浅析山区高速公路选线

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浅析山区高速公路选线

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-17 1199


浅析山区高速公路选线作者:眭封云1,王海渊2 作者信息:1.长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室;2.陕西省公路勘察设计院,陕西 西安 [摘 要]文章论述了对山岭区高速公路的选线,探讨了如何优化公路线形设计,以保证使线形设计达到最优。同时,提出了如何合理的选取技术指标和公路美学及景观设计问题。 [关键词]高速公路;山区;选线1引 言  随着国家对高速公路建设的投资力度的加大,山岭、重丘区高速公路的建设蓬蓬勃勃地发展起来。山岭地区地形、地质条件复杂多变,横坡陡峻、沟谷纵横,路线跨谷切梁,高填深挖难以避免,桥隧相接司空见惯。而高速公路的选线就成为制约方案是否经济、合理、可行的重要因素。 2山岭区的特点  山岭区具有地形起伏大、沟壑纵横、平面展线位置狭窄、平纵配合困难等特点。具体自然特征如下:  2.1山高谷深,地面起伏大、高差大、地形复杂,山脉水系分明,地面自然坡度一般大于20以上;  2.2石多、土薄、地质复杂,不良地质现象(如岩堆、滑坡、崩塌、泥石流、岩溶等)较多;  2.3水文条件复杂。山区河流曲折迂回,河岸坡陡,水流比降大,洪水短暂,水位涨落变化大,流速快,流量集中,冲刷及破坏力较大;  2.4气候条件多变。昼夜温差大,山高雾大,气压较低等。  在山岭区修建高速公路无论其在设计方面还是在施工方面,其难度都是比较大的;相应的工程造价也要高出平原区高速公路很多。同时,由于我国的绿化工作已得到全民的高度重视,封山育林、退耕还林正在积极运作,森林植被的恢复和发展较快,因此,高速公路的修建将不可避免地对原有的森林植被、景观、地貌造成破坏。如何充分利用山岭区的地形、地貌,巧妙的对线形进行布设,尽可能减小工程量,降低工程造价,是山岭区高速公路设计过程中必须认真考虑的。  3选线原则  公路线形的拟定,应该根据本项目的特点,按照《公路工程技术标准》的有关规定,确定切实可行的选线原则。概括起来,选线原则大致应有以下几个方面:  3.1按路网规划原则,确定路线的大致走向  高速公路的修建目的是为了带动区域经济、政治发展、改善投资环境,使当地的资源流动起来,实现国家的总体资源配置。为了更好的发挥高速公路的桥梁、纽带作用,更好的为沿线地区服务,就要与当地总体规划密切结合,包括经济规划、交通规划、旅游规划等等,通盘考虑,使地方路网更合理有效。  3.2地质选线  选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘察,查清其对公路工程的影响。因为地质现象有的较为隐蔽,因此选线时首先必须有详尽的地质资料。山岭高速公路选线常见的不良地质路段包括滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、还有多年冻土、水库、人为坑洞、强烈地震区等等。对于难以处治的不良地质路段,应慎重对待,设法避让。对必须通过的,在已具有有效的处理方案的前提下,尽量缩小穿越范围,尽量选择有利于工程安全的角度穿过,从而节省高速公路的投资,缩短施工工期,减少工程隐患。  3.3线型设计指标的应用  以上两点线型大的走向方案已经确定,重要的是如何优化平纵面线形,具体应做以下几点:  3.3.1平面线形在满足规范要求的前提下,要做到尽可能与地形地貌相结合; 3.3.2线形设计必须舒缓平顺;  3.3.3指标采用必须均衡,并尽可能采用指标的较高值;  3.3.4必须保证行车的安全与舒适;  3.3.5工程量尽可能做到最小。  根据《公路工程技术标准》中规定的指标,可知计算行车速度的不同,其指标差异很大,影响的工程数量也是十分巨大的。