道路與橋梁路線設計的隱患及解決策略研究

熊先達

（江西省交通設計研究院有限責任公司，南昌300010）

1 引言

改革開放以來，我國道路與橋梁工程在經(jīng)濟社會發(fā)展過程中發(fā)揮著重要的作用。作為世界高速公路里程排名第一的國家，我國有著豐富的路橋設計與施工經(jīng)驗。然而，在路橋實際運行過程中，依然存在著許多問題，需要從設計的角度出發(fā)，對路橋不斷優(yōu)化。同時，綠色發(fā)展已經(jīng)深入人心，設計工作必須兼顧工程建設的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，從而促進人與自然的和諧相處。

2 道路與橋梁的路線設計的基本原則

2.1 安全性原則

道路與橋梁是重要的公共基礎服務工程，是連接不同區(qū)域的紐帶，為經(jīng)濟發(fā)展和社會建設奠定了良好基礎。目前，我國交通事故頻發(fā)，造成了嚴重的生命財產(chǎn)損失。根據(jù)事后統(tǒng)計調(diào)查分析，路線設計不合理是事故發(fā)生的關鍵因素之一。因此，設計人員必須綜合考量各種影響因素，不斷優(yōu)化設計方案，提高路線設計的安全性和科學性，為駕駛者提供良好的駕駛體驗，能夠有相對足夠的時間去預判危險，并有效規(guī)避危險，降低交通事故的發(fā)生率。

2.2 經(jīng)濟性原則

道路與橋梁建設需要消耗大量的公共資源，因此，工程造價較高，建設周期較長，影響因素較多。如果線路設計不合理，很容易在后續(xù)施工時發(fā)生突發(fā)事件，需要采取補救措施或者變更設計，這時耗費的成本更高，可能會影響資金投入計劃，造成工期拖延。而且，位于不良地質區(qū)域的路線存在許多不確定性因素，依據(jù)現(xiàn)有的技術手段，并不能全面預判風險。因此，道路與橋梁路線設計應該平衡短期和長期的經(jīng)濟性，嚴格壽命周期經(jīng)濟評價，盡可能減少建設成本，實現(xiàn)最佳投入產(chǎn)出比[1]。

2.3 生態(tài)性原則

隨著綠色發(fā)展理念的不斷踐行，工程建設領域的改革不可避免。現(xiàn)階段，節(jié)能降耗、保護生態(tài)成為工程建設的重要要求。在道路與橋梁路線設計時，同樣需要兼顧生態(tài)效益，詳細勘察建設區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，保護原有生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，如果不可避免要穿越動物遷徙地，應該合理設計橋梁，為動物順利遷徙創(chuàng)造通道。路線設計應該盡可能減少土地開挖和植被破壞，防止出現(xiàn)滑坡、泥石流等地質災害，不但影響行車安全，而且不利于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。

3 道路與橋梁的路線設計隱患

3.1 不良工程地質的影響

道路與橋梁路線設計時，根據(jù)工程特點和建設規(guī)模，要求地基和一定區(qū)域內(nèi)的地層具有一定的強度、剛度、穩(wěn)定性、抗?jié)B性，否則，將會影響道路橋梁的運行安全和使用壽命。常見的工程地質問題主要包括地基承載力不夠、地下水活躍、邊坡失穩(wěn)等方面。常見的松散軟弱土層、風化破碎巖層、斷層、泥化軟弱夾層以及巖溶與土洞等都很難滿足工程建設要求，需要采取針對性的措施進行處理。

地下水的影響不可忽視，能夠軟化土體和巖體，導致地基和路面沉降。另外，裂縫的主要發(fā)育方向如果與邊坡走向平行，很容易出現(xiàn)邊坡坍塌的問題，而斷層產(chǎn)生的破壞力更大，當?shù)缆放c斷層走向平行時，如果路基靠近斷層破碎帶，在路基開挖施工時，很容易發(fā)生大規(guī)模的坍塌，影響正常施工，這些問題對于道路與橋梁選線設計都至關重要[2]。

3.2 路線線形設計不合理

道路路線主要由直線和曲線組成。直線路段具有較高的通行效率，曲線路段則可以根據(jù)地形條件調(diào)整運行方向，二者之間的銜接非常重要。有些路線設計緩和曲線長度不夠，不能給予駕駛者足夠的轉向預期，很容易發(fā)生安全事故。一旦發(fā)生交通事故，不但會造成生命財產(chǎn)損失，而且影響交通運行效率，需要在維護保養(yǎng)等方面付出更多的成本。直線是一種相對簡單的設計思路，尤其是在地形條件允許的情況下，比如，在平原地區(qū)，直線路段會大量出現(xiàn)。但是，如果直線路段過長，也會產(chǎn)生一定的負面作用，一方面會使駕駛員產(chǎn)生視覺疲勞，倘若發(fā)生突發(fā)情況，難以及時做出反應；另一方面，在超長直線路段上行駛可能會產(chǎn)生超速的問題，大大提高了嚴重交通事故發(fā)生的概率。除了平面設計上的不足，截面設計也存在許多問題。比如，坡度設計與彎度設計結合處理不到位，增加危險系數(shù)，凹凸曲線極值點的距離過近，存在暗凸線形，上下陡坡過大，路面起伏頻繁，等等。所以，在路線線形設計時，不同形式路線的長度必須合理控制，既要保證行駛的平穩(wěn)性，又要進行適度的變化，加強橫縱斷面分析，充分考慮人們的駕駛習慣、心理狀態(tài)以及車輛性能等問題，盡量降低安全事故發(fā)生的概率[3-5]。

