公路工程設(shè)計(jì)中路線布設(shè)及路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)

譚吉昕

(中交武漢港灣設(shè)計(jì)研究院有限公司 湖北 武漢 430040)

引言

近年來(lái)，我國(guó)的交通行業(yè)快速發(fā)展，公路工程的設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高。最為明顯的便是公路的布線與路基的設(shè)置，好的布線工藝能夠減少修建成本，提高車(chē)輛行駛的效率；而路基的設(shè)計(jì)對(duì)于提高車(chē)輛行駛的舒適性和安全性也是至關(guān)重要的。另外需要結(jié)合地形條件、水利條件、農(nóng)田條件以及已經(jīng)修建的公路網(wǎng)等，具體的進(jìn)行公路的設(shè)計(jì)，從多個(gè)方面對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)、分析，找出最合理的設(shè)計(jì)方案。

一、公路工程中路線設(shè)計(jì)要點(diǎn)

(一)平面設(shè)計(jì)。對(duì)于平面線形的設(shè)計(jì)要嚴(yán)格按照平面設(shè)計(jì)的思想，盡量減少對(duì)公路周?chē)用裾Ｉ畹挠绊?、做好?duì)人文景觀的保護(hù)，所以長(zhǎng)直線的公路在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中很少出現(xiàn)，大多數(shù)情況下都是用曲線的形式來(lái)進(jìn)行構(gòu)造。平面線形設(shè)計(jì)原理，就是從線性幾何學(xué)和汽車(chē)行駛力學(xué)的角度，研究平面線形如何滿(mǎn)足行車(chē)快速、順適的幾何和力學(xué)條件，并且要結(jié)合周邊的生態(tài)環(huán)境，將公路與周?chē)沫h(huán)境形成一個(gè)整體，所以在具體的公路設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，一定要根據(jù)其生態(tài)需求與科學(xué)性來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且要根據(jù)具體的地質(zhì)條件來(lái)進(jìn)行方案的選擇。例如要盡量避開(kāi)斷層與易塌方等不良地質(zhì)地段，如果無(wú)法避免，那么需要采用橋路或者是降低挖填高度的當(dāng)時(shí)來(lái)進(jìn)行修建，這樣才能夠減少在施工過(guò)程中的危險(xiǎn)與消耗。

(二)超高設(shè)計(jì)。對(duì)于公路的超高設(shè)計(jì)，需要滿(mǎn)足段落高度的基本需求，工程師在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)需要按設(shè)計(jì)速度、半徑大小計(jì)算超高坡度，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐能?chē)流量、路面類(lèi)型、當(dāng)?shù)刈匀粭l件等情況來(lái)最后確定公路超高的參數(shù)。在下坡路段的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，需要綜合車(chē)輛在此路段的行駛安全，并且要對(duì)行駛的速度進(jìn)行驗(yàn)證，這樣才能夠保證此路段的正常運(yùn)行。超高的過(guò)渡應(yīng)在回旋線全長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行，對(duì)線形設(shè)計(jì)有一定要求的公路，應(yīng)在超高過(guò)渡緩和段的起、終點(diǎn)插入一段二次拋物線，使之連接圓滑舒順。另外在一些容易超速、地形陡峭、冰雪地段的區(qū)域工程師應(yīng)該多次進(jìn)行超高參數(shù)的計(jì)算，必要時(shí)應(yīng)按運(yùn)行速度予以驗(yàn)算，從而確定正確、合適的設(shè)計(jì)方案。

(三)爬坡車(chē)道設(shè)計(jì)。在進(jìn)行爬坡車(chē)道的設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于最大坡度參數(shù)的尺寸需要結(jié)合以下兩個(gè)個(gè)方面來(lái)確定。第一個(gè)是整個(gè)坡道的縱坡長(zhǎng)尺寸需要滿(mǎn)足實(shí)際的路況要求；第二個(gè)是在坡道上行駛的車(chē)輛類(lèi)型、車(chē)輛的性能和車(chē)輛的載重都與坡道的緩度存在著一定的關(guān)系。爬坡車(chē)道的長(zhǎng)度一般應(yīng)根據(jù)所設(shè)計(jì)的縱斷面線性，通過(guò)加、減速行程圖繪制出載重車(chē)行駛速度曲線，找到小于允許最低速度的路段，從而得到需設(shè)爬坡車(chē)道的路段。設(shè)計(jì)爬坡車(chē)道時(shí)，應(yīng)綜合考慮其與線性設(shè)計(jì)的關(guān)系，起、終點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在通視良好、便于辨認(rèn)和過(guò)渡順適的位置上。只有將這兩個(gè)因素綜合考慮到了設(shè)計(jì)方案當(dāng)中，才能夠設(shè)計(jì)出安全、合理的坡道。

二、公路工程中路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)

(一)路塹的設(shè)計(jì)。在對(duì)路塹進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)設(shè)計(jì)地區(qū)的巖土類(lèi)型進(jìn)行考察，分析其形成的原因、具體的結(jié)構(gòu)以及其風(fēng)化的程度等。并且還需要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡叵滤闆r進(jìn)行勘測(cè)。如果此地區(qū)存在坡面結(jié)構(gòu)，那么便需要采用分級(jí)分段的方式來(lái)進(jìn)行施工，需要分級(jí)分段對(duì)其進(jìn)行加固，將其邊坡修建成折線形式或者是臺(tái)階形式，然后再根據(jù)具體的實(shí)地勘測(cè)情況來(lái)進(jìn)行路塹的設(shè)計(jì)。如果要對(duì)路塹進(jìn)行深度挖掘，在施工之前必須經(jīng)過(guò)計(jì)算來(lái)確定施工進(jìn)程的穩(wěn)定性，包括穩(wěn)定的類(lèi)型與穩(wěn)定的程度等。

