公路工程設(shè)計(jì)中路線(xiàn)布設(shè)及路基設(shè)計(jì)分析

徐 斌 胡瓊希

杭州蕭山交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 浙江 杭州 311200

公路路線(xiàn)布設(shè)是指針對(duì)公路的平面線(xiàn)型、縱斷面線(xiàn)型以及方向走勢(shì)等三維空間位置關(guān)系、公路工程構(gòu)件的幾何形狀與尺寸等展開(kāi)的一系列整體設(shè)計(jì)工作。公路工程的路線(xiàn)線(xiàn)型構(gòu)成了公路的構(gòu)造骨架，對(duì)后續(xù)部分路基、路面以及橋涵構(gòu)造物等具體構(gòu)建劃分排布起到了重要的指導(dǎo)參考作用。設(shè)計(jì)公路的具體線(xiàn)路，既能夠盡量避開(kāi)各種復(fù)雜的地形地勢(shì)導(dǎo)致的施工難度的增加，也能夠減少公路本身的坡度和彎度，減少公路行車(chē)駕駛的不安全性，減少交通安全事故的發(fā)生概率。

1 公路路線(xiàn)布設(shè)的重要性

在進(jìn)行公路工程修建時(shí)，公路設(shè)計(jì)通常都是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，路線(xiàn)是公路的主體部分，關(guān)系到路基、路面及橋洞設(shè)計(jì)質(zhì)量[1]。所以，應(yīng)先行保證路線(xiàn)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)、適宜、符合實(shí)際情況。路線(xiàn)設(shè)計(jì)應(yīng)有曲線(xiàn)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)對(duì)接，設(shè)施定位等，其中曲線(xiàn)規(guī)劃最為重要。在曲線(xiàn)規(guī)劃完好的基礎(chǔ)上，才可正式進(jìn)入其他設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)會(huì)涉及縱斷面、橫斷面等內(nèi)容。具體的路線(xiàn)設(shè)計(jì)應(yīng)充分結(jié)合公路現(xiàn)場(chǎng)客觀(guān)條件，參與物理及人機(jī)工程學(xué)等專(zhuān)業(yè)常識(shí)，在保證完全契合區(qū)域性交通要求的基礎(chǔ)上，切實(shí)保證路線(xiàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、適宜性。

2 公路路線(xiàn)布設(shè)的基本原則

2.1 以安全性為基礎(chǔ)，提升路線(xiàn)設(shè)計(jì)質(zhì)量

在進(jìn)行路線(xiàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，安全性是首先要考慮的問(wèn)題，要以國(guó)家制定標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，對(duì)路線(xiàn)內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范且合理的設(shè)置，要適當(dāng)選取直線(xiàn)和曲線(xiàn)路段，提升公路的安全性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要對(duì)應(yīng)控制好彎度（圓曲線(xiàn)）和坡度(縱曲線(xiàn))，（有彎度是為了防止駕駛員產(chǎn)生駕駛疲勞。有坡度是為了路面排水,沒(méi)有完全水平的路的。）按照安全性標(biāo)準(zhǔn)予以合理化調(diào)整，讓彎度和坡度值得到最大限度的降低，從而讓車(chē)輛在行駛過(guò)程中減少因?yàn)槁肪€(xiàn)造成的影響。據(jù)有關(guān)資料得知，公路中的彎度值和坡度值越小，則車(chē)輛行駛方向就越明確，也就具有越高的安全性[1]。

2.2 環(huán)保性作為重點(diǎn)，提升路線(xiàn)設(shè)計(jì)環(huán)保效益

公路設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其核心就是要具有環(huán)保性，公路路線(xiàn)要以路線(xiàn)周邊環(huán)境實(shí)況來(lái)科學(xué)選取，施工過(guò)程中要盡可能的減少過(guò)度開(kāi)墾及亂砍濫伐，避免公路環(huán)境遭到破壞[2]。特別是景區(qū)更要注重環(huán)保性，對(duì)景區(qū)路線(xiàn)進(jìn)行環(huán)保設(shè)計(jì)。

