山区高速公路路线设计问题的若干思考
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作者: 侯敬尧
随着高速公路逐渐向山区延伸，其所在区域复杂的地形、地质、水文条件导致了山区高速公路的路线设计、总体设计具有其自身的特点，且明显地区别于平原区高速公路；山区高速公路的工程规模大、路基宽度宽、服务设施齐全，亦远非以往的山区低等级公路所能比拟。因此，如何准确地把握山区高速公路的特点、难点，合理地掌握技术标准，灵活地布设线位，不仅关系到公路的使用功能、服务水平，也是降低工程造价和运营成本的关键，迫切需要加以认真研究和探讨。
一、更新设计理念。把握路线设计的关键
山区高速公路的特点要求我们在继承以往成功经验的基础上，设计理念要有所提升，设计思路要有所创新。
1、山区高速公路路线设计的理念
(1)把握总体设计的理念，达到辩证的统一。
不管是我们的习惯做法，还是有关规范标准的条文规定，高速公路的路线是”纲”，桥、隧、交叉附从于路线。所有这些，并不是说构造物位置选择的合理性、设置的经济与否等属于次要的地位而不去充分地研究；而是将这些问题或矛盾“拜托”给了路线组。在进行线位的布设过程中，需要充分研究诸如路基横断面的位置及形式的选择，桥梁轴线的选择，隧道的形式、轴线位置及洞门位置的选择，交叉的位置及形式的考虑，对环境的破坏程度等等，并且将所有这些问题(或称之为“矛盾”)作为各控制因素，结合地形、地质、水文条件进行综合地、全面地分析，筛选出哪些是主要的、要充分考虑的因素，哪些是次要的因素，然后抓住”主要矛盾”、兼顾(有时或是”牺牲”)”次要矛盾”，最终布设出总体上经济、安全、合理的线位。
(2)尽可能避免高填深挖、缩短隧道长度。
高填深挖段落多、边坡高、桥隧占路线里程的比重大，是山区高速公路给人们最直观、最深刻的印象，也是直接导致造价高昂的重要因素。
高填深挖路基不仅对环境造成严重的的破坏，而且其安全性、耐久性也令人忧虑不安；而隧道不仅造价高，而且隧道尤其是长隧道的通风、照明、消防等增加了运营养护费用。因此，”以桥梁取代高路堤，以隧道取代深路堑，以隧道群取代特长隧道，在可能的情况下调整线位以桥换隧的思路应贯穿平、纵面布设的始终，反复优化线位，以降低工程造价、更好地保护环境。
(3)合理掌握线形指标，忌”左”防”右”。
由于公路发展的进程是从等级公路(含山区等级公路)发展到高速公路，而高速公路又从平原区延伸至山岭医，如此的发展进程难免会干扰我们对山区高速公路线形指标的掌握。其表现为，一是习惯于平原区高速公路的“大手笔”，追求高指标，结果造成工程量大、造价高，与地形及自然景观不协调；二是受缚于山区低等级公路的思维定势，”畏手畏脚”，不敢合理地设置隧道、高架桥，极限指标、低指标采用过多，造成工程数量节省有限而公路的使用功能、服务水平却大大降低。
为此，山区高速公路线形指标的掌握要谨防这两种思想导向，积极把握地形、地质特点，综合选用能保证服务水平且均衡、连续、适应地形的技术指标。综合几条山区高速公路的实践，主要遵循以下原则：
①当出现较高和较低指标时，要分别通过降低指标和改善指标验证其适应性、合理性；
②一般情况下，采用超高值为2％～4％的平曲线半径。迫不得已的情况下方可采用极限僮；
③连续上下坡的缓和坡度应控制在2.5％以内；
④前后段落的指标要均衡、连续;
⑤平曲线占路线总长控制在60％以上，竖曲线占路线总长控制在40％以上。
2、山区高速公路设计的关键
(1)合理安排纵坡越岭
山区高速公路往往需要在集镇附近设置互通，而这些集镇往往都是四周群山环绕，集镇间关山阻隔。因此，克服高差是山区高速公路路线设计的要点，如何合理地安排纵坡越岭、并据此选择合适的平面位置是节省工程造价的关键。
(2)安排纵坡越岭、选择平面位置的方法及步骤
安排纵坡越岭、确定平面位置的方法可以借鉴以往山区等级公路”放坡定线“的做法。具体步骤为；
(1)按2％～3.7％的平均纵坡，找出大段落的控制高程。确定长大隧道的位置、进出口标高，确定互通的跨越形式、标高；
(2)根椐地形情况，逐段放坡，计算出一定间距(或50m，或100m)的控制高程；
(3)根据逐点的控制高程，结合横断面的布置，得出一系列平面控制点；
(4)采用“曲线法”定线，使得平面线位尽量多地穿过或靠近这些平面控制点。当然，对于一些过于离散的、或突变的点可以舍去，也就是说，这些区段是需要设桥梁跨越或隧道穿过的，
(5)进行纵断面设计，对不理想的段落再重复第(2)～(5)点的工作，如此反复直到得出较为经济合理的平纵面。
3、对长距离连续下坡路段，应在线形设计上采取安全措施
如上述的地形原因，山区高速公路的长陡纵坡是难以避免的，这必然给行车安全带来不利的影响，尤其是面对目前屡禁不止的严重超载现实，若仅仅从交通工程方面采取措施，只能是”没有办法的办法”，最根本的办法应该是从最基本的线形设计上采取措施。
(1)连续陡坡路段平纵面线形应均衡、顺适，严禁在陡坡底设置小半径平曲线、孤立的平曲线。
(2)不得在连续陡坡路段出现平、纵面的不良组合。
(3)注意长距离陡坡底的互通立交的选型。
其一，应尽量采用主线下穿的立交跨越形式，使匝道上坡驶出。
其二，当主线超高≥4％时，不应采用在超高外侧内环驶出的B型单喇叭互通立交；当主线超高<4％时，若受交通量的流向及地形限制，需布设为在超高外侧内环驶出的B型单喇叭互通立交时，则应将内环匝道设计为”水滴型”。
(4)结合地形及平面、纵坡情况，选择适当的位置设置供失控车辆驶出、并安全减速的避险车道。
二、结合不同的地形地质条件，灵活布线
1、拓展路基设计的空间，根据地形灵括地布线
平、纵、横组合是路线设计的最基本原则，针对山区高速公路地形差异大的特点，应该拓展路基设计的空间、较准确地把握新技术，以合理的路基断面形式来验证线位的合理性、经济性，避免由此引起对线位的把握不定或舍去合理的路线方案。
2、高架桥位置的选择
为缩短桥长，高架桥的桥轴线一般应尽量避免与等高线平行。或是选择在凸出的山鼻间跨越、或是选择在沟谷较为狭窄的位置跨越。另外，当高架桥需跨越大的河流或等级路时，应注意桥梁的斜交角度，一般控制在45。以内，能小尽量小。
3、隧道形式、轴线及洞门位置的选择
山区高速公路为克服地形，往往综合造价、里程、环保等因素选用隧道方式穿过山体。此时，隧道的形式、轴线及洞门位置的选择就成为线位布设时考虑的重要因素，其直接影响到隧道的长短、洞身的安全、工程造价、施工的难易程度、营运费用等。
其实路线设计没有一个绝对的、固定的模式和方法可遵循。笔者认为，本质上说，路线设计是综合多种影响因素基础之上的矛盾妥协，也就是说抓住主要矛盾、忽略或牺牲次要的矛盾以达到辩证的统一。
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