公路路線方案合理性分析公路路線方案合理性分析

公路路線方案合理性分析公路路線方案

合理性分析摘要：高速公路的快速發(fā)展導(dǎo)致人們對公路路線設(shè)計、項目施工、養(yǎng)護管理等階段有著更高的技術(shù)要求，路線方案合理性是確保公路項目質(zhì)量的必要基礎(chǔ)，考慮到山區(qū)高速公路路線設(shè)計往往受限于較高的平縱技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及復(fù)雜的生態(tài)、地質(zhì)水文等多種環(huán)境因素，如何對前期的路線方案合理性進行評價是人們的關(guān)注焦點。因此，本文首先介紹了路線設(shè)計方案的特點及影響因素，其次采取結(jié)合層次分析的模糊綜合評價方法對路線設(shè)計方案的合理性進行評價，以便為高速公路項目實施質(zhì)量提供理論參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：公路路線；方案合理性；模糊綜合評價0引言高速公路作為一種帶狀構(gòu)造物，其具備覆蓋面廣、里程長的特點，且高速公路作為連接城市不同區(qū)域及不同城市之間的基礎(chǔ)設(shè)施，能夠為城市的社會經(jīng)濟發(fā)展活力提供重要支撐。其中，高速公路路線設(shè)計的合理性在區(qū)域生態(tài)環(huán)境及社會發(fā)展等方面都有著決定作用，公路路線設(shè)計和公路其余設(shè)計項目（結(jié)構(gòu)物設(shè)計、路基路面設(shè)計、交通工程設(shè)計、綠化照明設(shè)計等）具備明顯的差異性，其是一個相對綜合系統(tǒng)的工程，高速公路路線設(shè)計需要考慮多種因素，受到的限制條件也較為復(fù)雜。高速公路項目實施區(qū)域沿線附近的生態(tài)、地質(zhì)水文等情況對于路線設(shè)計方案合理性的影響不可忽視，科學(xué)的路線設(shè)計方案能夠減少安全事故的發(fā)生，繼而確保公路項目的長期穩(wěn)定運營。1路線方案選擇的特點和影響因素作為公路設(shè)計項目的決定性工作，路線方案設(shè)計主要是在地面上進行路線方向的確定及定位空間位置的具體過程，公路設(shè)計項目不僅是提供了一個重要的交通構(gòu)造物，而且需要考慮地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境、地形等多方面因素的影響，在提供重要社會經(jīng)濟效益的同時，盡量避免后續(xù)對自然環(huán)境造成一定程度的破壞。1.1公路路線方案選擇的特點路線方案的選擇具備以下特點，首先是公路建設(shè)項目往往跨越了大范圍的山區(qū)環(huán)境，且山區(qū)地形險峻，深路塹、高邊坡等形式較多，這對于路線方案設(shè)計中縱面定坡、平面布線等指標(biāo)的確定需要考慮更多限制，且項目規(guī)劃區(qū)域具備的空間布線自由度較小，這決定了路線方案設(shè)計的特殊性；相較于平原地區(qū)，山區(qū)公路路線設(shè)計需要克服長距離路線沿岸的空間位置障礙，其中，越嶺線、沿河線、山脊線等區(qū)域需要重點進行考慮。一般而言，路線方案設(shè)計中需要考慮的高程障礙要大于平面障礙，且對于路線縱斷面的指標(biāo)控制也較為嚴(yán)格，設(shè)計人員需要嚴(yán)格依據(jù)實際地形將路線進行必要的延長，以便達(dá)到設(shè)計規(guī)定的高程；其次是路線方案設(shè)計具備復(fù)雜性，山區(qū)復(fù)雜的構(gòu)造體系及多變的環(huán)境、劇烈變化的高差等都使得項目具備較多的地形單元、地質(zhì)巖層構(gòu)造等，這就要求設(shè)計人員在進行路線設(shè)計中需要對不同路段進行設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的改變，在整個公路路線沿線需要分析的影響指標(biāo)變化頻繁，整體復(fù)雜性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平原區(qū)域，并且山區(qū)公路建設(shè)隨著綠色環(huán)保理念的推廣，也需要設(shè)計人員隨著后續(xù)路線施工階段的推進進行不斷反復(fù)的優(yōu)化，以便促進社會環(huán)境的和諧發(fā)展。