2.3 以高效性為核心，提升路線(xiàn)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)效益

公路修建項(xiàng)目繁瑣，所涉成本較高，并且對(duì)人員、經(jīng)濟(jì)和設(shè)備等方面也提出非常嚴(yán)格的要求，特別是對(duì)于山路及隧道等修建項(xiàng)目，路線(xiàn)設(shè)計(jì)都屬于其中的必要項(xiàng)目，所涉成本標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行程度會(huì)關(guān)系到工程各方面發(fā)展目標(biāo)能否達(dá)成。符合實(shí)際的路線(xiàn)設(shè)計(jì)，會(huì)著重強(qiáng)調(diào)成本的合理化、最小化設(shè)置，或者結(jié)合企業(yè)經(jīng)濟(jì)條件將各個(gè)路線(xiàn)區(qū)域予以設(shè)置，進(jìn)而使施工體系得到優(yōu)化。所以，在路線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員應(yīng)對(duì)施工成本進(jìn)行嚴(yán)格掌控，并對(duì)線(xiàn)形設(shè)計(jì)方案做出選擇，使施工成本得以更加合理的設(shè)置，增加路線(xiàn)設(shè)計(jì)方面的經(jīng)濟(jì)效益[3]。

2.4 因地制宜，統(tǒng)籌兼顧

路線(xiàn)屬于公路中的核心區(qū)域，其質(zhì)量會(huì)影響到路網(wǎng)顯著性能的體現(xiàn)，所以在具體的路線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)將所有影響因素作出現(xiàn)實(shí)性預(yù)測(cè)。例如，施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)、路線(xiàn)走向的局限、公路修建的外在影響性等，應(yīng)當(dāng)采取所有可行措施將路線(xiàn)設(shè)計(jì)計(jì)劃進(jìn)行充分探討，從而選擇最具可行的路線(xiàn)設(shè)計(jì)計(jì)劃，確保修建后路線(xiàn)與其周邊路線(xiàn)充分、自然地銜接，不會(huì)涉及對(duì)農(nóng)田的占用，維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)及城區(qū)基本設(shè)施良好的狀態(tài)，進(jìn)一步合理化、最小化公路修建成本、管護(hù)成本。保證公路使用過(guò)程安全，有利于人員通行的穩(wěn)定、順暢、快捷，有利于地方經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)。

2.5 高效性原則

在所有公路修建過(guò)程中，盤(pán)山公路、穿山隧道、山間橋梁是財(cái)力、物力和時(shí)間投入最多的3種模式，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員應(yīng)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)的合理性，根據(jù)既定的施工成本、公路等級(jí)等信息數(shù)據(jù)開(kāi)展路線(xiàn)設(shè)計(jì)工作[4]。在合理范圍內(nèi)盡可能避開(kāi)穿山、盤(pán)山、跨山的設(shè)計(jì)內(nèi)容，嚴(yán)謹(jǐn)掌控工程成本，以提高工程經(jīng)濟(jì)效益，降低公路施工量，減少各方面資源的投入。

3 公路工程設(shè)計(jì)中路線(xiàn)布設(shè)

3.1 選線(xiàn)

路線(xiàn)設(shè)計(jì)是工程質(zhì)控和成本控制的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)做好勘測(cè)工作，促進(jìn)科學(xué)選線(xiàn)，合理節(jié)約成本，綜合多方因素，路線(xiàn)布設(shè)從宏觀(guān)到微觀(guān)，逐步精細(xì)化，科學(xué)分設(shè)階段設(shè)計(jì)。應(yīng)行多方案設(shè)計(jì)，篩選最優(yōu)計(jì)劃。路線(xiàn)布設(shè)中，應(yīng)明確起點(diǎn)與終點(diǎn)情況，定位中間控制點(diǎn)，以宏觀(guān)路網(wǎng)設(shè)計(jì)為前提，還應(yīng)與城市規(guī)劃相一致。應(yīng)分析公路路段所處環(huán)境，對(duì)于靠近城鎮(zhèn)或者重要交通樞紐；如立交、客運(yùn)站等環(huán)境公路設(shè)計(jì)，不僅應(yīng)考慮公路本身性質(zhì)，而且應(yīng)了解城市發(fā)展布局，根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用支線(xiàn)連接布線(xiàn)、繞行布線(xiàn)或者穿越布線(xiàn)等設(shè)計(jì)總方案。

