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摘要：本文概述了山区公路的特点,分析了在山区公路设计中环境保护、线形设计、边坡治理和景观设计等需要注意的问题。
关键词：山区公路设计；安全；生态环保；景观美学
Abstract: This article summarized the characteristics of the mountain road, analyzed issues that need attention on the mountain highway design, environmental protection, alignment design, slope control and landscape design.Key words: mountain and road design; security; eco-friendly; landscape aesthetics
中图分类号TU2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
山区公路由于地形、地貌变化大,地质构造和岩土类别复杂,不仅给公路勘察设计工作带来许多不便,而且工程数量多,施工难度大,因而工程造价比非山区公路要高得多。本文根据作者多年来设计的经验,对山区公路的勘察设计工作提出一些看法,望广大同行批评指正。
1 基于环保的设计思想应列为重要的指导思想
公路建设不可避免地对沿线的生态环境造成一定的影响,如植被的破坏、水土的流失、土地的分割等,这在山区公路建设中尤为突出。如何减少这些影响,使公路建设与生态环境保护协调发展,是当今公路建设面临的重要课题。
1.1 节约用地
土地,尤其是耕地,是极其宝贵的自然资源。筑路占地会加速减少本已不多的耕地,加剧对剩余耕地的压力,因此在设计中应尽量减少对耕地的占用。
1.2 避免诱发地质灾害
修建公路中,路基的开挖或堆填会改变局部地貌,在地质构造脆弱地带易引起崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。目前,区道路选线已由地形选线为主变为地形控制与工程地质选线并重的综合选线。针对山区地形、地质、水文都比较复杂的情况,选线时要坚持系统分析原则、综合选线原则、整体最优原则等地质选线原则,尽可能地避绕工程地质不良地段。
1.3 注意对生态敏感地区的影响
公路运输线路长,其间会穿越各种生态系统,如:各类自然保护区,野生动植物保护及栖息地,水土流失重点防治区,森林公园,成片林地与草原,水源区,湿地等。公路在穿越或接近这些地区时,有可能影响到这些地区的生态平衡,破坏自然资源。因此,公路建设应尽可能保证原有生态系统的连续性,特别对一些自然保护区、湿地生态系统、野生动物保护区、水资源保护区采取相应的保护措施。
1.4 减少水土流失
公路建设中,由于施工造成地表植被的破坏,使土壤表层裸露,土壤的抗蚀能力大为降低。此外,公路工程建设中还会产生大量取土或弃土、弃渣。这些松散的岩土孔隙大、结构疏松,若不加以处理,也会导致新的水土流失。要解决这些问题:首先,在选线时尽可能避开具有潜在流失源的不良地质路段,如易滑坡山体、流沙地段等。其次,尽量求得土石方工程的平衡,减少废弃方；工程中设置足够的排水设施,以保证路面两侧区域排水畅通和快捷；采用减少总坡度的台阶化植草、修分水沟、溢洪道设计以消除径流,或使用土壤结构改良剂加固边坡；采用工程护坡和生物护坡相结合的措施。再者,采用集中取、弃土方式,取土后及时平整恢复地表植被。弃土场做好护坝和排水防护设计；对公路征地范围内的所有空地进行绿化设计。
2 行车舒适顺畅、安全是设计工作的重点
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。山区路线更多的是在平面上适应地形,平曲线较多。