1.2影響路線方案選擇的因素對于路線設(shè)計方案的影響因素較多，主要可以分為以下幾個方面，首先是公路建設(shè)項目的投資預(yù)概算往往達(dá)到了數(shù)十億，路線設(shè)計在國防、政治經(jīng)濟上的作用不可忽視，路線設(shè)計需要考慮地方政府對路線的使用性質(zhì)、綜合經(jīng)濟發(fā)展角度等的影響；路線方案也需要考慮在航空、公路水運、鐵路等交通項目工程中的作用，路線方案需要盡量和周圍的城鎮(zhèn)規(guī)劃、沿線工礦等充分結(jié)合，為沿線農(nóng)田水利項目提供充分的便利性；自然環(huán)境的影響對于路線方案設(shè)計具有重要意義，路線設(shè)計區(qū)域的氣象、地質(zhì)水文、地形等都對整個公路項目的實施造成了極大的困難，路線的走向要考慮后續(xù)的施工運營質(zhì)量。對于一些缺水地區(qū)、地質(zhì)情況嚴(yán)重不良區(qū)域、地震頻繁區(qū)域、困難峽谷、高大山嶺等障礙處，設(shè)計人員需要慎重考慮，必要時可以進行有效規(guī)避；路線走向與公路設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工條件密切相關(guān)，項目建設(shè)企業(yè)自身的施工技術(shù)水平及項目施工周期對于一些復(fù)雜路段路線方案的構(gòu)建影響重大，公路項目后續(xù)運營中車輛安全行駛的條件是整個項目的核心考慮，對于一些存在行車安全隱患的區(qū)域，則需要在設(shè)計階段采取必要的安全防護。另外，公路路線沿岸附近的歷史文物、旅游景點、風(fēng)景名勝也會影響路線設(shè)計，不同因素之間相互關(guān)聯(lián)，路線方案需要在確保使用功能、性質(zhì)的基礎(chǔ)上，對既有的施工技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)、工程概預(yù)算、施工周期、自然生態(tài)等因素綜合分析，繼而開展方案的比選工作，確保項目建設(shè)質(zhì)量。2強調(diào)生態(tài)、安全的公路選線方法2.1強調(diào)生態(tài)環(huán)境保護的公路選線方法綠色化公路建設(shè)理念的不斷推進，公路項目實施要加強生態(tài)環(huán)境保護意識，尤其考慮到公路項目具備占地面積達(dá)、周公周期長的特點，在路線方案設(shè)計階段，設(shè)計人員就需要嚴(yán)格控制生態(tài)指標(biāo)，對公路沿線附近的生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)情況進行科學(xué)合理的規(guī)劃布線，在一些生態(tài)環(huán)境保護區(qū)路段，路線指標(biāo)盡量嚴(yán)格優(yōu)化，減少布線重復(fù)等情況，且涉及到深挖高填的位置，要盡量控制土方用量、用地范圍，對周圍的臨時用地要做好事先的規(guī)劃，區(qū)域項目完工后，則要恢復(fù)整治。生態(tài)恢復(fù)也是選線中需要進行分析的，環(huán)境生態(tài)自身具備較強恢復(fù)水平，如果公路路線方案對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)造成了穩(wěn)定性破壞，則會造成不可挽回的損失，為此，路線設(shè)計要確保生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性，建設(shè)單位可以采取必要的保護優(yōu)化措施，對生態(tài)環(huán)境中的水資源、動植物資源進行有效保護，公路選線也可以進行人工生態(tài)項目的開展，實現(xiàn)人工生態(tài)和自然生態(tài)的有效協(xié)調(diào)，達(dá)到綠色化公路建設(shè)理念的推廣⑴2.2強調(diào)安全的公路選線方法公路選線安全控制是當(dāng)前交通量不斷擴增下的重要體現(xiàn)，交通安全事故頻發(fā)不僅歸因于駕駛員的不當(dāng)操作及惡劣氣候環(huán)境，更多的是公路路線方案設(shè)計的缺陷，如路線設(shè)計車速指標(biāo)過大導(dǎo)致交通事故發(fā)生。為此，設(shè)計人員在進行公路線性相關(guān)指標(biāo)設(shè)計時，盡量要符合實際地形，減少指標(biāo)量值，從設(shè)計前期就進行事故的有效規(guī)避。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計資料分析，車輛駕駛?cè)藛T主要根據(jù)公路路線的狀況來控制行駛速度，而不是路線方案的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)速度要求來行使，這樣就極容易造成路線狀況不佳而導(dǎo)致車禍?