因此,合理的选用计算行车速度作为控制指标,是控制设计标准和工程造价的决定因素。在确定计算行车速度以后,如何采用合适的技术指标是保证行车安全、舒适以及控制工程造价的关键。笔者认为,在指标选取时,应采用本计算行车速度指标与上一计算行车速度指标的中值作为全线的控制指标较为合理,同时,应避免采用极限指标。具体理由如下:  较高的线形指标是可以更好的保证行车安全、舒适的必要条件;  可以做到工程造价不会有过大的增加;可以较好的做到平面及纵断面线形与地形、地貌有机的结合,尽可能减小对原有景观及地貌地破坏。  在具体的选线工程中,应注意以下问题:  线形指标运用上要做到均衡、舒展,避免长直线接小半径的平曲线等现象出现;  除非特殊限制,建议少用复合曲线;  直线段长度尽管在《路线设计规范》中做了长度限制,但笔者认为这不是绝对的,应该结合地势综合决断,必要时,可采用标志牌提示或景观设计来弥补长直线的不足之处;  对于设置缓和曲线的平曲线缓和曲线长度应在满足规范规定的前提下尽可能取大值,其长度宜为规定值的2~3倍;  在需要设置隧道的情况下,要做到“早进洞,晚出洞”,特别是进出口的位置应做多方案的比选,取其最优方案;  在北方冰冻积雪地区,路线应尽可能选在阳坡面上。  在平面线形布置上应尽量与地形相结合,宜采用曲线定线法。具体做法为在选线时首先在地形图上确定平曲线的位置和曲率半径,然后插入直线进行连接。相应的平曲线可以采用单曲线、对称曲线、非对称曲线、卵形曲线和复曲线等。目前已经有许多路线CAD软件均具备此项功能,只要把地形图输入到计算机中,既可进行平面线形设计和优化。  在设置须设缓和曲线的平曲线时,缓和曲线的长度宜选用2倍的规范规定值,否则,尽管缓和曲线长度满足规范要求,但是取值过小会给人在视觉上产生突变的感觉,难以使缓和曲线发挥作用。  3.4选线时还应注意互通式立交的布设  由于高速公路具有全封闭、需回收费用的特点,为了与地方路网互通,需设置互通式立体交叉。规范规定“高速公路互通式立交间距,一般大城市附近为 5~10km,一般地区15~25km”。间距过大,则影响高速公路为地方服务的功能,过小则影响服务质量,增加造价。立交地址的一般原则是充分考虑路网结构兼顾城镇建设和政治、经济发展。而山岭区地形复杂,在选线时一定要同时考虑是否有合适的互通立交设置位置,这是非常必要的。山岭高速公路选线时,应同时考虑互通立交的布设位置、形式及规模,否则必会遇到困难。  3.5注重公路线形美学与景观设计  和谐既是美,这是美学的基础。目前,公路美学设计已经逐步得到应用和重视,公路美学与景观设计是相辅相成的,两者缺一不可。要巧妙的将美学与景观设计与公路设计有机的结合是公路美学设计的基础和关键,在设计中应满足以下要求:  3.5.1平面线形设计是美学设计的基础;  3.5.2纵断面线形设计是美学设计的补充和完善;  3.5.3景观设计是美学设计的关键;  3.5.4公路绿化是景观路、生态路、环保路的具体体现。高速公路美学设计和景观设计必须做到要有前瞻性和全局观。一个完美的设计作品,应该经得起时间的考验,并且在相当长的时间内做到不落伍。  4结 语山区高速公路的路线方案只有在顾及多方面因素,多方案论证、比选的基础上选定路线方案,才能保证最优的设计方案。研究路线方案时,既要注意避免脱离实际求高标准的思想,也要避免过分迁就地形而轻易采用极限指标,力求掌握适度标准以保证行车安全与舒适,在保证通行能力的同时,充分发挥投

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资效益。同时在选定方案的过程中注意在标准、规范规定范围内结合地形、地质、水文、路基填挖,使平面线形、纵坡、视距、附属设施、服务设施等互相兼顾,从总体上寻求工程量小、造价低、运营安全可靠的方案。


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