公路工程路線布設(shè)與路基設(shè)計

史永宏

山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西 太原 030031

1 公路工程設(shè)計的基本原則

1.1 生態(tài)環(huán)保原則

從公路工程施工方面分析，其對自然生態(tài)環(huán)境造成的負(fù)面影響比較大。所以在設(shè)計階段必須綜合分析工程現(xiàn)場自然環(huán)境條件，以保證施工質(zhì)量與安全為前提，促進(jìn)公路工程施工與自然生態(tài)環(huán)境之間的深度結(jié)合，最大程度上降低破壞力，同時借助自然美景資源為公路工程增添靚麗的色彩［1］。除此之外，應(yīng)嚴(yán)格控制公路工程施工階段對環(huán)境造成的污染，結(jié)合公路工程現(xiàn)場具體狀況，科學(xué)規(guī)劃設(shè)計公路路線，尤其是要高度重視生態(tài)設(shè)計，從而實現(xiàn)公路與環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展。

1.2 科學(xué)設(shè)計原則

從本質(zhì)上分析，公路設(shè)計核心目的是為公路工程施工提供科學(xué)、可行的方案。所以在公路工程設(shè)計時需要綜合研究工程現(xiàn)場實際狀況，嚴(yán)格貫徹科學(xué)設(shè)計基本原則，確定合理設(shè)計方案與細(xì)則。以山區(qū)公路工程為例，必須重點研究現(xiàn)場地質(zhì)條件，可以選擇設(shè)計隧道提高公路的連續(xù)性；以丘陵地區(qū)公路工程為例，由于丘陵區(qū)的地面呈現(xiàn)出凹凸不平特點，對此應(yīng)選擇填挖設(shè)計保證路基符合規(guī)定要求，并與周圍地勢環(huán)境實現(xiàn)科學(xué)協(xié)調(diào)。

1.3 遵循地質(zhì)條件原則

工程現(xiàn)場地質(zhì)條件是公路工程路線布設(shè)、路基設(shè)計的重要影響因素。設(shè)計員應(yīng)深入研究現(xiàn)場地質(zhì)特點，尤其要重視開挖施工易塌方的工程地段，而隧道設(shè)計必須保證與斷層相隔，結(jié)合工程現(xiàn)場地質(zhì)情況確定最佳的路線變化與走向，嚴(yán)格控制施工安全風(fēng)險，對施工流程進(jìn)行優(yōu)化，從而保證公路工程施工進(jìn)度與質(zhì)量［2］。

2 公路路線布設(shè)要點

2.1 平面線設(shè)計

公路工程路線布設(shè)應(yīng)該重視安全性、經(jīng)濟(jì)性以及科學(xué)性，必須結(jié)合現(xiàn)場地形情況合理調(diào)整交叉口，同時公路路線整體方向和現(xiàn)場環(huán)境條件相協(xié)調(diào)，能夠有效達(dá)成公眾出行的實際要求。在公路路線設(shè)計時應(yīng)注意不要盲目地采用兩點間直線距離最短的原則，應(yīng)綜合分析地方民俗民風(fēng)、生活環(huán)境條件、歷史遺跡等要素，根據(jù)地形起伏曲線進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，并與地方的地形地貌、自然生態(tài)景觀以及路網(wǎng)布設(shè)相結(jié)合，設(shè)計科學(xué)、可行的公路路線。

2.2 超高設(shè)計

按照公路工程各個路段的施工規(guī)定要求，超高設(shè)計應(yīng)準(zhǔn)確計算出所有設(shè)計參數(shù)與路線長度、圓曲半徑以及路段限速間的具有的關(guān)系，尤其是公路陡坡路段，為了能夠避免車輛因超速行駛而翻車或者是滑出車道，就要精準(zhǔn)驗算行駛速度，從而計算出此路段超高率?；诎踩珬l件下，每一項超高計算都必須認(rèn)真、仔細(xì)完成，以車輛組成與設(shè)計速度作為切入點，保證所有設(shè)計數(shù)值的真實性、精準(zhǔn)性，特殊危險路段應(yīng)進(jìn)行多次超高率驗算。

2.3 地質(zhì)選線

不同路段的地質(zhì)條件是有所區(qū)別的，所以應(yīng)根據(jù)公路工程規(guī)模與施工條件科學(xué)布設(shè)路線。同時綜合分析生態(tài)環(huán)境、施工成本以及公路安全等要素，然后確定最佳的地質(zhì)選線。此外，應(yīng)考慮到地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性，高度重視不同路段之間的地質(zhì)差異性，加大地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防處治力度，確保施工人員的生命安全。

