1 国外公路设计理念
国外的高速公路建设早于我国的高速公路建设, 在设计理念上也高于我国的设计理念。这里我们以美国为例。在20世纪90年代美国联邦公路管理局出版了《Flexibility in Highway Design》 (《公路设计灵活性》) 就以提出了“灵活设计理念”, “这种理念是建立在充分掌握和理解现有设计标准、规范本质的基础上, 在不降低安全性的前提下, 通过合理的选择标准, 灵活运用设计指标, 寻求达到更符合公路可持续发展的需要和利益的目标”。也就是说灵活设计是以对标准和规范的深刻理解和掌握为根本, 在确保公路安全性和功能性的同时, 以最大限度维护公路与景观环境的协调为目的 (包括公路自身和沿线景观的协调、自然和人文景观的协调、甚至包括驾乘人员的生理和心理感受的维护和提高) 。围绕交通事故“不应该以人的生命为代价”的理念, 美国提出了宽容路侧设计理制, 即“路侧净区设计理念”。这种设计降缓边坡破率, 允许过错车辆驶离路面并为驶离路面的车辆提供一个返回的空间, 从而降低车祸的发生和降低发生车祸的损失, 着重保护人的安全。美国的设计理念的发展始终围绕着保护环境和人的安全来进行的, 即公路既要维护自然、人文景观的协调, 也要在细节上考虑人的安全。
2 新理念路线设计原则
(1) 景观协调考虑:结合沿线地形、地貌、地质、植被等条件, 路线布设顺势而为, 线形走向尽可能与山川、河流、大地的势相吻合, 接近自然, 融入自然, 达到自然景观与再造景观的和谐统一。同时, 对再造景观用连续的手法, 通过形态、质地、色彩的渐进, 达到“车在路上走, 人在画中游”的景观效果。
(2) 贯彻“安全、环保、舒适、和谐”的设计理念, 路线设计结合地形, 顺势而为, 接近自然, 融入自然, 尽可能减少人为的影响, 坚持“不破坏就是最大的保护”的原则。
路线方案选择:本工程地形、地质条件较复杂, 线位方案将直接影响工程的投资规模及施工、营运的安全。路线方案选择从全面、协调、可持续的科学发展观出发, 坚持地形选线、地质选线、环保选线和安全选线, 并对可能潜在的路线方案进行全方位优化和比较, 尽可能避开不良地质路段;对重点、难点路段进行重点研究, 选择有利于环保、纵坡平缓、线形均衡、行车安全、占用耕地少、有利于社会协调发展的方案。
(3) 运行车速检验:根据地形、地貌、地质条件, 合理运用工程技术标准, 采用适宜技术指标, 确保整体线形的均衡、连续。运用运行车速理念来检验设计指标, 严格控制衔接路段的级差, 确保相接路段衔接顺适, 使相临路段速度差在20公里/小时以内。
(4) 线形指标掌握:根据地形、地物、地质条件, 在保证行车安全, 有利于环境保护, 少占农田的前提下, 对强制性条款规定的线形指标严格掌握, 对一般线形指标灵活应用, 不片面追求高指标, 以保持线形连续、行驶顺畅、环境优美、景观协调。
(1) 平纵指标:一般地形条件下, 路线平曲线半径采用1000~3000米, 曲线长度控制1000~2000米, 路线纵坡采用0.3%~2%:地形复杂路段, 平曲线半径采用400~1000米, 最大纵坡采用5%;设置隧道路段, 最小平曲线半径采用720米, 最大纵坡采用3%;设置特大、大桥路段, 最大纵坡采用4%。 (2) 平纵组合:充分考虑驾驶者在视觉和心理方面的要求, 在满足汽车运动学与力学要求的前提下, 平、纵面线形的技术指标采用大小均衡, 组合得当, 做到安全、舒适, 线形与自然环境和景观的配合与协调。
3 新理念路线设计思路研究