；诖?，路線設(shè)計中的安全指標(biāo)控制和計算工作就顯得極其重要，設(shè)計速度主要針對具備中等駕駛技術(shù)的人員在安全行駛基礎(chǔ)上的最大車速，其是公路線形設(shè)計中的關(guān)鍵性參數(shù)，當(dāng)前我國的公路技術(shù)規(guī)范中主要對一些灣區(qū)路段進行了相關(guān)的安全技術(shù)指標(biāo)來嚴(yán)格控制，對于沿線直線段區(qū)域的安全控制要求則較少。在設(shè)計前期，設(shè)計人員需要加強直線段的安全評價標(biāo)準(zhǔn)，一般采取運行速度七作為主要指標(biāo)，該指標(biāo)的控制主要依賴直線路段的車輛實測速度來測定⑵。3路線方案合理性評價3.1路線評價方案構(gòu)建對于路線方案合理性的評價主要從三個方面進行開展，即指標(biāo)體系的構(gòu)建、評價指標(biāo)的分類、路線方案的綜合評價，路線方案評價工作依據(jù)內(nèi)容的不同也可以進行不同的分類，主要表現(xiàn)為經(jīng)濟效益評價、社會效益評價、環(huán)境生態(tài)保護評價、技術(shù)水平評價四個方面；路線評價依據(jù)開展時間的先后則可以分為前期勘察規(guī)劃階段評價、線性設(shè)計階段評價。路線方案設(shè)計工作整體表現(xiàn)為由大輪廓到細(xì)節(jié)具體、由粗到細(xì)、分階段多層次、有整體到部分的逐步優(yōu)化控制的過程。本文主要針對路線方案進行路線勘察規(guī)劃和路線設(shè)計兩個部分的評價介紹。路線方案中的勘察規(guī)劃階段目標(biāo)主要是路線需要符合地形變化、區(qū)域路網(wǎng)規(guī)劃、環(huán)境保護、促進當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)揮、避免嚴(yán)重不良地質(zhì)情況；線性設(shè)計階段則需要在滿足實際地形、地質(zhì)的基礎(chǔ)上復(fù)合技術(shù)指標(biāo)要求，對路線進行合理設(shè)計，最終達(dá)到安全快速經(jīng)濟的效果?？辈煲?guī)劃階段具備較為宏觀的路線方案目標(biāo)，主要著手于路線布局和走廊帶方面；線性設(shè)計階段則主要較為細(xì)致，評價方面集中于技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟安全的關(guān)系。兩個階段的設(shè)計目的各有側(cè)重，這也決定了路線方案設(shè)計的指標(biāo)、評價內(nèi)容、操作方式各有不同，整個路線設(shè)計方案也由于兩個階段的存在而導(dǎo)致評價工作顯得分層次和分階段，繼而實現(xiàn)路線方案的合理性、科學(xué)性。其中，勘察規(guī)劃階段的評價目標(biāo)包括以下四個內(nèi)容，交通效率、社會效益、適應(yīng)地質(zhì)地形、環(huán)境保護；線性設(shè)計階段的評價目標(biāo)主要包括以下幾個方面，線形協(xié)調(diào)性、線形安全性、交通質(zhì)量、設(shè)施經(jīng)濟安全性，路線方案的評價體系如表1所示⑶。

表1路線方案的評價體系標(biāo)層目勘察規(guī)劃階段評價體系線形設(shè)計階段評價體系標(biāo)交通效率社會效益適應(yīng)地質(zhì)地形環(huán)境保護線形協(xié)調(diào)性線形安全性交通質(zhì)量設(shè)施經(jīng)濟安全性適應(yīng)路網(wǎng)規(guī)模指月艮務(wù)程度規(guī)模最大高差濕地面積平面線性協(xié)調(diào)曲線平均半徑車速三合理性層出行便利性沿線旅游產(chǎn)值地質(zhì)良好度空氣污染指數(shù)平縱協(xié)調(diào)側(cè)向摩擦力通達(dá)程度1費用運營經(jīng)濟沿線農(nóng)業(yè)水利產(chǎn)值不良地質(zhì)面積自然生態(tài)保護面積視線誘導(dǎo)視距、運行速度通行能力1完備性3.2方案評價步驟本文開展路線方案合理性評價主要基于層次分析法，該方法具備多準(zhǔn)則評價、定性定量相互結(jié)合的優(yōu)勢，能夠?qū)蓛梢蛩剡M行對比，繼而對同一個層級中的多因素相對重要性進行確定，達(dá)到綜合判斷決策，并且對各個路線方案的相對重要性進行排序，為決策者提供良好的方案可操作性。