高速公路路线方案设计理念与方法
摘要：为充分保证高速公路运行的安全可靠性，路线方法设计工作至关重要，需要设计人员严格遵循科学合理的设计理念和方法，切实提高高速公路的使用功能和整体经济效益。文章主要对高速公路路线方法的设计理念、设计原则及设计方法展开针对性分析，并解决其重、难点问题，促使交通经济得到最大限度的提升。
关键词：高速公路；路线方案设计；可持续性原则；平面布线 文献标识码：A 中图分类号：U412
文章编号：2096-4137（2018）02-041-03 DOI：10.13535/j.cnki.10-1507/n.2018.02.14
改革开放以来，我国对高速公路建设的投入力度越来越大，由最初的泥土道路到现今的柏油马路经历了一个漫长历史时期。不同时期对道路实际需求的不同导致高速公路处于不断完善的过程，使其实际承载能力和质量水平都得到了大幅度提升。为充分保证高速公路运行的安全可靠性，路线方案的科学设计尤为重要，需要设计人员充分考虑施工现场地理地势、天气气候等自然因素，展开更全面的设计分析，切实做到具体问题具体分析，为后期工作的顺利开展提供有效保障。
1 高速公路路线方案的设计理念概述
基于我国交通部门最新制定提出的规范文件，在高速公路具体建设之前，相关设计人员需要提出全面完善的路线方案，严格遵循科学发展观理念，积极树立高速公路建设创新理念，并且在此期间还要有效贯彻落实“安全、环保、和谐、舒适”等指标，促使自然协调融合，为高速公路路线方案设计更具合理性特点奠定良好基础。
同时，与其他类型工程项目相比较而言，高速公路路线方案设计可能会涉及众多复杂且不确定性的因素，再加上受到我国相关政策法规影响，都容易使高速公路在建设期间存在一定限制约束，不但关系到整个高速公路工程的质量情況，还将决定高速公路实际运行所取得的经济收益，因而需要将路线方案设计放在首要位置。
此外，由于高速公路路线方案设计在某种程度上是高速公路交通运行事故发生的重要影响因素之一，因而设计人员在具体工作期间需要重点关注公路横纵融合情况，切实找出交通事故频发的相关联系，针对事故发生的影响因素展开全面深入的研究分析，将高速公路事故发生率降到最低。在此期间尤其需要注意的一点就是设计人员不仅要对社会学、美学、经济学及生物学等领域进行充分掌握，还要对高速公路设计理念展开深入学习，从而促使高速公路在实际运行期间达到最佳状态。
2 高速公路路线方案的设计原则
2.1 安全性原则
通常来说，高速公路路线方案设计存在的主要目的就是充分保障工程项目质量水平，同时这也是工程项目开展一切活动的根本出发点。然而，从现阶段实际情况来看，高速公路在具体施工建设期间总是存在着各种安全隐患，不但无法取得施工质量最佳效果，还会适得其反，致使各个环节工作都面临着严重安全隐患，因而这就需要设计人员在进行高速公路路线方案设计时能严格遵循相关规范标准，基于高速公路的实际情况，有效规避各种安全隐患，促使高速公路各项工作业务都能在安全框架结构下顺利进行，实现高速公路设计的真正意义和价值。
2.2 可持续性原则
基于现今社会实际情况来看，资源匮乏愈发凸显，这对各行各业来说都是非常重要的，对于高速公路交通行业来说更是如此。这就需要设计人员在进行路线方案设计时能充分考虑到这一因素，避免出现资源大量浪费，实现资源的最大化目标。只有有效落实，合理利用资源才，能促使后续相关工作开展更加顺利，实现可持续发展，便于更好地适应未来社会发展形势。
2.3 区域性原则
不同地区往往都有属于自身的独特特征，因而设计人员在进行高速公路路线方案设计时，需要基于实际地域情况展开有效分析，如天气变化、地质地势及当地风俗习惯等。例如，在北方进行高速公路施工建设时，需要重点考虑的就是“冬季较为寒冷，且雨雪等天气出现可能性较大”，在设计时就需将其放在重点位置；而南方，其常年降雨较多，致使高速公路路面长期受到雨水侵蚀浸泡，因而在设计时需将此种情况的预防对策作为重点内容，充分利用所有资源，满足未来发展的实际需求，促使高速公路路线方案设计达到最佳状态。
2.4 自然协调原则
根据相关调查可知，在以往传统高速公路设计过程中，核心设计理念就是工程项目整体质量及运行安全稳定性。只要上述方面内容设计较具科学合理性，其他方面内容就自然不够重视。但在现阶段社会，人们逐渐开始关注日常生活品质，因而高速公路设计如何切实满足人们的实际需求就成为设计人员的重点考虑方向，以有利于促使人与自然和谐相处。并且，设计人员还需将环境设计作为核心内容，切实将施工现场地理位置、地形地貌及生态特征与人工系统有效协调结合在一起，从而促使高速公路能在具备较好运输功能的基础上不断完善自身环境特色。