3.1 注重路线的景观选线
(1) 线形设计要“安全、环保、舒适、和谐”, 在选线时合理组合线形要素, 做到连续、均匀、协调、舒畅, 使其具有良好的视觉诱导和优美的流畅线形, 与自然环境协调一致, 给人一种和谐的美感。 (2) “势”的理念, 线形走向与山川、河流、大地的势相吻合。 (3) “动”的理念, 车辆在路上行驶, 人的视线随沿途景观连续运动。选择利用和保护沿途现有景观, 创造再生人文景观, 并通过形态、质地、色彩的渐进来达到景观的连续运动。
3.2 典型地形选线研究
(1) 低山丘陵地形:山坡较低, 山势平缓, 路线选择需结合地物、挖填平衡等条件, 充分利用荒山、荒坡地、废弃地、劣质地布设路线、尽可能减少对耕地、林地的占用。
(2) 傍山陡坡地形:山体较高, 山坡较陡, 路线一般应选择在山脚, 避免对山坡的开挖, 当受纵面高程控制时, 且地形自然生态较好的路段, 路线可选择在山腰, 以桥梁形式通过, 避免高填深挖, 维持原有景观和自然环境, 减小破坏。
(3) 越岭 (山) 地形:地面高差大, 一般以隧道形式穿过, 路线应选择在地质条件好、隧道设置长度短、纵坡平缓、有利于隧道分线、隧道进出口地形地质条件良好的地段布设路线方案。但对山体较小、较低、山岙狭窄的越岭地形可选择从山中穿过, 以减少边坡开挖高度和防护工程数量。
(4) 山间平原地形:地势较低, 地形平坦, 多为农田区, 路线尽可能选择在平原区边沿, 以保持耕地的完整性。对填土较高的路段可采用高架桥通过, 以减少对耕地的占用。
3.3 环保选线
充分利用地形条件, 灵活运用指标, 避免高填深挖, 路线设计顺势而为, 接近自然, 融入自然, 尽可能减少人为的影响, 坚持“不破坏就是最大的保护”的原则, 以最大限度保护沿线自然生态环境。如本项目起点与安徽接口路段的路线选线以钱江源景区的影响为方案选择的重要依据。
3.4 地质选线
在山区地质条件往往是控制路线方案的关键, 不仅影响工程造价, 而且影响高速公路建设安全, 特别是不良地质对路线方案起作决定性的作用。
(1) 断层破碎带:在路线方案选择时, 尽可能避让, 对不能避让的路线方案在布设路线时尽可能大角度与其相交。
(2) 崩塌、崩坡积区:在路线方案选择时, 首先应考虑避让, 特别是对大型的崩塌、崩坡积区应坚决避开, 否则不仅增加工程投资, 还可能存在安全隐患, 对不能避让的小型崩塌、崩坡积区可采用低路堤方案或采用桥梁方案通过。
(3) 岩溶区、采空区:在路线方案选择时, 首先应考虑避让, 对不能避让的岩溶区、采空区应通过多方案比较选择影响最小的路线方案。对小型岩溶区、浅层采空区, 应探明其分布情况、埋深情况等, 设计时采取相应的工程措施。
(4) 其他不良地质区:如软土地层、煤层等, 在路线方案选择时, 尽可能考虑避让, 对不能避让的应探明地质情况, 设计时采取相应的工程措施。
摘要：本文基于笔者多年从事公路工程勘察设计的相关工作经验, 以基于新理念的公路工程选线设计为研究对象, 分析了国外公路设计的新理念, 新理念设计的原则和新理念下路线设计的思路, 全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词：新理念,公路工程,路线设计,景观
参考文献
[1] 于恒栋, 唐蕾.公路路线设计的若干问题探讨[J].科技资讯, 2006 (4) .
[2] 王亚奇, 钱振东.山区公路路线设计探讨[J].科技创新导报, 2009 (S1) .