為有效避免層次分析法評價過程過于主觀化機單一化，本文在此基礎(chǔ)上引入了模糊綜合評價模型，能夠有效解決定量化定性指標(biāo)科學(xué)評價缺陷，通過兩種方式相互結(jié)合來實現(xiàn)路線方案的科學(xué)合理評價，基于層次分析法的模糊綜合評價具體開展步驟如圖1所示[3]圖1方案評價步驟示意圖3.3方案合理性分析路線方案合理性評價體系中，主要采取德爾菲法進行指標(biāo)特征值的確定，該方法作為匿名反饋函詢法，開展流程如下，首先針對所要預(yù)測的問題進行確定及專家的反饋，繼而對專家的意見進行歸納整理及統(tǒng)計工作，并且再次進行匿名專家的反饋征求意見，如此循環(huán)，直到收集到的意見整體較為穩(wěn)定為止。值得注意的是，開展德爾菲法前，需要做好表格設(shè)計及對象選擇工作，調(diào)查表格盡量做簡約，且調(diào)查對象具備代表性和針對性，以便充分提升結(jié)果的置信度，指標(biāo)的特征值確定主要采取1-9標(biāo)度法；定量指標(biāo)數(shù)值主要通過計算獲取，并且對指標(biāo)數(shù)值進行檢查，以此判斷其是否滿足相應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn)，繼而得到其特征值；確定隸屬度之前，需要構(gòu)建圖2所示指標(biāo)層級結(jié)構(gòu)示意圖。圖2層級指標(biāo)結(jié)構(gòu)示意圖評價指標(biāo)體系中包含定性指標(biāo)、定量指標(biāo)，采取隸屬度的定義（相對重要度）進行方案集不同元素相對于模糊概念的隸屬度構(gòu)建，同一層級不同指標(biāo)的隸屬度則可以進行量化處理，隸屬度的確定則通過判斷矩陣特征向量歸一化處理后獲得，J特征向量分量表達(dá)式為,〔目J，特征向量表達(dá)公式為，通過特征向量的歸一化處理則可以得到相對重要度公式A。其次則需要開展相容性檢驗分析，矩陣各個元素具備非傳遞性，如a尹aa，ikijjk反之，則判斷矩陣具備相容性；人為主觀因素的存在就很難對a..的數(shù)值進行準(zhǔn)確判定，只能夠進行一定程度的估算，繼而會導(dǎo)致特征向量出現(xiàn)一定的誤差，層次分析法應(yīng)用對判斷矩陣相容性要求并不嚴(yán)格，偏差的存在是允許的，但是整體趨勢則要表現(xiàn)出相容性，如不能夠出現(xiàn)以下情況，相對于HS，A1重要度大于A2，A2重要度大于A3,但是A3重要度又大于A1。路線方案評價結(jié)果往往由于判斷矩陣相容性偏差太大而存在較大影響，則需要開展相容性檢驗，在經(jīng)過判斷矩陣最大特征值計算之后，建立相容性指標(biāo)CI計算公式"一丁―，如果計算CI小于0.1，則有依據(jù)認(rèn)為判斷矩陣具備較好的相容性，反之則需要進行判斷矩陣的重新設(shè)計。綜合重要度的計算則主要針對不同元素相對于評價體系的重要度而開展，如A層級具備A，，，，A等m個子因素，分別重要度為a，，，，a；下一層TOC\o"1-5"\h\z1m1m；級B則有n個因素B，，，，B；相對于A的重要度向量一"，注，B級因1nirrp素Bj綜合重要度公式為""'。

模糊綜合評價則可以對一些難以實現(xiàn)精確化系統(tǒng)進行綜合分析，首先需要確定對象集、因素集及評價集；其次則構(gòu)建評價因素權(quán)分配矩陣，且單個評價因素都具備不同的權(quán)重，該方法具備準(zhǔn)確度高、誤差小的優(yōu)點，實際可以通過專家調(diào)查獲取包含m個因素的權(quán)分配矩陣W，計算公式為「??????…「。模糊評判矩陣R的構(gòu)建則需要包含的r元素是對象O在因素u上的關(guān)于評價C的隸屬度，ijii其中r.在0-1之間；最后需要計算的評判結(jié)果矩陣B如公式1所示，其中3為廣義模糊指標(biāo)。開展綜合評判主要是為了從一系列對象中進行最優(yōu)化對象的選取，需要借助于評判結(jié)果進行優(yōu)劣的排序處理，B矩陣中的不同元素大小排列，最大值為需要選擇的最優(yōu)對象［3］。.%mre(1).%mre(1)4小結(jié)作為公路工程項目的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，路線設(shè)計方案和工程建設(shè)規(guī)模、環(huán)境保護、概預(yù)算投資、運營質(zhì)量等方面都有著極大關(guān)聯(lián)，即便當(dāng)前已經(jīng)具備了較多的路線研究資料，但是結(jié)合我國既