡长设计
我国发布的有关山区高速公路建设的文件，对各级爬坡长度都有明确的说明，在山区高速公路的纵向上，通常将纵向坡度定义为爬坡。但是，坡度的确定方法并不十分科学，因为坡度的确定会增加变化点的数量，驾驶员在行驶时必须不断地换挡，坡度往往与地形不符，这就导致了水平面和垂直面结合不科学，进而增加了机械的体积，对于交通量大的混合交通，由于车辆性能差异较大，可以采用调整坡度的方法，但由于车辆性能高，公路基本上是分车道行驶，如果接近下道边界的交通处于同一水平，货车爬坡时不会落后。由于车辆的影响，只需坚持相应的最大纵倾爬升长度即可。公路的交通量不是很高，在一些特定的地形地段，可以根据实际情况相应放宽纵倾限值。一般来说，在设计公路时水平曲线和垂直曲线可以实现一一对应，但在现实中很难达到这种理想状态。从本质上讲，线路设计是为了保证所有车辆的安全稳定行驶，同时，线路设计也应与当地环境、地形、地质性质等是相容的。
结语
综上所述，随着我国高速公路建设规模的扩大和改移，不可避免地会对沿线生态环境产生诸多影响，特别是对山区公路的建设，在山区公路运输过程中，占用农用地、水土流失和生态破坏是影响生态环境的重要因素。道路建设作为改善我国现有交通条件的重要途径，对促进沿线经济发展和促进国民生产生活具有十分积极的影响。但是，由于我国幅员辽阔，地形复杂，不可避免地会对当地生态，特别是对山区生态产生许多负面影响。因此，在实际的山区高速公路建设过程中，应采取适当措施，尽量减少对生态环境的破坏，促进经济发展发挥积极作用。
参考文献
[1]付飞.山区高速公路选线和路线设计研究[J].黑龙江交通科技，2019，42（01）：18-19.
[2]黄建峰.高速公路路线设计的基本思路及选线方法[J].公路交通科技（应用技术版），2018，14（10）：144-146.
[3]刘亚琳，于萌.山区高速公路路线设计比选浅析[J].交通科技，2018（05）：37-39.
[4]蒋锦昌，赵艳纳，李健.山区高速公路路线选线探索与实践[J].西部交通科技，2018（10）：21-24.
[5]李新功.山区高速公路路线设计思路及选线方法的研究[J].交通世界，2018（09）：148-149.