公路設(shè)計(jì)中的新技術(shù)及新方法

毛德智,肖 蘇

(江西省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院,江西 南昌 330013)

1 工程概況

某公路工程全長(zhǎng)約85.71 km，按雙向六車道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，為保證該公路工程的設(shè)計(jì)合理性與可行性，有必要在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用新的技術(shù)和方法?，F(xiàn)以該公路工程為研究對(duì)象，對(duì)其設(shè)計(jì)過(guò)程中所采用的新技術(shù)與新方法進(jìn)行深入分析。

2 公路設(shè)計(jì)對(duì)新技術(shù)和新方法的應(yīng)用

2.1 路線設(shè)計(jì)方面

該段公路的路網(wǎng)比較發(fā)達(dá)，分布著密集的灌溉設(shè)施與電力電訊設(shè)施，而且施工和交通保通之間的矛盾比較突出，工程的拓建標(biāo)準(zhǔn)和原標(biāo)準(zhǔn)之間有一定相關(guān)性?；诖耍渎肪€設(shè)計(jì)基本思路、原則與重點(diǎn)都和新建工程有所不同，在確定平縱線型與參數(shù)的過(guò)程中，除了要和原線型相吻合，還要保證位置達(dá)到精確。在這種情況下，對(duì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)不僅工作量很大，而且過(guò)程十分復(fù)雜，需要通過(guò)多次勘察和對(duì)比分析才能確定最佳的線位與線型。另外，還要充分利用現(xiàn)有工程，以此減少工程數(shù)量與投資。與地形條件充分配合，能有效減少對(duì)自然環(huán)境及景觀造成的破壞。通過(guò)對(duì)基本線型的靈活使用，科學(xué)的應(yīng)用曲線，保證平面線型的均衡性、圓滑性與連續(xù)性，使平縱組合達(dá)到恰當(dāng)，與地形之間良好結(jié)合，和周圍的自然景觀達(dá)到協(xié)調(diào)。經(jīng)實(shí)踐可知，在公路工程建成之后，其線型明快，具有良好的視覺(jué)誘導(dǎo)，整體保持連續(xù)，與景觀保持協(xié)調(diào)，安全且舒適。

2.2 路基路面設(shè)計(jì)方面

為良好適應(yīng)地形發(fā)生的變化，根據(jù)不同段落的水文地質(zhì)條件和特征，和原有工程良好協(xié)調(diào)與配套，減少工程費(fèi)用，確定適宜的路基橫斷面。路基的橫斷面可以分成整體與分離兩種形式。為盡可能減少干擾，并保證通行能力，確保新舊工程之間良好銜接，應(yīng)最大限度利用現(xiàn)有工程，通過(guò)比選論證，在中間部位增寬0.5 m，使路基的總寬變成26.5 m。針對(duì)地形條件比較復(fù)雜的段落，考慮到其工程任務(wù)較為艱巨，施工時(shí)會(huì)受到很大的交通干擾，對(duì)此要靈活使用分離形式的路基。針對(duì)縱坡較大，且平面指標(biāo)很低的段落，由于其地質(zhì)條件較差，而且還會(huì)受到鐵路的影響與限制，所以應(yīng)采用整體式路基。

在路基設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)綜合考慮地形條件，尤其是通過(guò)開(kāi)挖揭露的典型水文地質(zhì)條件和特征，據(jù)此確定適宜的坡比與分臺(tái)高度，并制定合理可行的防護(hù)措施，同時(shí)還要加強(qiáng)新建路基和原路基之間的銜接處理，采取有效工程措施加以解決。

在路基設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)注重關(guān)鍵地段的防護(hù)工作，使現(xiàn)有設(shè)施與工程措施能夠良好配套。以其中一個(gè)路段為例，其挖方邊坡的高度相對(duì)較大，且土質(zhì)破碎，有嚴(yán)重的沖刷現(xiàn)象，實(shí)際挖方量與廢方量都很大。對(duì)此，在設(shè)計(jì)中就制定了全封閉措施，在開(kāi)挖的同時(shí)進(jìn)行封閉處理，將河道擠移的情況理順，并對(duì)廢方進(jìn)行綜合處理，將封、擋、順、固、排充分結(jié)合到一起。

根據(jù)現(xiàn)有排水系統(tǒng)及其流向，需在坡頂進(jìn)行梯形截水溝的合理設(shè)置，在挖填邊坡平臺(tái)應(yīng)設(shè)置矩形溝，通過(guò)采用急流槽使水排入到邊溝當(dāng)中。對(duì)于高填路基，其邊緣處的排水應(yīng)和灌溉設(shè)施結(jié)合到一起，對(duì)于中央分隔帶，以平縱線型為依據(jù)采用集中排水的方法，按照一定距離對(duì)橫向排水管進(jìn)行設(shè)置，使水排出路基。在地下水較為豐富的段落，可通過(guò)對(duì)盲溝的設(shè)置來(lái)自成體系。