3 高速公路路线方案设计方法的有效研究
3.1 坡长的合理控制
通常来说，高速公路纵坡的实际长度及角度设计要求与车辆行驶速度和状态有着直接关系，一旦纵坡较长，则车辆在实际行驶期间就会大大增加驾驶人员的实际负担，并且还会致使车辆发动机逐渐出现发热现象，导致水箱开始升温，资源消耗大大提高，甚至出现车辆熄火等情况。同时，在车辆下坡时运行速度还会逐渐加快，在驾驶人员不断制动情况下仍然不受控制，容易导致驾驶人员产生紧张心理状态，导致重大交通安全事故的
发生。
为有效解决这一问题，高速公路路线方案设计人员针对高速公路坡长和坡度提出合理化规范限制，如在对高速公路某一路段坡长和坡度进行有效控制约束时，需将车辆行驶理论和实际行驶状态作为主要参考依据，并且充分做到因地制宜，有效采用各种浅挖等方式方法，切实凸显出施工现场地形地貌特征。在此期间，尤其需要注意的一点就是，假设高速公路位于山区环境之中，就需要在具体设计时适当增加扩大坡长和坡度限制约束范围，避免对自然环境造成损坏等影响。此外，由于高速公路设计期间横坡和纵坡存在明显差距，因而往往在设计过程中就需要其能有效采用分离式断面设计形式，将上下结构有效分离开来。如此一来，车辆在高速公路行驶期间就能只考虑单向上坡或下坡，从而可根据地形地势情况提出合理化约束范围，大大节省工程项目投资成本。
3.2 曲线半径和平面布线的有效落实
通常，在高速公路路线方案设计过程中，圆曲线情况出现得非常频繁，导致车辆在高速公路上行驶极容易受到离心力影响向外侧方向滑移，从而产生倾覆安全威胁。为有效克服这一问题，设计人员在路线方案设计时就应充分利用圆曲线半径大小因素展开合理调节改善，使离心力和曲线半径形成反比状态。并且，为了充分保证来往车辆行驶的安全可靠性，设计人员还应最大限度扩大曲线半径范围。然而，基于周围环境和工程造价等因素的有效考虑，往往曲线半径也不能过大，这就需要设计人员不断加大对其研究的重视力度。同时，基于平面布线设计情况来说，如果高速公路路基采用整体断面施工形式，将会大大增加实际工程量，使高速工程施工建设期间工作流程不断扩大，并且还对边坡施工存在着一定安全隐患，极容易对自然环境造成影响破坏。在这种情况下，如果设计人员能采用分离式路基形式则能最大限度缩小公路路基开挖宽度，避免对施工现场周围山体带来破坏。此外，在高速公路线形设计过程中，还可采取独立上下线设计手段，便于将道路两侧分离在河谷和山脊位置，做到充分利用空间资源，明确单向运行路线，进而彻底消除整体形式路基可能带来的不确定性因素。一般来说，分离式路基主要包含三种类型：平面分离式、隧道分离式及纵断面分离式等。其中，平面分离式主要指的是将路线左、右侧分离开来，使其两方都具有一定独立性特点的平面线形路基；隧道分离式主要指的是目前高速公路施工建设期间最常见的单拱分离式隧道和双拱分离式隧道；而纵断面分离式则是指基于同一平面上的运行路线，分别采用不同路基形式，并将二者存在差异固定在分隔带之中。
3.3 平面分离式路基的接线设计
由于高速公路路線方案设计涉及众多方面，再加上容易受周围环境及地形地势因素影响，都容易致使高速公路建设施工出现整体形式路基和分离形式路基的衔接问题，因而需要在路线方案具体设计期间充分考虑以下因素：整体形式和分离形式的断面尺寸大小，设计路线具体位置及断面设计高度等，从而实现高速公路路线方案设计的最佳
成效。
基于目前实际情况，最常见的接线方法主要包括以下两种：
（1）中线直接分离。即在分隔位置保证不同坡度的路基情况始终保持一致状态，并且具有一定程度平顺性，进而促使整体形式分隔带中心线与分离形式平面设计线趋于一致状态，尽可能实现设计简单便捷的目的。
（2）中线错位连接。即设计人员可允许高速公路路基起点终点位置与平面线形之间出现错位情况，进而可基于错位大小程度选择最为恰当的接线手段，为高速公路施工建设顺利进行创造良好
条件。
4 结语
综上所述，高速公路路线方案设计是一项综合性设计工作，涉及高速公路整体运行的各方面内容，再加上高速公路建设极容易受到周围环境因素、社会因素等影响，需要设计人员在进行路线方案设计时能充分考虑到各种因素指标，积极树立安全环保设计理念，有效结合各种先进新型设计施工手段，尽可能地降低对自然环境的破坏程度，从而在充分保证高速公路安全顺利运行的基础上，实现社会可持续发展目标。
参考文献
[1] 赵亘.高速公路路线方案综合评价[D].西安：长安大学，2016.
[2] 周栋梁，周树金，张鸿鸣.怀通高速公路江市段总体设计理念及路线方案探索[J].公路工程，2013，（6）.
（责任编辑：周加转）