关于山区高速公路路线设计基本思路及选线方法

随着我国高速公路向山区扩展，山区高速公路设计任务加重。但目前仍常见以平原高速设计思路来设计山区高速，导致工程规模庞大且对环境破坏严重。因此，迫切需要改变山区高速公路设计理念，深入研究路线设计，使其与地形、地质、环保和地方规划紧密结合，同时考虑交通安全和工程经济等因素，以确定最优路线。这对于实现山区高速公路的经济节约、生态环保和安全可靠具有重大意义。

1.1 地形对山区高速公路路线设计影响分析

（1）山区高速公路横向地形影响

山区高速公路横向地形通常较陡，设置路基需采取加强措施以确保稳定性。桥梁施工亦具挑战，需特别防护桩基。设计时应尽量避开陡峭地形，若无法避免，则需对路基和桥梁方案进行稳定性、经济性、可行性比较。

（2）山区高速公路纵向地形影响

山区高速公路的纵向地形往往有很大变化，高差显著。设计阶段应综合考虑路基和桥梁方案，对高差大路段的稳定性、经济性、可行性进行评估，以选择最佳路线方案。

1.2 不良地质对山区高速公路路线设计影响

（1）断裂构造对山区高速公路路线设计的影响断裂构造包括节理、裂隙、断层，降低岩石强度和稳定性。某地高速公路沿线断裂构造发育，影响路线设计和工程稳定性。构造因素导致边坡岩土体破碎，可能引发地质灾害。路基、桥梁、隧道工程的稳定性和造价受断裂构造影响，设计阶段应考虑避让断裂构造。

（2）岩溶对山区高速公路路线设计的影响岩溶是水对可溶性岩石的化学溶蚀作用，可能引发路基、桥梁、隧道安全问题。在实际的路线设计过程中应切实做好勘查工作，尽量规避岩溶路段。以某路段为例，其沿线范围内岩溶分布情况如表1 所示，沿线岩溶范围路线设计如表2 所示。

（3）崩塌对山区高速公路路线设计的影响

节理裂隙发育的岩石在陡峭地形易引发崩塌。路线设计应考虑避让崩塌路段或减少设计深挖路堑、高填路基。

（4）高液限土对山区高速公路路线设计的影响

高液限土含水量高、稳定性差、强度低，造价高。设计阶段应尽量避让高液限土路段或综合比较确定是否通过。

1.3 环保、地方规划对山区高速公路路线设计影响

（1）山区高速公路设计与环保

随着经济成长，山区高速公路建设增多，带动了沿线经济，但破坏了生态系统。习总书记强调环境保护的重要性。设计时应遵循“以人为本”，以“安全、环保、舒适、和谐”为目标，

