公路設(shè)計中存在的問題以及對策分析

許軍 虞新佳

【摘要】公路工程范圍大，施工環(huán)境復(fù)雜，需要提高公路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和要求，提高工程質(zhì)量，消除安全隱患?；诖耍疚耐ㄟ^強(qiáng)調(diào)公路設(shè)計重要地位，詳細(xì)分析了公路設(shè)計問題以及解決對策。以期能夠不斷改進(jìn)公路設(shè)計，延長公路工程使用壽命。

【關(guān)鍵詞】公路設(shè)計;設(shè)計問題;解決對策【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

隨著我國汽車保有量增加，人們經(jīng)濟(jì)水平的提高，出行需求和自駕游需求逐漸增多，我國逐漸完善公路網(wǎng)絡(luò)，尤其是偏遠(yuǎn)地區(qū)和山區(qū)的公路工程，逐漸投入建設(shè)。但受到地質(zhì)條件和環(huán)境的影響，山區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)公路設(shè)計難度較高，對于設(shè)計提出了更高的要求。為了滿足公路壽命要求和駕駛安全要求，需要不斷優(yōu)化公路設(shè)計。

1、公路設(shè)計的重要地位

公路工程質(zhì)量是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，關(guān)系到人民群眾的生命安全。公路設(shè)計缺陷極有可能引發(fā)安全事故，給人民群眾造成巨大威脅。此外公路工程相對特殊，不同路段可能存在不同的地質(zhì)條件，設(shè)計難度高，容易受到地質(zhì)變化和環(huán)境因素的影響，需要進(jìn)行設(shè)計變更[1]。公路設(shè)計是保證公路共層穩(wěn)定使用和高效運(yùn)營的基礎(chǔ)，經(jīng)過對公路工程的科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計，為交通建設(shè)奠定基礎(chǔ)，服務(wù)于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾的出行?，F(xiàn)階段我國平原地帶公路建設(shè)基本完善，工藝和工程質(zhì)量均保持較高水平。后續(xù)公路建設(shè)多集中在多山地區(qū)，設(shè)計和施工難度較大，對于公路設(shè)計要求高。為保證公路工程安全穩(wěn)定，滿足交通通行要求，需要提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)謹(jǐn)開展公路現(xiàn)場勘查，根據(jù)現(xiàn)場條件進(jìn)行公路設(shè)計，提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，滿足不同環(huán)境下的交通通行要求。

2、公路設(shè)計的問題

2.1路基設(shè)計問題

路基設(shè)計關(guān)系到工程質(zhì)量和使用成本。在路基設(shè)計上，要提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)工程防護(hù)。尤其是山區(qū)路段設(shè)計，容易發(fā)生山體滑坡以及泥石流災(zāi)害，若未設(shè)計防護(hù)設(shè)施，存在較多安全隱患。地基加固防護(hù)力度相對薄弱，土壤承載能力弱，若未增加加固設(shè)計，也威脅到行車安全。排水設(shè)計也是路基設(shè)計的重要內(nèi)容，但很多公路設(shè)計并未根據(jù)現(xiàn)場和氣候環(huán)境進(jìn)行設(shè)計，排水系統(tǒng)難以滿足排水要求，排水能力較弱，極容易出現(xiàn)路面積水問題，并影響到路面使用壽命。排水設(shè)計是一項(xiàng)復(fù)雜的設(shè)計工作，設(shè)計階段缺乏現(xiàn)場勘查，沒有深入分析排水要求，造成路基排水性能無法滿足排水需要。

2.2路線設(shè)計問題

在坡長設(shè)計上，為了降低開挖量采取分離式斷面設(shè)計，在上下坡過程中機(jī)動車輛存在不同特征，需要科學(xué)定位最大坡長。若設(shè)計不合理可能造成重型車輛下滑，嚴(yán)重威脅到駕駛安全。橫斷面設(shè)計問題主要體現(xiàn)在山區(qū)公路上，受到地質(zhì)條件的影響，常規(guī)橫斷面設(shè)計會增加開挖量，增加施工成本?？v斷面設(shè)計直接影響著公路排水性能，威脅到公路壽命，縱斷面高度較低會造成排水能力降低，容易形成水路害或者路面積水。

2.3車道寬度問題

我國汽車保有量不斷增加，車流量逐年增大，在這一背景下交通擁擠問題顯著，為了提高交通通暢性，需要對車道寬度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。一味增加車道寬度反而造成土地資源利用率降低，增加資源浪費(fèi)問題。同時也存在車流量大的公路寬度不足，而車流量較小的公路寬度過大的問題。在公路設(shè)計上要解決土地資源局限和車道寬度不足的沖突，合理調(diào)整車道寬度，兼顧交通通暢性和土地資源緊張問題。

