公路工程路線布設(shè)及路基設(shè)計(jì)研究

白富軍

【摘 要】公路工程設(shè)計(jì)路線布設(shè)要點(diǎn)包括線形應(yīng)盡可能以曲線為主，盡量不設(shè)置超高，設(shè)計(jì)開始考慮行車視距等;路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括充分結(jié)合實(shí)際情況，合理使用原材料，并提出了路基設(shè)計(jì)常用方法等。需充分了解和掌握沿線地段的氣候、地貌、地質(zhì)等條件，提出合理的路線布設(shè)和公路工程設(shè)計(jì)，以生態(tài)保護(hù)為重點(diǎn)，注重可持續(xù)發(fā)展，并在公路工程設(shè)計(jì)中涵蓋實(shí)地施工過程中可能出現(xiàn)的問題和相應(yīng)的對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】公路工程;路線布設(shè);路基設(shè)計(jì)

路線布設(shè)設(shè)計(jì)和路基設(shè)計(jì)是公路工程設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵工作，兩項(xiàng)設(shè)計(jì)工作的合理性和協(xié)調(diào)程度直接關(guān)系到了公路工程的質(zhì)量和施工效率，除了要做好基本的設(shè)計(jì)工作外，設(shè)計(jì)人員在選擇最終的設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)路線時(shí)，需要秉承生態(tài)、科學(xué)、環(huán)保、安全、經(jīng)濟(jì)的原則，使得設(shè)計(jì)的項(xiàng)目真正成為利國(guó)利民的民生工程。

1基于路線布設(shè)的公路工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1平面線形規(guī)劃

在進(jìn)行平面線形規(guī)劃時(shí)，所選位置應(yīng)盡量避開居民區(qū)。在設(shè)計(jì)公路時(shí)，公路的平面線形應(yīng)盡可能地以曲線為主，與地形起伏、自然環(huán)境保持一致。以曲線為基礎(chǔ)進(jìn)行定線，可以在一定程度上增加設(shè)計(jì)自由度，保證線形的連貫性;而曲線設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于選擇適合的曲線半徑，故需綜合考慮各個(gè)方面的因素，根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證線形的連貫性為原則。

1.2超高設(shè)置

公路超高設(shè)置要根據(jù)路段的實(shí)際情況進(jìn)行安全性分析。根據(jù)車輛的構(gòu)成情況和行駛速度，計(jì)算出相關(guān)的對(duì)應(yīng)值;在下坡路段，要注意反超高曲線的情況，確保路段的安全性設(shè)計(jì);或在規(guī)定的范圍內(nèi)，選取不設(shè)超高的左偏曲線，進(jìn)行超高設(shè)置設(shè)計(jì);在一些車輛較易出現(xiàn)超速情況、比較陡的坡段和下坡路段，需對(duì)超高率進(jìn)行調(diào)節(jié)。

1.3縱向線形、坡度設(shè)計(jì)分析

在坡度設(shè)計(jì)過程中，需從路段長(zhǎng)度、車輛載重、固定時(shí)間段內(nèi)的車流量等進(jìn)行分析，可利用車道數(shù)量或增加爬坡車道等方式增加分段路段的通行能力;若在公路工程設(shè)計(jì)過程中，由于地形地質(zhì)條件的特殊性而存在連續(xù)陡坡狀況，可對(duì)坡段位置、距離及范圍等方面設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行分析;為了減少公路工程后期投入使用階段的維修成本，可考慮將公路路線進(jìn)行走高設(shè)計(jì)。

1.4視距參數(shù)控制

公路行車的安全與公路視距有著緊密的聯(lián)系。在公路工程設(shè)計(jì)方案制定之前，需考慮行車視距、坡度、行車速度、路面摩擦阻力系數(shù)等因素，為了進(jìn)一步保證公路視距參數(shù)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，設(shè)計(jì)人員可應(yīng)用三維建模軟件對(duì)車輛行駛在路面上的行駛狀況進(jìn)行三維可視效果模擬。

2基于路基設(shè)計(jì)的公路工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1路塹設(shè)計(jì)

