摘要：结合工程勘察设计实例，针对山区公路设计的问题，重视环境保护，提升设计理念， 利用公路三维动态虚拟现实技术进行方案多比选、多论证，达到设计方案优先的目的。
关键词：山区公路 设计原则 环境保护 虚拟技术
1、前言
随着环境保护理念的日益深入人心，对于山区公路的勘察、设计、施工、运营等方面的 环境保护也越来越高。山区公路环境载体主要是自然环境，也是地质环境，地形条件复杂， 地貌环境脆弱，地质灾害易多发。尽管如此，在实际建设中不可避免的要削坡、填沟、打隧 道等，对地质环境造成严重破坏，处理不好还会诱发和加剧各种地质灾害，增加公路建设投 资，影响公路安全运营，因此，必须重视山区公路设计方案的优选。本文结合萍乡芦溪至麻 田山区公路的设计实践，提出一些设计思路。
芦溪至麻田公路是萍乡境内的一条重要旅游公路，起自芦溪县城，途经聂家店、山口岩、 新泉、终于麻田乡，是通往武功山景区必经之路，全长 27公里，其中 K6＋000－K20＋000 计 14公里，处于山区，设计车速为 40Km/h。因山口岩处利用拦阻袁河水正筹建大型水库， 水库控制标高为 250米，本段老路将全部淹没在库区，必需改走海拔高程大于 250米的新线， 比老路高达 100米左右，新线左侧将是水库，建成后是一道亮丽的风景，右侧处于群山之中， 地势险要，山地植物茂盛。 2、山区公路设计原则
山区公路设计原则的制定应紧紧围绕环境保护这个主题，主要体现在以下几个方面： a、 坚持围绕生态环境保护这一主题进行路线多方案论证比选的原则。 b、坚持技术指标与地形 条件相互协调的原则。山区公路出现大填大挖大护坡，主要原因就是路线平纵指标，尤其是 平面指标掌握偏高，在保证安全的前提下，对相当于设计规范强制性条款规定的极限值，如 极限最小平曲线半径，极限最小竖曲线半径，最大纵坡，应严格掌握；但对于好中求好的线 形指标，如曲线间的直线长度，可灵活掌握，不宜片面追求高指标。 c、坚持按地质选线的 原则，山区地质条件是客观存在的，路线在自然环境中穿行，并对地质环境进行改造，在路 线方案拟定过程中，往往由于地质灾害的可治性及治理费用的原因，使得在其它方面表现较 优的方案最终被舍弃。地质环境保护和地质灾害防治是山区公路建设成败的关键之一，为此， 必须重视山区公路地质工作，勘察设计阶段尽量减少对自然环境的破坏，并且为施工和运营 提供良好的条件。
在芦麻公路中，由于山区复杂的地形、地质及待建大型水库标高的约束条件严重制约着 路线方案的布置。多处进行了方案比选，其中比选深度达到初步设计要求的有二处。
在李家源处进行了路线和桥梁方案的比选。路线方案全长 924.65米，最小平曲线半径 60米，概算金额 552.5万元，主要优点是线形配合地形，根据地形设计了一个 60米半径的 回头曲线，视线开阔。施工也较简单；桥梁方案是在落差达 25米的山谷里架设 1孔 70米刚 架拱桥，比路线方案可缩短 400米，由于桥两端伸入小半径曲线内，存在行车安全隐患，概 算金额为 569.57万元，施工技术要求高，二者投资接近，设计中推荐路线方案，见图 1。
在坑口处也进行了路线和桥梁方案的比选。路线方案全长 1706米，最小平曲线半径 80 米，需在 K17＋800处设 1孔 20米空心板桥跨河沟，概算金额 792.43万元，由于建水库， 该处旧有支线通往张佳坊的一条四级公路会淹没，设计时要加以恢复，路线方案因展线挂接 上了支路，较好地解决了这个问题；桥梁方案拟提前在 K16＋500处跨河，需设 1孔 70米 刚架拱桥，路线里程可缩短 1100米左右，但要另增设张佳坊接线长 1100米，实际总里程为 1698.4米，和路线方案持平，桥头一端紧接半径 40米的平曲线，概算金额为 920.49万元， 比路线方案增加投资 128.06万元，并且桥头地质情况复杂，有古滑坡活动迹象，施工技术 要求高，设计中推荐路线方案，见图 2。
图 2坑口比较方案
3、加强环境保护设计
环境保护是我国的一项基本国策，应贯彻保护优先，预防为主，防治结合，综合治理的 原则。公路建设不可避免地对沿线生态环境造成一定的负面影响，如植被的破坏，水土的流 失，土地的分割等。
在芦麻公路设计中充分考虑了路线建成后，在迎水库面行车的安全性，尽量避免大的填 方，减少占用库区水域面积。设计时视不同情况考虑了各种美化、绿化工程。沿线种植行道 树，以增加安全感、加强线形诱导功能和路容美化作用；填方下边坡考虑在坡面进行普通喷 播(草籽)，以达到植草绿化的目的；挖方地段分情况设置了喷锚、及挂网客土喷播(草籽)。 尽可能的恢复原有生态系统。施工中应做好周围环境工作，减小灰尘、废物、拌和站有害烟 尘、废气对沿线生态环境和农田的不良影响。
4、运用公路三维动态虚拟现实技术
4、运用公路三维动态虚拟现实技术
在芦麻公路中，笔者利用万分之一的地形图，进行测区带状矢量化，制作成带三维属性 的电子 CAD图。依托纬地路线 CAD系统建立三维数字模型，导入纬地三维漫游系统，即 刻生成地面、设计公路等的三维真实模型。制作成动态全景式公路三维动画，配以相关的文 字、声音，更生动、直观地再现了测区地形及将来竣工后的公路实景，让人身临其境，至此， 设计方案形象逼真地展现在决策者面前。发现问题之后可以很快的调整线位、纵坡，并重新 进行动态分析，大大提高了工作效率。以下是从该动画中截取的两个画面，见图 3、图 4。
图 3李家源效果图
图 4坑口效果图
COM4 5、结语 由于山区公路地形、地质的复杂性，设计者必须全面综合考虑各种因素，重视地质工作， 提升环境保护设计理念，尽可能的运用公路三维动态虚拟现实技技术，做到少费时间和金钱， 而方案多比选多论正，达到设计方案优先的目的。