2.4設(shè)計參數(shù)問題

在很多公路工程中，設(shè)計參數(shù)和施工現(xiàn)場存在一定矛盾，由于設(shè)計參數(shù)不合理造成公路壽命打折扣，后續(xù)運(yùn)營期間需要投入大量成本和費(fèi)用維修公路。主要由于在公路設(shè)計時，設(shè)計人員將資金投入作為主要指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計，忽略了公路荷載和交通流量等指標(biāo)，指標(biāo)參照不合理，造成設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)未達(dá)到使用要求，極容易引發(fā)交通事故，影響公路使用壽命。

2.5綠化設(shè)計問題

綠化設(shè)計主要起到吸收尾氣、降溫、改善污染的作用。但由于設(shè)計不合理，選擇不合適的植物種類，造成抗蟲害能力不足，增加養(yǎng)護(hù)成本的問題?；蛘咧参锎钆洳缓侠恚G化帶沒能發(fā)揮出防眩暈的作用。

3、公路設(shè)計問題的處理措施

3.1路基設(shè)計

工程現(xiàn)場為軟土地基，需要使用高填方工程，并檢查處理后的穩(wěn)定性，保證軟土地基處于穩(wěn)定狀態(tài)。路基挖方地段容易受到車輛荷載的影響，出現(xiàn)路面開裂問題，極容易出現(xiàn)水損壞病害。應(yīng)當(dāng)詳細(xì)調(diào)查地下水的情況，在公路設(shè)計上突出排水設(shè)計，在挖方地段設(shè)置盲溝，將外來水源阻斷。路基零填挖地段，由于水位高，水穩(wěn)定性不好，要使用原狀土或者換填方式充分壓實(shí)處理。需要高度重視公路防護(hù)設(shè)計，根據(jù)公路附近條件，在邊坡設(shè)計防護(hù)網(wǎng)，滿足滾石、滑坡的防護(hù)要求。同時增加植被設(shè)計，提高公路防護(hù)能力，可以保護(hù)公路行車安全。另一方面，充分結(jié)合防、排、疏的設(shè)計理念，將路基防護(hù)、排水相結(jié)合，詳細(xì)調(diào)查當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件、地下水以及降雨量，合理搭配急流槽、截水溝以及邊溝等排水設(shè)計，地下增加滲溝和暗溝，提高路基的排水能力。

3.2路線設(shè)計

公路設(shè)計大多使用直線線形設(shè)計，根據(jù)公路等級、環(huán)境以及區(qū)域進(jìn)行設(shè)計，盡量選擇無超高的平曲線半徑，不使用單向排水，提高公路舒適度和安全性。平面線形設(shè)計主動規(guī)避水庫或者水塘，否則會增加補(bǔ)償費(fèi)用，影響工程造價。線形設(shè)計要避免橫坡較陡區(qū)域半填半挖，避免沉降不均勻問題，以免影響公路駕駛安全。豎面線形要減少零填挖地段，由于區(qū)域水穩(wěn)定性差，可能增加額外成本。讓路線走高一些，避免明涵結(jié)構(gòu)，控制工程造價，規(guī)避跳車事故。公路涵洞需要明涵暗放設(shè)計，利用人行道替代天橋功能，減少天橋工程?；ネ⒔粯虻倪B接線規(guī)避凸形豎曲線，互通立交橋由于通視條件差，無法短時間內(nèi)識別路標(biāo)，造成線路錯誤，引發(fā)交通事故。以往超高漸變路段設(shè)置在緩和曲線固定位置，施工難度較高。如果橋梁中間路段為超高漸變段，橋面橫坡從負(fù)坡至正坡的過程中必然會出現(xiàn)反復(fù)扭曲變化。公路設(shè)計需要重新設(shè)計超高漸變段，盡量轉(zhuǎn)移到橋頭位置，橋頭引道作為從負(fù)坡到正坡的漸變，從而讓橫坡形成單一變化，方便于施工的開展。

公路設(shè)計上，控制縱坡以及橫坡十分關(guān)鍵，重點(diǎn)考察設(shè)計指標(biāo)，否則會嚴(yán)重影響公路整體設(shè)計，威脅到行車安全以及舒適度，不利于公路性能。要求進(jìn)行現(xiàn)場精準(zhǔn)測量，準(zhǔn)確測量行車速度，合理限速，提高公路駕駛安全性，保證公路耐久性以及穩(wěn)定性?？v斷面設(shè)計會影響排水能力，若坡度設(shè)計過小會造成路面積水問題，在雨季或降雨量增加等特殊情況下，可能引發(fā)洪澇災(zāi)害、雨水倒灌，嚴(yán)重影響公路通暢性。在設(shè)計上嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范以及要求設(shè)計縱斷面，著力提高排水性能，滿足雨季排水需要[2]。橫斷面設(shè)計要提前勘探地形條件，調(diào)整橫斷面寬度，嚴(yán)格控制中間帶寬以及圍護(hù)欄高度，避免盲目開挖，浪費(fèi)資源。在坡長設(shè)計上，由于設(shè)計要求不明確，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要針對整體式斷面規(guī)定，分離式斷面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺乏限制。尤其是復(fù)雜地形條件，在設(shè)計上需要根據(jù)現(xiàn)場條件符合。為了讓公路通行條件得到改善，合理設(shè)置分離式斷面，重點(diǎn)考慮爬坡和下坡狀態(tài)差異，有針對性約束公路爬坡長度，在陡坡右側(cè)設(shè)置爬坡道，將重型和普通機(jī)車分離開，提高公路通行安全性。