2.4 爬坡車道

在公路的路線縱斷面設(shè)計時應(yīng)著重研究汽車爬坡能力，然后確定最大坡度下的坡道長度，而地勢凹凸不平的路段則要設(shè)計坡道實現(xiàn)有效連接。由于受到汽車自身性能的影響，在爬坡階段面臨著比較的阻力，若是車輛行駛速度小于最低爬坡速度，則會出現(xiàn)溜車現(xiàn)象而引發(fā)交通安全事故，所以設(shè)計員需要對坡道縱斷面進(jìn)行優(yōu)化性設(shè)計，準(zhǔn)確計算坡道長度，而且坡道起止點必須重視安全性設(shè)計，以保證坡道穩(wěn)定性，有效控制后期運行階段發(fā)生位移問題。

3 公路路基設(shè)計要點

3.1 路塹設(shè)計

必須綜合分析公路工程現(xiàn)場的地質(zhì)條件與氣候環(huán)境，結(jié)合邊坡土壤組成成分、結(jié)構(gòu)裂隙以及軟弱夾層等情況進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，以使路塹設(shè)計與實際相契合。關(guān)于坡面結(jié)構(gòu)，則要采用分級開挖方式，并進(jìn)行加固防護(hù)處理，把原始穩(wěn)固邊坡與施工邊坡有效融合，設(shè)計折線形邊坡、臺階邊坡以及滾落臺。此外，結(jié)合公路工程排水實際要求進(jìn)行排水溝設(shè)計，以免影響邊坡結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性。

3.2 高邊坡路基與陡坡路基設(shè)計

高邊坡路基的設(shè)計應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件選用原材料，針對地基承載力相對薄弱的路段，應(yīng)對基地條件進(jìn)行處理與優(yōu)化，可以采用開山石渣換填方法，或?qū)υ鼗鶎嵤?qiáng)夯與沖擊碾壓處理，從而嚴(yán)格控制高路堤的不均勻沉降，提高邊坡穩(wěn)定性。而陡坡路基設(shè)計應(yīng)選擇在路基坡腳建立支擋結(jié)構(gòu)與護(hù)腳類防滑設(shè)施，通過開挖臺階與安裝土工格柵提高地基穩(wěn)定性。

3.3 路基交界區(qū)設(shè)計

線路設(shè)計包含橫向與縱向，而路基開挖在橫縱向就會形成交界區(qū)，為了提高交界區(qū)路基穩(wěn)定性，尤其是橫向半填半挖累積、縱向填挖交界段，應(yīng)選擇有效處治措施對路基的承載力進(jìn)行強(qiáng)化，比如安裝土工格柵，進(jìn)行分層碾壓回填等。若是巖石路段則選擇石料填造路基；若是土質(zhì)路段則結(jié)合土壤滲水性能情況選擇合適的原材料，并結(jié)合滲水量設(shè)計合理的地下盲溝技術(shù)方案。

3.4 路基排水設(shè)計

公路工程若是接近水源，則應(yīng)綜合分析河道漲水與河水流動可能會對路基造成的破壞，結(jié)合路基兩側(cè)水質(zhì)與水流變化以及氣候條件等影響，設(shè)計路基防水防汛措施，嚴(yán)格控制水土流失，并重視河道清理與保護(hù)。路基邊坡排水溝不但能夠?qū)崿F(xiàn)有效排水，也具備良好的蓄水功能。在設(shè)計階段必須綜合分析工程現(xiàn)場泄水能力，科學(xué)設(shè)計排水溝的長寬以及坡度，把排水溝中的積水引入到遠(yuǎn)離路基的排水系統(tǒng)，并及時對雨水、污水進(jìn)行排出，降低積水對公路路基造成的破壞，從而有效控制由于積水問題而引發(fā)的交通安全事故。

4 總結(jié)

在公路工程設(shè)計階段，必須以實際情況作為立足點，科學(xué)進(jìn)行路基設(shè)計與路線布設(shè)，提高公路工程設(shè)計的科學(xué)性、可行性、經(jīng)濟(jì)性以及安全性，從而實現(xiàn)公路工程的有序、高效建設(shè)。