3.3 道路橋梁的耐久性問題

道路與橋梁工程承擔著重要的交通通行任務，必須保證工程質量能夠滿足基本的設計使用年限，否則，將會產(chǎn)生諸多負面影響，所以，在道路與橋梁路線設計時，必須要重視耐久性設計。有些道路和橋梁工程的結構設計不合理，在通車運行后難以承受通行壓力，很容易造成結構破壞，影響路線正常運行。近幾年，新建橋梁質量問題頻出，形成了惡劣的社會影響，這其中既有設計的問題，也有施工的問題，比如，地基處理不到位，基礎結構不合理，柱墩截面偏小，運用材料承載力差，等等，需要設計人員從源頭上把好關，保證路橋結構的整體協(xié)調(diào)、牢固耐久、經(jīng)濟合理，從長遠角度出發(fā)，提升道路橋梁工程的使用壽命。

4 道路與橋梁的路線設計優(yōu)化措施研究

4.1 合理規(guī)避和處理不良地質條件

道路與橋梁選線設計應該盡可能避開斷層裂谷邊坡，尤其是不穩(wěn)定邊坡，避免路線與主要裂隙發(fā)育方向平行，避免經(jīng)過大型滑坡體、不穩(wěn)定巖堆、泥石流地段及其下方，而且要盡可能避開巖層傾向與坡面傾向一致的順向坡，尤其是巖層傾角小于坡面傾角的情況。合理規(guī)避和處理不良地質條件，能夠起到事半功倍的效果，有利于減少施工和運營階段的安全隱患[4]。為了保證地基及一定區(qū)域的地層能夠滿足強度、剛度、穩(wěn)定性、抗?jié)B性等方面的要求，除了盡量規(guī)避，還可以采取針對性的加固處理措施。比如，面對松散軟弱土層，淺層的可以直接挖除，深層的可以通過振沖置換、固結灌漿、打樁等方式解決。面對風化破碎巖層，淺層的同樣可以直接挖除，深層的可以用水泥漿加固。如果位于邊坡，可以掛網(wǎng)噴射混凝土護面或者錨桿加固。當然，不良地質的情況是復雜的，需要根據(jù)具體問題具體分析，可能需要運用多種方法，制訂最適用的處理方案。

4.2 不斷創(chuàng)新道路路線設計方法

4.2.1 做好行車視距設計

行車視距是駕駛員在駕駛過程中的可視距離，是道路設計的重要內(nèi)容，主要涉及停車視距、超車視距、會車視距、錯車視距。彎道視距、縱坡視距、平面交叉口視距，每種視距都有明確的設計要求，必須根據(jù)相關規(guī)定嚴格執(zhí)行。在面對不同狀況時，保證駕駛員擁有足夠的反應時間，能夠及時采取應對措施，尤其是需要進行超車時，需要有足夠的超車時間和視野寬度。面對復雜地形條件，應該巧妙變換路線設計方向，多次檢驗行車視距，綜合考量建筑物、構造物、邊坡、植被等方面的影響，模擬實際行車場景，科學設計視覺要素，盡量減小設計偏差。

4.2.2 不斷優(yōu)化平面線形，有效控制曲線半徑

曲線半徑既不能過大也不能過小，保證足夠的緩和曲線長度，合理設置直線長度，防止出現(xiàn)疲勞駕駛和超速駕駛的問題。盡可能減少工程建設對生態(tài)環(huán)境的影響，充分考慮氣候條件、水文條件、地形地貌等綜合因素，實現(xiàn)路線與周邊環(huán)境的緊密配合。在同時面對彎道和坡道時，需要加強平面組合設計，科學設計豎曲線長度，豎曲線應該盡可能與平曲線重合，保證坡道轉彎的安全性和穩(wěn)定性。合理控制凹凸曲線極值點的距離，避免出現(xiàn)暗凸線型或過大陡坡，做好橫斷面和縱斷面設計，合理設置路面和路肩坡度，完善排水系統(tǒng)，保證排水順暢，縱斷面設計應該選擇較小的縱坡或者較大的豎曲面半徑。

以上這些路線設計方法，均有利于提升駕駛體驗、保持視野開闊、保證行車安全穩(wěn)定，設計人員應該在已有理論研究和經(jīng)驗的基礎上，不斷開拓進取，創(chuàng)新路線設計方法，完成更優(yōu)的設計方案[6-8]。

4.3 充分重視道路橋梁的耐久性設計

根據(jù)勘察報告，核查現(xiàn)場情況，合理設計路線，針對不良地質條件，制定行之有效的加固處理措施，防止因地質災害導致道路橋梁受損。在此基礎上，選擇合適的結構形式，計算結構截面尺寸和鋼筋配置，保證基礎和支撐結構能夠為上部結構提供足夠的承載力。材料是組成工程實體的基本組成部分，材料質量直接決定著道路橋梁的質量。在路線設計時，結合現(xiàn)場條件，選擇可靠材料，保證其強度指標、耐久性能能夠滿足設計要求，比如，使用高強混凝土，提高鋼筋強度等級，等等，混凝土保護層的厚度必須滿足要求，防止出現(xiàn)鋼筋銹蝕、結構裂縫等問題，否則，在外界環(huán)境的侵蝕下，會加速結構的破壞，從而影響道路橋梁的耐久性[9，10]。

5 結語

綜上所述，道路橋梁在國家建設中扮演著重要的角色，影響著區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和社會生產(chǎn)生活。本文首先闡述了道路與橋梁路線設計的基本原則，然后分析了路線設計中存在的不足之處，最后針對性提出了優(yōu)化措施。充分掌握道路與橋梁路線設計的重難點問題，積極轉變設計理念，利用先進工具和方法，不斷提升設計水平，保證道路與橋梁路線設計的科學性、合理性、可行性，能夠充分發(fā)揮工程建設的整體價值。