3.2 坡度控制

針對(duì)沿線(xiàn)城鎮(zhèn)進(jìn)行路線(xiàn)布設(shè)時(shí)，通常公路與城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)間隔應(yīng)設(shè)置為（2-5）km，可適當(dāng)放寬，但應(yīng)≤8km。當(dāng)針對(duì)地勢(shì)復(fù)雜的山嶺地區(qū)進(jìn)行選線(xiàn)時(shí)，可采用三種方式進(jìn)行選線(xiàn)。其一為沿河線(xiàn)，其二為山脊線(xiàn)，其三為越嶺線(xiàn)。在選線(xiàn)時(shí)應(yīng)科學(xué)控制長(zhǎng)度，控制平均坡度，預(yù)留縱坡空間。路線(xiàn)布設(shè)從難到易推進(jìn)，非特殊要求路段不針對(duì)展線(xiàn)路段設(shè)計(jì)反向坡度。布線(xiàn)時(shí)應(yīng)考慮行車(chē)平穩(wěn)性，以保證高速行駛安全，提高行車(chē)舒適度。應(yīng)減少非必要工程量以控制建設(shè)成本，設(shè)計(jì)中技術(shù)指標(biāo)盡量不觸底，也避免過(guò)度追求高技術(shù)指標(biāo)增加施工難度和建設(shè)成本。

3.3 平面線(xiàn)形設(shè)計(jì)

平面線(xiàn)形應(yīng)保證連續(xù)和舒適，盡量采用直線(xiàn)設(shè)計(jì)。路線(xiàn)應(yīng)適應(yīng)所在地地物、地形，和工程建設(shè)環(huán)境協(xié)調(diào)一致。應(yīng)符合行駛力學(xué)要求，加強(qiáng)立體線(xiàn)形設(shè)計(jì)，保證指標(biāo)均衡，提升視覺(jué)質(zhì)量，促進(jìn)公路安全舒適。在長(zhǎng)直線(xiàn)路段盡頭，應(yīng)避免使用小半徑曲線(xiàn)設(shè)計(jì)，下坡方向路線(xiàn)盡頭重點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在公路的平面線(xiàn)型設(shè)計(jì)中，緩和曲線(xiàn)設(shè)計(jì)是指對(duì)直線(xiàn)公路與圓曲線(xiàn)公路搭接節(jié)點(diǎn)之間的緩和路段展開(kāi)的設(shè)計(jì)工作，緩和曲線(xiàn)的設(shè)計(jì)主要包括了曲線(xiàn)路段的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)以及曲率變化設(shè)計(jì)。當(dāng)?shù)匦尉哂芯窒扌裕仨毷褂眯“霃角€(xiàn)時(shí)，可在其中間路段加設(shè)過(guò)渡性曲線(xiàn)，控制縱坡規(guī)格，并應(yīng)避免連續(xù)性急彎設(shè)計(jì)。

3.4 爬坡道

在設(shè)計(jì)爬坡道時(shí)，應(yīng)綜合縱坡總長(zhǎng)度，使其滿(mǎn)足路況要求。此外，應(yīng)結(jié)合荷載車(chē)輛類(lèi)型，結(jié)合車(chē)輛載重等要求控制坡度。應(yīng)分析縱斷面線(xiàn)形，設(shè)計(jì)行程圖，對(duì)車(chē)速曲線(xiàn)進(jìn)行繪制，定位最低速以下路段，進(jìn)而設(shè)計(jì)爬坡路段。路線(xiàn)起點(diǎn)與終點(diǎn)應(yīng)具有良好通視條件，保證過(guò)度順適且駕駛?cè)藛T方便辨認(rèn)。

3.5 超高設(shè)計(jì)

對(duì)公路橋梁的標(biāo)高和載重進(jìn)行設(shè)置，是能夠有效保證公路橋梁質(zhì)量和穩(wěn)定性的重要措施。在對(duì)公路路線(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，也需要考慮到公路橋梁超高會(huì)對(duì)公路路線(xiàn)合理性造成的影響，主要目的是要盡可能的減少發(fā)生交通安全事故的概率，對(duì)現(xiàn)有的超高設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化。在對(duì)公路橋梁的超高設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，需要將橋梁的段部設(shè)置為超高點(diǎn)，以緩沖橋梁的扭曲壓力為主要目標(biāo)，在讓公路橋梁保障穩(wěn)定性及安全性的基礎(chǔ)上，也能夠盡量延長(zhǎng)公路橋梁的使用壽命，進(jìn)而有效保證公路工程整體的質(zhì)量和安全。