最小化对环境的破坏，保护和恢复自然，实现人与自然的和谐发展。通过实施生态保护原则，采用绿化和生态恢复技术，确保公路与环境和谐统一。

（2）地方规划对山区高速公路设计的影响

高速公路对地区协同发展、经济辐射、产业转移、区域分工与协作、缩小发展差距、实现共同富裕和和谐发展至关重要。然而，地方规划如城镇、工业园区、农业规划等，通常先

于高速公路规划，成为影响路线设计的主要因素。为促进地方发展，高速公路应靠近城镇规划，但地方规划的不规则性可能对路线布设、指标、立交设置和工程造价产生重大影响。

1.4 工程造价对山区高速公路路线设计影响

山区高速公路因地形地质特点，桥隧比高，土石方工程量大，造价昂贵。四车道每公里约九千万，六车道每公里超一亿。因此，合理设计路线并控制工程造价至关重要，既不能盲

目追求高指标导致高成本，也不能仅为了降低成本而牺牲交通安全。

2 山区高速公路路线设计基本思路

公路设计新理念强调功能优先、安全和人员为本，合理利用各项技术指标，平衡环保、经济和美观，确保可持续发展。

（1）功能优先：公路设计旨在满足需求，体现功利性。设计应综合考虑各种元素，结合实际，适度处理。

（2）安全为本：安全是设计基本原则，包括公路设施、车辆行驶和行人安全。设计应扩大安全空间，提高道路宽容度，确保即使出现错误操作也能安全行车。

（3）以人为本：设计应关注人、生活环境和方式，关爱弱者。设计人员需换位思考，关注驾驶员、行人和公众需求，方便沿线居民出行。

（4）灵活运用技术指标

技术标准不应限制设计创造性。公路工程应视为富有个性和灵性的作品，设计人员应灵活运用技术指标，满足功能和安全要求，协调各方面关系。

（5）协调设计目标，保证可持续发展：路线设计是一个多目标决策问题，必须对多个目标进行平衡，包括美学目标、经济性目标、环境保护目标、功能性目标、安全目标以及交通通行质量目标等。设计者需在目标间找到平衡点，寻求可接受的折中方案。

山区高速公路路线设计中要遵循下列各项原则：1）以“人本”为核心，注重环保、景观和美学，确保公路建设与旅客安全、舒适并重。2）始终坚持可持续发展的原则，切实推动公路工程建设和环保两者实现和谐发展。3）加强公路文化建设，充分融合公路和沿线地区自然景观及人文景观。4）注意凸显出安全、环保、美观和流畅等基本主题。5）结合工程的实际情况，选择科学线型指标，做好地质选线以及地形选型，加强环保工作，避免大规模土石方工程，适应地形，确定适宜的技术指标，确保设计的“标准灵活、合理优化、保护环境”。6）结合地形，在必要情况下可采用分离式路基（图1）以及分台式路基等形式，以此将公路建设给周围自然环境以及森林资源等造成的破坏和影响降至最低程度，特别是隧道区域。

3 山区高速公路选线方法

3.1 强调环境因素的公路选线方法

我国地貌多样，地质复杂，生态环境脆弱。在陇南山地、黄土高原等区域，自然灾害严重，地质选线至关重要。当前的公路选线实际上是地形控制和工程地质条件充分结合考虑的项综合性工作，应在做好系统分析的基础上进行综合选线，保证所选路线达到最优，尽可能规避不良地质段，并注意后续施工以及运营期间地质情况发生的变化，动态处理地质问题。

3.1.1 地质选线

在地形地质复杂地区，选线以越岭及河谷选线为主，需确定越岭垭口的具体位置、隧道长度和高程。

（1）对于越岭线路，主要包括岭顶隧道、路堑、引线以及桥梁等部分。主要工作为垭口、桥位和引线选择。垭口选择考虑高程、地质条件和引线条件。越岭标高和隧道长度以及坡度之间相互制约，需根据地形地质比选。展线要以工程运营基本要求为依据选择适宜的地质条件，保证越岭标高合理性，常用选线方式主要包括以下几种：到达实地进行选线、通过航测进行选线以及自动选线。

（2）河谷选线充分利用河谷坡度相对平缓的特点，为后续施工与运营创造便利条件，对山区发展也有一定积极影响。河谷选线重在换岸方案选择，需综合分析两岸地质条件，考虑不良地质影响及施工运营后病害影响，遵循保证工程安全以及规避不良地质等基本原则。河曲地段路线布线方式如图2 所示。

（3）对于困难路段，一般进行横断面定线。若地形较为复杂或存在不良地质段，则通过线路中线左右移动几米，可实现对工程情况的有效改善。在比例尺相对较大的横断面图上，根据地形地质条件，确定线路中线移动的理想位置，采用控制横断面定线，确定线路位置和横断面结构形式。

3.1.2 考虑环境因素的选线

在公路选线设计过程中要充分考虑环境方面的影响因素，这是对线路进行评选的关键内容之一，也是对生态环境予以改善并为选线减灾防灾害提供正确直到的一项基本措施。选线和环保之间密切关联，采取避让、缩距法和变坡点法等方法。在实际的公路工程建设过程中应使工程建设环保良好协调，需作为紧迫任务对待。考虑线路运营后的环境影响，包括对生态环境和水土环境的影响。公路选线中对环境影响的评价，需从地质地貌和生态环境影响两方面考虑，在环境影响评价过程中要覆盖项目整个过程，采用以 GIS 技术为基础的环境影响评估手段。