3.3寬度設(shè)計

如今我國汽車保有量逐年增長，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度快，機(jī)動車數(shù)量和運(yùn)輸工具增多，對土地資源需求增加，為了讓土地利用率明顯提高，需要在公路寬度設(shè)計上予以調(diào)整，科學(xué)規(guī)劃路網(wǎng)路線設(shè)計，在保證公路通暢通行的基礎(chǔ)上，合理約束車道寬度設(shè)計。在寬度設(shè)計上積極創(chuàng)新，在合理范圍內(nèi)提高靈活度和安全性，提高道路荷載性能，延長公路的使用壽命。

3.4設(shè)計參數(shù)

公路設(shè)計關(guān)系到經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為提高公路工程經(jīng)濟(jì)效益，需要通過設(shè)計和施工延長使用壽命。公路設(shè)計參數(shù)直接影響到使用壽命、使用性能，在很多地區(qū)公路項(xiàng)目中都存在各種各樣的問題，造成后續(xù)維護(hù)費(fèi)用增加，經(jīng)濟(jì)效益較低。我國很多公路在未達(dá)到壽命時已經(jīng)發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞，一般情況下混凝土路面壽命為20～30年，瀝青路面使用壽命為15年，平均壽命約10年。在公路設(shè)計上為保證施工和壽命，必須要嚴(yán)格按照設(shè)計參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，根據(jù)公路現(xiàn)場情況對設(shè)計參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，規(guī)避設(shè)計參數(shù)不合理的情況，從而延長公路使用壽命。在設(shè)計過程中積極借鑒其他公路項(xiàng)目的設(shè)計參數(shù)，對比相似案例參數(shù)，并觀察公路行駛的主要車輛和負(fù)載情況，綜合考慮現(xiàn)場地質(zhì)條件和環(huán)境因素，使用合理的設(shè)計參數(shù)，才能保證延長使用壽命。設(shè)計前務(wù)必對現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，經(jīng)過深入勘察和分析后，進(jìn)行設(shè)計提高行車安全，降低工程造價。

3.5綠化設(shè)計

公路工程設(shè)計綠化帶不僅能夠改善空氣質(zhì)量，防塵固土，更有利于降低噪聲，綠化林帶能夠反射噪聲至不同方向，減弱聲能，從而改善噪聲污染。公路林帶主要以喬、灌以及草結(jié)合，優(yōu)先選擇闊葉樹和高綠籬植物，具有更突出的噪聲防護(hù)效果。在豎直方向上，多層結(jié)構(gòu)可提供更大面積的阻擋面，能夠減緩氣流，促進(jìn)塵粒沉降，減少粉塵以及大氣污染[3]。草被則具有更強(qiáng)大的容水能力，能夠提高公路排水能力，減少路面積水問題。在植物選擇上，選擇耐貧瘠、蟲害以及易養(yǎng)護(hù)的植物，如圓柏、迎春、紫薇等植物，通過分層搭配，保證50～150cm有樹冠遮擋，也能起到防眩、視線誘導(dǎo)的作用。公路交通嚴(yán)重影響我國的大氣環(huán)境，通過綠化帶建設(shè)保護(hù)我國生態(tài)環(huán)境，降低顆粒物濃度，更有利于改善城市環(huán)境，踐行可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

結(jié)論：

綜上所述，公路設(shè)計對于交通安全、交通體系有重要價值?，F(xiàn)階段公路設(shè)計主要存在路基設(shè)計問題、路線設(shè)計問題、車道寬度問題、設(shè)計參數(shù)問題、綠化設(shè)計問題。針對上述問題，需要設(shè)計人員不斷提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)默F(xiàn)場調(diào)查，以現(xiàn)場條件、環(huán)境以及交通需要展開路基設(shè)計、路線設(shè)計、寬度設(shè)計、綠化設(shè)計等。通過科學(xué)合理的公路設(shè)計提高工程質(zhì)量，滿足交通駕駛需要，減少安全隱患，支持經(jīng)濟(jì)和交通事業(yè)的發(fā)展。

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作者簡介：

許軍，男，籍貫：江西九江，漢族，1970年1月出生，學(xué)歷：大專，研究方向：道路與橋梁設(shè)計。

虞新佳，男，籍貫：江西九江，漢族，1984年2月出生，學(xué)歷：大專，研究方向：道路與橋梁設(shè)計。