摘要 文章对当前全国公路里程的技术等级构成进行了分析，总结了山区低等级公路设计所面临技术、经济、地形等方面的难点，对山区低等级公路施工和设计中存在的问题进行探讨，得到以下结论：山区低等级公路桥梁受横向干扰和出入口影响因素较大。在此基础上提出了山区低等级公路桥梁设计要点，为设计人员提供参考。

关键词 山区公路;低等级公路;桥梁设计;问题分析

中图分类号 U442.5 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）09-0130-03

引言

我国公路交通行业不断快速发展，山区公路桥梁也越来越多。我国大多数贫困地区都位于山区，山区要实现与山外的交流，首要任务便是实现交通便利。经调查研究，截至2020年底，我国仍有4.9%的等外公路。等外公路条件较差，达不到低等级公路的标准，由此可知我国公路桥梁还需要进一步提升。虽然在山区建设的公路桥梁等级较低，但对于促进山区经济发展和提高人民生活水平具有重要意义[1-3]。

与平原地区修建桥梁不同，山区面临的困难更多，且不同的地区面临的地势条件不同。虽然已有的低等级公路桥梁能给类似公路设计带来一些经验借鉴，但由于地势条件不同，参考的价值有限。山区低等级公路桥梁的设计不仅要考虑结构要求，也要考虑到降雨、植被等周边地区的自然环境和气候环境。该文以山区低等级公路桥梁的设计要点为基础，研究公路桥梁的特点和施工中存在的问题，为山区低等级公路的发展和研究做出补充[4-5]。

1 公路等级分类及构成

1.1 公路等级分类

我国公路形式多样，根据不同的使用功能和行政级别可以将公路划分为不同的类别。表1为公路按照不同的划分方式将公路分类。

在公路分类中，低等公路指的是三级公路和四级公路。该文所研究的山区低等级公路即为三、四级公路，按照行政来划分，低等级公路即为县道以下公路。

1.2 公路等级构成

图1为2019年和2020年全国公路里程数按公路等级分类表。从中可以看出，四级公路的里程数占比最多，高达70%以上，而高速公路的里程数仅为3%左右。图中的等外公路表示等级不足以达到最低等级的标准，占比也高达6%。对比2019年和2020年的数据，可以看出，我国高速公路和四级公路的占比在不断提升，而等外公路的占比在大幅度减小。由此可以得出：

（1）我国仍有超过70%的公路里程为四级公路，即低等级公路，因此低等级公路的设计不容忽视。

（2）等外公路比例在大幅度减小，说明我国更加注重提升公路的功能。

（3）二级公路和三级公路在2020年减少了0.1%，整体比例基本稳定。

我国是一个多山国家，山区低等级公路的数量众多。然而山区公路线形组合复杂，地形条件复杂，公路等级低，安全评价不足，导致安全事故频发，因此，开展山区低等级公路桥梁设计要点研究极其重要。

2 山区低等级公路道路交通特点

为了更准确地了解山区低等级公路设计要点，归纳总结山区低等级公路的交通特点，如表2所示。

山区低等级公路交通特点的主要不同体现在以下几个方面：

2.1 受横向干扰因素较大

山区公路不同于一般的高速公路，高速公路的设计不必考虑横向干扰，而山区低等级公路多为双向车道，横向的干扰因素不容忽视。目前常见的横向干扰主要有人、侧停车、非机动车及其他不确定因素。这些横向干扰因素不仅会影响行车速度，也会影响道路安全。这是山区低等级道路最为明显的特点之一，设计要符合规范要求，也要询问当地居民，了解其生活习惯，调研其他类似路段的行人习惯和侧停车密度。图2为某山区公路，道路一旁有山坡，对车辆行驶存在干扰。

2.2 受出入口的影响大

公路出口和入口是常见的主路与支路的交叉形式。出入口一般会有其他路段的车辆汇入路中，影响正在行驶的车辆速度。在高速公路和一级公路中，出入口简单，对行驶的车辆影响较小。而山区公路本身路况复杂，出入口的设置会更加影响车辆行驶的速度。出入口设置越简单，道路交通越有序，车辆行驶更安全。在高等级公路中不必过多考虑出入口位置对道路安全的影响，由于山区公路中出入口的复杂程度对车辆行驶影响较大，因此在设计时必须合理设置出入口的位置。

3 山區低等级公路桥梁设计和施工中存在的问题分析

3.1 山区地形条件造成的困难

与平原地区不同的是，山区地形多为沟壑，纵横交错，因此在进行线路设计时，既要考虑到设计的难度，也要考虑居民出行的方便，必要的时候可以高填深挖、低填浅挖路基。路基填料就近取材，既减少了整体造价，又合理利用地理优势。山区公路面临的最大困难是自然环境，尤其是雨水丰富的夏季，山区常常发生泥石流、洪水等自然灾害，对低等级公路的破坏是毁灭性的。

3.2 政府以及施工单位对山区低等级公路桥梁的重视度不够

在山区修建公路往往需要当地政府的补贴，而政府单位对工程施工往往重视程度不够，导致施工效率较低。施工单位对现场施工的重视程度不足和对上岗的技术人员、管理人员开展的专业培训不足。因此，部分山区公路存在积水、沉陷、裂缝等病害，严重损害公路的使用寿命。

3.3 施工单位现有的技术条件落后

山区施工条件落后，施工单位技术水平有限，施工人员专业度较低，经常不按施工工序操作。并且山区试验设备不足，经常出现混凝土质量不过关、混凝土检测不规范等问题。混凝土的振捣不完全会导致蜂窝麻面。上述问题出现的根源是施工单位的技术条件落后。