3.2 强调安全的公路选线方法

伴随公路工程建设不断发展，交通事故一旦发展将给人类生命安全与财产安全造成巨大威胁。交通安全成为人们关注的焦点。统计显示，80%-90% 的交通事故由驾驶员失误引起。但研究表明，许多事故是由于设计或养护不当导致的困难行驶条件。因此，公路选线时应进行安全检查和评价，预防交通事故。驾驶员在公路上行驶时，并非总是按设计速度，而是选择合理的运行速度。设计速度与实际运行速度差异大，或路段间速度差异大时，易发生事故。为避免事故，需检查公路路线设计的一致性。以下为安全检查的步骤与程序；1）以地形条件为依据，结合公路技术等级、使用功能与设计确定的交通量选择适宜的设计速度。2）根据所选定的设计速度，明确各项技术指标，包括缓和曲线段的最小长度、平曲线与竖曲线的最小半径及坡度以及横向力系数等。3）借助包含 CAD 等在内的软件开展平纵面设计，选择适宜的设计参数，此时还应综合考虑环境方面的问题。此外，对相邻单曲线之间的关系进行检查，若与安全条件不相符，则要对曲线半径进行适当调整。4）对单曲线进行 CCRs 值计算。5）对单曲线进行 V85 值计算，同时实施直线独立性分析。6）通过检查确定设计与运行速度受一致，以及行驶是否保持稳定，如果安全性无法达到相关标准的要求，则要重新进行设计或采取其它交通工程措施。7）以计算所得单曲线 CCRs 值和 V85 值为依据进一步计算确定停车与超车视距、最大和最小超高值，并继续检查确定稳定性能否达到安全要求，若与要求不符，则要对设计参数进一步调整，然后重新检查，直到满足要求为止。8）通过构建专门的三维模型实施三维检查。9）如果检查确认所选路线与安全标准及相关技术指标相符，则可视作安全的路线方案。以某山区高速公路为例，其 C3 线、K 线、BC 线和 BD 线四条路线的主要技术指标分别如表3、4 所示。

表3 某山区高速公路C3 线、K 线主要技术指标

4 结语

综上所述，高速公路路线设计是复杂工作，涉及多方面因素。以上探讨了山区高速公路设计要点，包括地形、地质、环保、规划、土地利用、施工条件和工程造价等。强调在设计过程中应全面考虑这些要点，逐步深入分析，多方案比较，以确保山区高速公路设计的合理性。此外，在条件允许的情况下可考虑在山区高速公路路线设计中引入当前先进技术，以提高路线设计技术水平，保证设计成果合理性。

参考文献：

[1] 陈彦君， 何国亮， 杨补林. 基于GABP 算法的山区高速公路路线设计安全性评价方法[J]. 内蒙古公路与运输，2024，（05）：15-18+33.

[2] 胡旭. 公路路线设计指标运用方法及优化方案研究[J]. 工程技术研究，2024，9（13）：174-176.

[3] 刘全吉. 山区高速公路路线设计基本思路及选线方法的分析[J]. 大众标准化，2024，（12）：119-121.

[4] 杜广伟. 贵州山区普通公路改扩建工程的路线拟合设计探讨[J]. 交通科技与管理，2024，5（08）：65-67.

[5] 刘健锋， 韦姗姗， 万谦， 等. 山区复杂地形下枢纽式互通立交方案的综合比选方法[J]. 西部交通科技，2024，（03）：50-52+72.

[6] 何自珩. 运行速度及其在公路路线设计中的应用分析[J]. 交通科技与管理，2023，4（22）：22-24.

[7] 郑志明. 山区复杂条件下公路线形设计的要点分析[J]. 交通科技与管理，2023，4（21）：32-34.

[8] 王继生. 基于交通安全的山区公路路线设计策略分析[J]. 交通科技与管理，2023，4（10）：189-191.

作者简介：刘友勃（1989.6-），男，汉族，工程师，本科，山东德州，主要工作方向：公路路线专业