在進(jìn)行路塹設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮氣候環(huán)境、地質(zhì)條件以及路面坡形的高度，使路塹設(shè)計(jì)更符合具體的公路情況。在設(shè)計(jì)路坡形式和路面坡度時(shí)，要考慮公路工程施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)、環(huán)境條件、路面坡形的高度和施工方法，將施工邊坡與原始的穩(wěn)固邊坡結(jié)合起來，必要時(shí)可對(duì)施工完成的邊坡進(jìn)行分析檢驗(yàn)。在施工過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)所挖路坡方邊略高的狀況，出現(xiàn)這種情況時(shí)，應(yīng)根據(jù)巖石的狀況、穩(wěn)定性以及地質(zhì)情況，挖成折線形狀或臺(tái)階形狀的邊坡。

2.2高邊坡路堤與陡坡路堤設(shè)計(jì)

高邊坡和陡坡的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，其與地質(zhì)地形條件、原材料性質(zhì)和施工條件有著直接關(guān)系。在初步設(shè)計(jì)施工作業(yè)的過程中，若施工時(shí)出現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)不符合的情況，應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行修正設(shè)計(jì)，改變?cè)O(shè)計(jì)方案，確保邊坡的穩(wěn)定性。結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的邊坡高度和地質(zhì)情況，盡可能將植物防護(hù)與工程防護(hù)有效結(jié)合起來，以通過落實(shí)植物生態(tài)防護(hù)措施來確保邊坡的穩(wěn)定性。

2.3特殊路段的路基設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員要做好特殊的路基設(shè)計(jì)，充分結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)條件和現(xiàn)場(chǎng)條件，例如在設(shè)計(jì)過程中遇到淺層軟弱土層路基時(shí)，可利用開挖換填的方式進(jìn)行處理，采用當(dāng)?shù)氐耐杆圆牧献鳛閾Q填材料。在路基設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員還要做好路基支擋措施，進(jìn)行防護(hù)工程的加固。

2.4填挖交界處的設(shè)計(jì)

1）橫向設(shè)計(jì)。公路路基的橫向交界處設(shè)計(jì)即是對(duì)路床進(jìn)行超挖，同時(shí)從經(jīng)濟(jì)和安全這兩個(gè)方面考慮，需將超挖深度控制在80cm范圍內(nèi);在路床施工過程中，要求在路床底部及路床中央進(jìn)行土工格柵鋪設(shè)，并對(duì)相鄰?fù)凉じ駯胖g存在的縫隙進(jìn)行錯(cuò)位布置;土工格柵加固防護(hù)處理應(yīng)與路基縱向同步進(jìn)行，以提高路基整體的強(qiáng)化能力;路基橫向處于臨床狀態(tài)時(shí)，應(yīng)對(duì)土體水平位移進(jìn)行控制，以提高土體的穩(wěn)固性，避免出現(xiàn)路基沉降現(xiàn)象。

2）縱向設(shè)計(jì)。在對(duì)公路路基填挖交界處的縱向處理時(shí)，要求在路床底部及路床中央進(jìn)行土工格柵鋪設(shè)時(shí)能預(yù)留一定的過渡段位置，以確保路床積水能夠及時(shí)排出。

2.5路基排水設(shè)計(jì)

1）填方段排水設(shè)計(jì)：排水溝的橫斷面多呈梯形布置，其尺寸需根據(jù)實(shí)際排水量來決定;排水溝通常是混凝土預(yù)制的蝶形排水溝，其可與其他水溝進(jìn)行順暢連接，可見排水溝設(shè)置的合理性直接關(guān)系到整個(gè)排水系統(tǒng)的穩(wěn)定系統(tǒng)。

2）挖方段排水設(shè)計(jì)：挖方段排水設(shè)計(jì)包括截水溝、普通邊溝及填方邊溝的設(shè)計(jì)，需根據(jù)路基周邊的水文分布狀況進(jìn)行具體施工，不同地質(zhì)所制定的排水方案是不同的，這些構(gòu)成了整個(gè)公路路基的排水系統(tǒng)。