(二)高邊坡路基和陡坡路基的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行高邊坡路基和陡坡路基的設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要對(duì)基底條件進(jìn)行提高，因?yàn)槿绻钔恋母叨冗^(guò)高而地基的強(qiáng)度達(dá)不到其承載性能的需求，那么便會(huì)造成路面損壞和坍塌的后果。這種情況便需要對(duì)基底部分進(jìn)行強(qiáng)度更高的施工方式，如：強(qiáng)夯、沖擊、碾壓等；其次要適當(dāng)降低路堤的高度，在路基的下半部分要采用沖擊碾壓的方式來(lái)對(duì)其進(jìn)行加固，并且每間隔一米施工一次。同時(shí)在底部應(yīng)該進(jìn)行排水裝置的設(shè)計(jì)，這樣才能夠避免路基的邊坡受到水毀。最后在陡坡路堤部分應(yīng)該設(shè)置路基邊坡支擋結(jié)構(gòu)物，最基本的是進(jìn)行臺(tái)階的施工并且將其安裝上土工格柵，除此之外還需要進(jìn)行支擋結(jié)構(gòu)等防滑基礎(chǔ)設(shè)施的施工。在此過(guò)程當(dāng)中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的地形情況和地質(zhì)因素等來(lái)確定合適的設(shè)計(jì)方案。

(三)路基交界處的設(shè)計(jì)。在路基交界處的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，橫向半填路基和縱向路基的交界處必須要有三米以上的挖填高度，并且對(duì)于一些比較陡峭的路基結(jié)構(gòu)需要對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)化。在半填挖路基的施工過(guò)程當(dāng)中，需要采用超挖的手段并挖臺(tái)階來(lái)進(jìn)行回填，并且應(yīng)該對(duì)其的長(zhǎng)度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并對(duì)填挖交界處的路基采用沖擊碾壓或強(qiáng)夯方式進(jìn)行補(bǔ)充壓實(shí)，這樣才能夠避免其發(fā)生重大的不均勻沉降事故。在交界處也要考慮到地下水滲出的問(wèn)題，為降低地下水位或攔截地下水并將其排除至路基范圍以外，必要的時(shí)候可以利用盲溝、滲溝、滲井結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)其進(jìn)行處理，同時(shí)也要結(jié)合實(shí)際的施工情況和路面設(shè)施來(lái)設(shè)計(jì)邊溝和排水溝，將地表排水系統(tǒng)、地下排水系統(tǒng)合理地添加到設(shè)計(jì)方案中來(lái)。

三、實(shí)例分析

(一)崩塌堆積路段的設(shè)計(jì)。在有一些斜坡路段的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于一些包含了泥巖、白云巖的軟硬巖比較差的地段中，由于地形的情況復(fù)雜并且地勢(shì)特別陡，所以該路段的穩(wěn)定性有著很大的不穩(wěn)定因素，特別容易發(fā)生崩塌、滑坡等特別嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。在設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)該地區(qū)的地質(zhì)情況進(jìn)行全面的勘察和測(cè)繪，根據(jù)公路路基通過(guò)不良地質(zhì)路段的位置、水文地質(zhì)等條件，充分考慮路基穩(wěn)定的施工措施。將其中大量的砂巖、碎石材料進(jìn)行碾壓、沖擊等加固工作，并且要嚴(yán)格的控制其挖填的方量和高度，以設(shè)計(jì)出質(zhì)量過(guò)關(guān)的公路工程。

(二)軟基處理設(shè)計(jì)。在一些以淤泥、稻田構(gòu)成的軟基路段的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，如果處理不當(dāng)就會(huì)造成路面沉降不均勻?qū)е禄瑒?dòng)破壞的困難，這些情況多發(fā)生在河谷當(dāng)中。所以在軟基路段的施工過(guò)程當(dāng)中必須根據(jù)具體情況進(jìn)行處治。處理深度大于3米時(shí)，可采用豎向排水體、真空預(yù)壓、粒料樁、加固土樁、CFG樁、剛性樁、強(qiáng)夯和強(qiáng)夯置換等處治技術(shù)。處理深度小于3米的淺層處理可采用換填墊層、拋石擠淤、穩(wěn)定劑處理方法。換填墊層是最普遍的處治方法，先將軟土基質(zhì)去除，然后用透水性好的材料進(jìn)行回填工作，并用碾壓等手段加固回填的路段。

(三)路基路面設(shè)計(jì)。在利用路基橫斷面進(jìn)行施工的過(guò)程當(dāng)中，為確保公路能夠滿(mǎn)足使用需求，必須要結(jié)合路基的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行施工，利用橡膠混凝土和瀝青粘層對(duì)局面進(jìn)行加工，提高公路的防水性能。并且在設(shè)計(jì)時(shí)，要采用合理的曲線設(shè)計(jì)來(lái)找到最好的視覺(jué)間距，以達(dá)到合理、環(huán)保程度好、安全系數(shù)高的設(shè)計(jì)方案。

結(jié)束語(yǔ)

21世紀(jì)是科技飛速發(fā)展的時(shí)代，需要更合理、更科學(xué)、更環(huán)保、更安全的公路工程設(shè)計(jì)方案才能夠滿(mǎn)足車(chē)輛行駛的需求。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，除了要考慮車(chē)輛行駛的安全性，還應(yīng)該注意公路的設(shè)計(jì)是否與周?chē)沫h(huán)境沖突，以找到合適的公路工程設(shè)計(jì)方案。并且在設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要找到正確的曲線，將車(chē)輛的視覺(jué)間距調(diào)整到最為合適的位置?？茖W(xué)合理的公路工程設(shè)計(jì)方案是駕駛員安全行駛的保障，也是社會(huì)高速發(fā)展的必要需求。