3.4 工程造价规模的控制导致低等级公路桥梁的投入不够

山区公路的修建多采用政府补贴与地方自筹相结合方式。山区经济发展缓慢，经济水平相对落后，在山区公路资金投入上存在困难。建筑工程本身资金耗费巨大，且山区多为沟谷地形，为了节省资金，采用“几”字形跨越，设计值通常选取规范的最低限值。图3为某山区公路上的长大纵坡，以“几”字形设计。

4 山区低等级公路桥梁设计要点

4.1 桥梁上下部结构形式的选择

在设计过程中，应根据所处地形和路线的平纵指标选择桥梁的具体跨径。当桥梁需要跨越河流并且处于小半径曲线段时，桥梁结构采用跨径较小便于施工的预制梁板，比如：T形梁和小箱梁等;当桥梁需要跨越沟谷并且处于小半径曲线段时，如果桥梁的高度不高且沟谷地形较为平坦时，桥梁结构采用现浇形式的上部结构，既有利于路线线形，也便于控制桥梁超高和加宽。

在布置桥梁孔跨时应依据桥梁所处的地质情况，选择合理的下部结构。在设计阶段，桥墩位置应远离沟谷中心，并且尽可能设置在地质良好区域。当桥梁需要跨越冲沟和泥石流沟时，应采取多种形式的防撞和防冲刷设施，以保护桥梁下部结构，比如重力式U形台、桩柱式桥台等。

4.2 小半径曲线和缓和曲线设计要点

当桥梁处于小半径曲线段时，由于路线左侧和右侧的弦长差较大，一般会存在超高和加宽情况，若采用预制上部结构，应注意以下要点：

（1）通过调整内外悬臂梁的长度可以满足路线线形的要求，采取调整跨内各个梁片的长度以及边梁的悬臂长度更改路线弧度。

（2）当调整内外梁悬臂长度不能达到路线线形的要求时，采用加宽桥面的宽度的方式，利用防撞护栏形成路线线形。

（3）若桥面的超高值过大时，应通过预制横坡和桥面铺装的方式调整横向坡度值。当上部结构采用现浇形式时，多采用箱形形式，通过对箱梁两侧腹板的高度和地板宽短数值进行调节，从而满足超高和加宽的要求。在实际设计过程中，具体采用哪种方式，要根据实际，确保设计具备充足的安全储备。

4.3 设计时多采用钢筋混凝土

在山区低等级公路建设中，一般采用小跨径桥梁的形式。由于桥梁荷载等级较低，施工单位综合实力不足，在设计过程中应尽可能考虑上述因素。在上部结构的选择中，应选择便于施工、质量可控的桥梁结构。与钢筋混凝土结构相比，预应力结构较为复杂，因此在满足规范和标准的前提下，应较多地使用钢筋混凝土结构体系。

4.4 根据实际情况可采用多孔箱涵代替桥梁

若山区公路位于多雨的地区，在进行路线设计时，可选择用箱涵来代替桥梁。雨水丰富地区，土质松软，天然地基承载力不足，而桥梁对地基的要求极高，使得桥梁布设难度增大，导致工程投资进一步增加。因此在综合考虑各方面的条件下，可选择多孔箱涵代替桥梁结构，原因有二：其一，箱涵结构简单，便于施工;其二，多孔箱涵同样可作为排水的结构，满足要求。因此，在综合考虑山区的实地情况下，研判使用箱涵形式是否满足上述两个因素，从而采用多孔箱涵以降低施工成本。

4.5 结合地方特色，设计同类型桥梁

桥梁占地面积大，对整个地区空间规划布置影响较大。在进行桥梁设计时，不仅要考虑桥梁的结构安全性，也要考虑桥梁的美观性。我国的港珠澳大桥、武汉长江大桥、河北赵州石拱桥、兰州中山大桥等桥梁都已成为著名的景点，应结合当地特色设计桥梁。

为了使山区公路桥梁更符合当地特色，在设计之前，除了勘探地质条件以外，也可以与当地居民交流，吸取已有山区桥梁的成功经验，了解百姓需求及当地文化。以方便居民生活为前提，综合考虑桥梁结构、施工难度、造价、政府规范等因素，遵循可持续发展理念，设计出合理且符合当地需求的桥梁。

5 结语

（1）文中介绍了公路分类，分析我国不同公路等级公路的里程数，其中低等级公路占比最高。

（2）总结了山区低等级公路的交通特点，尤其是在道路线形、交通環境、车辆状况三个方面。

（3）为了使山区低等级公路桥梁设计更加完善，该文分析了桥梁的设计要点和在施工中存在的问题。主要有两方面：一方面是因为经济困难和地形条件复杂，另一方面是因为当地主管部门不够支持，导致施工效率低。

（4）以山区低等级公路桥梁设计和施工中存在的问题为基础，研究和分析了山区低等级设计要点。

参考文献

[1]王宪彬， 陈思远. 山区低等级公路弯坡组合路段安全性仿真[J]. 交通科技与经济， 2022（1）： 57-64.

[2]汤锋. 低等级公路设计过程及平纵横设计技术分析[J]. 时代汽车， 2021（13）： 189-190.

[3]陈海源.  山区低等级公路回头曲线路段汽车速度与加速度特性分析[D]. 重庆：重庆交通大学， 2021.

[4]但慧娟， 程丽敏. 山区低等级公路交通安全综合提升技术[J]. 江西建材， 2020（2）： 52-53.

[5]廖世波. 合理线形指标在山区低等级公路改扩建工程中的应用[J]. 低碳世界， 2018（5）： 285-286.

收稿日期：2022-02-18

作者简介：李鹏程（1983—），男，本科，副高级工程师，从事道路与桥梁设计工作。