3公路工程設(shè)計(jì)方案選擇原則

3.1與自然環(huán)境相結(jié)合

在進(jìn)行公路工程方案設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)的線路要與自然環(huán)境相統(tǒng)一。線路的走向要與河流、大地及山脈的走向保持一致，路線設(shè)計(jì)要確保連貫、勻稱、和諧，能與周圍的景觀完美、和諧地融合在一起，不會(huì)使人產(chǎn)生一種突兀的感覺，確保車輛行駛在道路上時(shí)，駕駛員視野能隨著環(huán)境的波動(dòng)而變化。

3.2結(jié)合地質(zhì)條件選擇最優(yōu)方案

在施工過程中，要最大程度地保護(hù)自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)，減少深層的填埋和挖掘，始終堅(jiān)持與自然和諧共處的原則。在丘陵山區(qū)進(jìn)行公路設(shè)計(jì)時(shí)，道路坡度應(yīng)相對(duì)緩和，在設(shè)計(jì)路形時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體的道路情況與地質(zhì)環(huán)境條件，確保挖填的平衡，盡可能減少對(duì)環(huán)境和地形的破壞;在較陡峭的山坡地段進(jìn)行施工時(shí)，盡量不要在山坡上直接挖掘路線，可以采用橋梁通行，避免出現(xiàn)填埋不平衡的情況;在山區(qū)進(jìn)行路線設(shè)計(jì)時(shí)，最好采用挖掘隧道的方式，在土質(zhì)條件較好的地點(diǎn)挖掘隧道，選擇能夠最大程度減少施工長(zhǎng)度的地點(diǎn)，選擇坡度較緩、施工安全、便于分線的地點(diǎn)挖掘隧道，最大程度上保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

3.3選擇科學(xué)和合理的設(shè)計(jì)方案

為了避免路基病害、堵塞河溝及水土流失等問題，在設(shè)計(jì)前要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)做好充分的勘查工作，在充分調(diào)查筑路材料、氣象、水文和地質(zhì)條件等各種因素的基礎(chǔ)上，本著因地制宜的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保邊坡坡率和路基橫斷面型式的科學(xué)性、合理性，從而保證路基具有較強(qiáng)的耐久性、穩(wěn)定性和強(qiáng)度;在公路路基設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員要將設(shè)計(jì)重點(diǎn)體現(xiàn)出來，尤其要注重對(duì)路基施工項(xiàng)目范圍內(nèi)環(huán)境、地質(zhì)和地形等因素的考慮，從而構(gòu)建防止環(huán)境惡化和水土流失的措施體系。

3.4融入環(huán)保理念

在公路工程中融入環(huán)保理念不僅是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略落實(shí)的需要，也是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。公路工程設(shè)計(jì)人員要不斷學(xué)習(xí)新的設(shè)計(jì)理念、環(huán)保理念和設(shè)計(jì)方法，將其應(yīng)用在公路工程設(shè)計(jì)工作中，基于此，我國(guó)相關(guān)部門以及公路設(shè)計(jì)單位等要定期或不定期開展培訓(xùn)工作，對(duì)公路工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行先進(jìn)理念、專業(yè)技能的培訓(xùn)，提升設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)能力和綜合素質(zhì)，促使其能在公路工程設(shè)計(jì)中主動(dòng)將先進(jìn)的環(huán)保理念融入到設(shè)計(jì)方案中，既確保公路工程的科學(xué)性、合理性，同時(shí)也將公路工程的環(huán)保性和綠色性充分體現(xiàn)出來。

結(jié)語

路線設(shè)計(jì)需要盡量采取曲線設(shè)計(jì)，避免大填大挖對(duì)環(huán)境的破壞，并注重平縱線型組合。路基設(shè)計(jì)需采用合理的路塹、路堤、排水方案，把地質(zhì)條件作為決定方案的決定性因素。設(shè)計(jì)者要保證公路工程設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)保、安全、便捷的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

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（作者單位：新疆瑞路豐工程技術(shù)有限公司）