平曲线由圆曲线和缓和曲线组成,对于山区公路要特别强调以曲线为主的路线设计思想,做到路线与地形、地物、景观的相互协调,因此应合理选用圆曲线半径和设置缓和曲线长度。圆曲线半径就适应地形、避绕地物、线形协调综合考虑,曲线半径以不小于极限最小半径的3倍为宜,使其超高控制在4％以內；就行车的安全性、舒适性而言,对于各个车速,一般最小半径也基本上能够保证,因此在实际运用时,可以采用等于或接近一般最小半径值进行设计；对于极限最小半径的采用要尤其慎重,只有在自然条件特殊困难地段方可采用。
公路缓和曲线采用了回旋线,回旋线在理论上与汽车的缓和行驶轨迹一致,这种曲线有一定的自由度,对地形等有极强的灵活性。因此,在采用小半径时,要讲求缓和曲线的设置长度。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。较长的缓和曲线不仅可获得圆滑顺适的线形,并且也使超高过渡段增长,有利于行车安全。与平面设计一样,纵面设计首先必须充分考虑地形、地质等自然条件。纵面上,山区公路纵坡变化频率不高,与平原区公路比较,平均每公里纵坡变更次数相差并不大。这是因为山区公路桥隧多,桥隧对纵坡有一定的要求,做纵坡设计时,在适应地形的同时要照顾到桥隧的纵坡要求；而且，山区公路拉碎坡并不能大幅度地减少工程量。因此,合理设置变坡点是山区公路纵断面设计的重点,变坡点设置不当会产生大量的填挖方,这在破坏了地表植被和表土的同时,也增加了边坡和路基的不稳定性,并容易诱发地质灾害和大面积水土流失,所以,减少填挖方量是山区公路纵面设计的一项重要内容。
为提高山区公路行驶的舒适顺畅性和安全性,除应注意做好平纵配合设计,在线形设计上尽量避免急弯、陡坡、视距不良等路段以外,在相应的安全防护设施的配置上也应该给予足够的重视。
3 边坡治理也是需要注意的重要问题
公路边坡常见的病害,在深路堑中因高边坡失稳而发生的滑塌或崩坍,在高路堤处因压实不足而产生的滑移与沉陷。在山区公路勘察设计时,对路基设计,尤其是在高路堤、陡坡路段和深路堑处,要不同于一般路基,应精心设计,使边坡处于安全稳定的状态。
公路路线设计中的边坡处理问题,总的来说,日前公路沿线景观上的“黄土高坡”偏多,滑坡、崩塌也时有发生。这些问题的产生,与公路平纵面设计是否恰当,关系较大。现提出几点共同探讨：首先山区公路应用足最低技术标准,宜弯则弯,宜坡则坡,不要片面追求路线平直,减少大填大挖。二是要充分利用地形。过去低级公路是“就地扒”,高等级公路不行了,但应尽量减少破损山体。三是要充分且恰当的利用人工构造物的作用。例如某山区专用线,经过鸡爪地形,半填半挖路段较多,很多横断面是上下两个高边坡,植被破坏严重,流失的水土破坏了山下的农田。如果注意上支下挡,上面用锚杆挂土工塑料网
喷射砼支护,下边用挡墙形式,则对山体破损很少,造成价也不一定高多少；有的深路堑考虑用一短隧道通过,既可增加路基的稳定性,也可减少对生态环境景观的破坏。地球只有一个,有的资源只能使用一次,一条公路设计不当,不仅给公路部门带来麻烦,而且破坏了环境,这是难以挽回的损失。人类历史发展到今天,公路工程不再仅仅是一门技术,也应是一门艺术。
4 线形美学与景观设计是现阶段提出的更高要求
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,在设计中应注意:平面线形设计是美学设计的基础；纵断面线形设计是美学设计的补充和完善;景观设计是美学设计的关键；公路绿化是景观路、生态路、环保路的具体体现。
总之,发展山区公路是解决山区经济滞后、提供山区人民生活水平的一件大事,而我们作为公路建设者,应该担负起精心设计、精心施工的责任,为我国山区的发展尽一份自己的力量。以上是作者多年来对山区公路设计工作经验的分析总结,有不足之处望广大同行批评指正。
参考文献：
[1] 公路工程技术标准[S].JTGB01-2003.北京:人民交通出版社,2004.
[2] 公路路基设计规范[S].JTGD30-2004.北京:人民交通出版社,2004.
[3] 公路路线设计规范[S].JTGD020-2006.北京:人民交通出版社,1995.
[4] 高等学校试用教材.路基路面工程[M].人民交通出版社.1999.8版.