對(duì)軟土地基進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮軟土具有的物理特征及其變化情況，參照原有的處治方法。大量實(shí)踐表明，采用合理可行的工程措施能有效減小工后沉降。常用的工程措施包括換填、拋填、塑料排水板、增設(shè)盲溝、鋪設(shè)土工格柵或采用橋梁進(jìn)行跨越等。

路面設(shè)計(jì)以瀝青路面為主，而收費(fèi)站廣場(chǎng)和隧道則采用水泥混凝土路面，路面的設(shè)計(jì)年限確定為15年，每日的交通量為6 400輛，交通量年均增加8%，在設(shè)計(jì)年限中，各車道累計(jì)當(dāng)量軸次確定為879.66×104次，路面的最大彎沉值為0.382 mm。面層采用厚度為12cm的瀝青混合料，基層采用厚度為35～40 cm的水穩(wěn)碎石，底基層采用厚度為15 cm的級(jí)配碎石，路面的總厚度在62～67 cm范圍內(nèi)。對(duì)土路肩采用15#混凝土進(jìn)行硬化處理。

2.3 橋涵設(shè)計(jì)

在橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格遵循技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、適用美觀與方便施工等基本原則，保證設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化與系統(tǒng)化。為促進(jìn)預(yù)制構(gòu)件方面的工廠化與標(biāo)準(zhǔn)化，減少施工成本，加快預(yù)制的效率，在橋涵設(shè)計(jì)中需將和原基礎(chǔ)形式相協(xié)調(diào)作為重點(diǎn)，以倒T形或空心板作為首選，這樣除了能減少預(yù)制的數(shù)量，還能防止上部構(gòu)造產(chǎn)生沉重感。

在橋面體系設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)解決防止橋頭跳車的問(wèn)題，導(dǎo)致橋頭跳車的原因主要是伸縮縫。對(duì)此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先考慮無(wú)縫伸縮縫與多跨連續(xù)體系，同時(shí)還要對(duì)臺(tái)后填筑及壓實(shí)進(jìn)行嚴(yán)格控制，使其滿足規(guī)范提出的要求。

該段公路沿線內(nèi)的橋梁以預(yù)應(yīng)力空心板形式為主，在設(shè)計(jì)中采用了具有很大抗拉強(qiáng)度但松弛較低的鋼絞線，對(duì)于跨徑小于16 m的梁板，設(shè)計(jì)采用先張法進(jìn)行施工，而對(duì)于跨徑超過(guò)16 m的梁板，設(shè)計(jì)采用后張法進(jìn)行施工，為了降低對(duì)預(yù)制場(chǎng)地提出的要求，開(kāi)發(fā)出了25 m長(zhǎng)預(yù)制空心板及其配套施工技術(shù)。

2.4 隧道設(shè)計(jì)

該段公路隧道總長(zhǎng)度為680 m，是一條直線隧道，設(shè)置單相縱坡，坡度為2.5%，隧道頂部的覆蓋層總厚度在2～62 m范圍內(nèi)。該隧道的圍巖類別包括三種，分別為II類、III類與IV類。在設(shè)計(jì)中，需要確定隧道的縱斷面、圍巖襯砌結(jié)構(gòu)橫斷面和防排水。對(duì)于隧道的計(jì)算行車速度，路線計(jì)算行車速度設(shè)計(jì)確定為80 km/h，幾何尺寸計(jì)算行車速度設(shè)計(jì)確定為100 km/h，通風(fēng)和照明的計(jì)算行車速度設(shè)計(jì)確定為80 km/h；隧道的凈寬設(shè)計(jì)確定為13.25 m，包含2條0.25 m余寬，3條3.75 m寬行車道，2條0.5 m寬路緣帶和1條0.75 m寬檢修車道；隧道的設(shè)計(jì)交通量確定為80 538輛/日，在高峰時(shí)間段，小客車的交通量為5 000輛/h。對(duì)于隧道通風(fēng)，主要采用縱向誘導(dǎo)式，充分利用自然通風(fēng)，照明設(shè)計(jì)采用光電式。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，在公路工程設(shè)計(jì)中引入新技術(shù)和新方法是十分重要且必要的，需要引起相關(guān)人員的高度重視。目前，該公路工程設(shè)計(jì)工作已經(jīng)順利完成，且經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)設(shè)計(jì)合理可行，所用設(shè)計(jì)技術(shù)與方法均合理有效，值得類似公路工程參考階段，不斷提高公路工程的設(shè)計(jì)技術(shù)水平，適應(yīng)公路建設(shè)與發(fā)展需要。