[5] 工程地质手册[M].北京.中国建材工业出版社.1992.
关键词：山区公路设计；安全；生态环保；景观美学
Abstract: This article summarized the characteristics of the mountain road, analyzed issues that need attention on the mountain highway design, environmental protection, alignment design, slope control and landscape design.Key words: mountain and road design; security; eco-friendly; landscape aesthetics
中图分类号TU2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
山区公路由于地形、地貌变化大,地质构造和岩土类别复杂,不仅给公路勘察设计工作带来许多不便,而且工程数量多,施工难度大,因而工程造价比非山区公路要高得多。本文根据作者多年来设计的经验,对山区公路的勘察设计工作提出一些看法,望广大同行批评指正。
1 基于环保的设计思想应列为重要的指导思想
公路建设不可避免地对沿线的生态环境造成一定的影响,如植被的破坏、水土的流失、土地的分割等,这在山区公路建设中尤为突出。如何减少这些影响,使公路建设与生态环境保护协调发展,是当今公路建设面临的重要课题。
1.1 节约用地
土地,尤其是耕地,是极其宝贵的自然资源。筑路占地会加速减少本已不多的耕地,加剧对剩余耕地的压力,因此在设计中应尽量减少对耕地的占用。
1.2 避免诱发地质灾害
修建公路中,路基的开挖或堆填会改变局部地貌,在地质构造脆弱地带易引起崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。目前,区道路选线已由地形选线为主变为地形控制与工程地质选线并重的综合选线。针对山区地形、地质、水文都比较复杂的情况,选线时要坚持系统分析原则、综合选线原则、整体最优原则等地质选线原则,尽可能地避绕工程地质不良地段。
1.3 注意对生态敏感地区的影响
公路运输线路长,其间会穿越各种生态系统,如:各类自然保护区,野生动植物保护及栖息地,水土流失重点防治区,森林公园,成片林地与草原,水源区,湿地等。公路在穿越或接近这些地区时,有可能影响到这些地区的生态平衡,破坏自然资源。因此,公路建设应尽可能保证原有生态系统的连续性,特别对一些自然保护区、湿地生态系统、野生动物保护区、水资源保护区采取相应的保护措施。
1.4 减少水土流失
公路建设中,由于施工造成地表植被的破坏,使土壤表层裸露,土壤的抗蚀能力大为降低。此外,公路工程建设中还会产生大量取土或弃土、弃渣。这些松散的岩土孔隙大、结构疏松,若不加以处理,也会导致新的水土流失。要解决这些问题:首先,在选线时尽可能避开具有潜在流失源的不良地质路段,如易滑坡山体、流沙地段等。其次,尽量求得土石方工程的平衡,减少废弃方；工程中设置足够的排水设施,以保证路面两侧区域排水畅通和快捷；采用减少总坡度的台阶化植草、修分水沟、溢洪道设计以消除径流,或使用土壤结构改良剂加固边坡；采用工程护坡和生物护坡相结合的措施。再者,采用集中取、弃土方式,取土后及时平整恢复地表植被。弃土场做好护坝和排水防护设计；对公路征地范围内的所有空地进行绿化设计。
2 行车舒适顺畅、安全是设计工作的重点
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。山区路线更多的是在平面上适应地形,平曲线较多。
平曲线由圆曲线和缓和曲线组成,对于山区公路要特别强调以曲线为主的路线设计思想,做到路线与地形、地物、景观的相互协调,因此应合理选用圆曲线半径和设置缓和曲线长度。圆曲线半径就适应地形、避绕地物、线形协调综合考虑,曲线半径以不小于极限最小半径的3倍为宜,使其超高控制在4％以內；就行车的安全性、舒适性而言,对于各个车速,一般最小半径也基本上能够保证,因此在实际运用时,可以采用等于或接近一般最小半径值进行设计；对于极限最小半径的采用要尤其慎重,只有在自然条件特殊困难地段方可采用。
公路缓和曲线采用了回旋线,回旋线在理论上与汽车的缓和行驶轨迹一致,这种曲线有一定的自由度,对地形等有极强的灵活性。因此,在采用小半径时,要讲求缓和曲线的设置长度。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。较长的缓和曲线不仅可获得圆滑顺适的线形,并且也使超高过渡段增长,有利于行车安全。与平面设计一样,纵面设计首先必须充分考虑地形、地质等自然条件。纵面上,山区公路纵坡变化频率不高,与平原区公路比较,平均每公里纵坡变更次数相差并不大。这是因为山区公路桥隧多,桥隧对纵坡有一定的要求,做纵坡设计时,在适应地形的同时要照顾到桥隧的纵坡要求；而且，山区公路拉碎坡并不能大幅度地减少工程量。因此,合理设置变坡点是山区公路纵断面设计的重点,变坡点设置不当会产生大量的填挖方,这在破坏了地表植被和表土的同时,也增加了边坡和路基的不稳定性,并容易诱发地质灾害和大面积水土流失,所以,减少填挖方量是山区公路纵面设计的一项重要内容。
为提高山区公路行驶的舒适顺畅性和安全性,除应注意做好平纵配合设计,在线形设计上尽量避免急弯、陡坡、视距不良等路段以外,在相应的安全防护设施的配置上也应该给予足够的重视。
3 边坡治理也是需要注意的重要问题
公路边坡常见的病害,在深路堑中因高边坡失稳而发生的滑塌或崩坍,在高路堤处因压实不足而产生的滑移与沉陷。在山区公路勘察设计时,对路基设计,尤其是在高路堤、陡坡路段和深路堑处,要不同于一般路基,应精心设计,使边坡处于安全稳定的状态。
公路路线设计中的边坡处理问题,总的来说,日前公路沿线景观上的“黄土高坡”偏多,滑坡、崩塌也时有发生。这些问题的产生,与公路平纵面设计是否恰当,关系较大。现提出几点共同探讨：首先山区公路应用足最低技术标准,宜弯则弯,宜坡则坡,不要片面追求路线平直,减少大填大挖。二是要充分利用地形。过去低级公路是“就地扒”,高等级公路不行了,但应尽量减少破损山体。三是要充分且恰当的利用人工构造物的作用。例如某山区专用线,经过鸡爪地形,半填半挖路段较多,很多横断面是上下两个高边坡,植被破坏严重,流失的水土破坏了山下的农田。如果注意上支下挡,上面用锚杆挂土工塑料网
喷射砼支护,下边用挡墙形式,则对山体破损很少,造成价也不一定高多少；有的深路堑考虑用一短隧道通过,既可增加路基的稳定性,也可减少对生态环境景观的破坏。地球只有一个,有的资源只能使用一次,一条公路设计不当,不仅给公路部门带来麻烦,而且破坏了环境,这是难以挽回的损失。人类历史发展到今天,公路工程不再仅仅是一门技术,也应是一门艺术。
4 线形美学与景观设计是现阶段提出的更高要求
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,在设计中应注意:平面线形设计是美学设计的基础；纵断面线形设计是美学设计的补充和完善;景观设计是美学设计的关键；公路绿化是景观路、生态路、环保路的具体体现。
总之,发展山区公路是解决山区经济滞后、提供山区人民生活水平的一件大事,而我们作为公路建设者,应该担负起精心设计、精心施工的责任,为我国山区的发展尽一份自己的力量。以上是作者多年来对山区公路设计工作经验的分析总结,有不足之处望广大同行批评指正。
参考文献：
[1] 公路工程技术标准[S].JTGB01-2003.北京:人民交通出版社,2004.
[2] 公路路基设计规范[S].JTGD30-2004.北京:人民交通出版社,2004.
[3] 公路路线设计规范[S].JTGD020-2006.北京:人民交通出版社,1995.
[4] 高等学校试用教材.路基路面工程[M].人民交通出版社.1999.8版.
[5] 工程地质手册[M].北京.中国建材工业出版社.1992.