4 公路工程設(shè)計(jì)中路線(xiàn)布設(shè)及路基設(shè)計(jì)主要內(nèi)容

公路工程設(shè)計(jì)中布設(shè)路線(xiàn)和建設(shè)路基是重點(diǎn)內(nèi)容，與公路通行安全性與服役周期長(zhǎng)度密切相關(guān)。公路路線(xiàn)較長(zhǎng)，建設(shè)環(huán)境較多元，應(yīng)針對(duì)不同建設(shè)環(huán)境進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)。科學(xué)布設(shè)路線(xiàn)可降低工程預(yù)算，促進(jìn)高效率通行。路基設(shè)計(jì)合理性則會(huì)影響公路使用舒適度，影響交通安全。在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)基于地質(zhì)水文條件，對(duì)農(nóng)田、河流等特殊環(huán)境進(jìn)行對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

4.1 關(guān)于路基基礎(chǔ)處理方案設(shè)計(jì)

在公路工程的路基施工階段，路基設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵，對(duì)于周邊實(shí)況要清楚，把路基設(shè)計(jì)做好，從而讓路基的穩(wěn)定性得以提升。如要充分調(diào)研和分析周?chē)耐翆拥刭|(zhì)及地下環(huán)境等，對(duì)于當(dāng)?shù)氐恼鎸?shí)情況，尤其是涉及到重點(diǎn)區(qū)域的路段，要進(jìn)行合理化、科學(xué)化的分析。當(dāng)軟土層是難處理的類(lèi)型還要選取合理的工藝進(jìn)行處理，從而讓軟土地層的強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性得以提高。

4.2 關(guān)于路基分層填筑壓實(shí)工藝設(shè)計(jì)

填筑和壓實(shí)在路基設(shè)計(jì)中是重點(diǎn)，因此，對(duì)于工藝技術(shù)流程要熟練掌握，施工效果要高度重視，避免出現(xiàn)影響整體地基穩(wěn)定性的問(wèn)題出現(xiàn)。要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，進(jìn)行科學(xué)化的設(shè)計(jì)，讓每一道流程的工藝都達(dá)到施工要求，壓實(shí)度、每層的分層厚度都要控制好，從而保證有更好的碾壓效果。

4.3 關(guān)于路基邊坡的防護(hù)設(shè)計(jì)

我國(guó)目前公路路基設(shè)計(jì)不斷完善，尤其是對(duì)于細(xì)節(jié)有更加科學(xué)化的處理，從而保證了邊坡的質(zhì)量，避免出現(xiàn)邊坡失衡的問(wèn)題。在進(jìn)行邊坡的設(shè)計(jì)過(guò)程中，在讓基本穩(wěn)定得到保證的同時(shí)，還要對(duì)美觀(guān)性進(jìn)行考慮，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)選擇，且要把當(dāng)?shù)氐奶卣鹘Y(jié)合起來(lái)，對(duì)植被防護(hù)及截排水防護(hù)進(jìn)行合理使用，最終發(fā)揮出最佳的綜合作用。

5 公路路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在對(duì)公路路基進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，為了能夠更好的保證公路工程建設(shè)的實(shí)用效果，需要充分發(fā)揮先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的作用，通過(guò)各種硬件和軟件的應(yīng)用來(lái)精確公路路基的測(cè)量和計(jì)算數(shù)據(jù)，為后續(xù)的公路施工提供更加科學(xué)準(zhǔn)確的依據(jù)。

5.1 選擇路基斷面的形式

進(jìn)行路基斷面的形式選擇時(shí)，首先要把路基寬度和高度計(jì)算出來(lái)，再以垂直線(xiàn)路中心路基斷面的具體要求為依據(jù)進(jìn)行橫斷面的基本設(shè)計(jì)。進(jìn)行斷面設(shè)計(jì)時(shí)必須要進(jìn)行周全的考慮，讓綜合性因素能夠得到控制，要保證車(chē)道寬度最終的使用功能，通常為3.5m以上。精準(zhǔn)計(jì)算好每個(gè)車(chē)道的寬度以后，再結(jié)合實(shí)際使用情況來(lái)進(jìn)行施工區(qū)和緩沖區(qū)的預(yù)留，可按照技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)整體的公路寬度進(jìn)行合理的調(diào)整，從而讓高公路的暢通性和后期的通行效果及質(zhì)量得到提升。

5.2 選擇路基填料

在路基的施工過(guò)程中，填料極其重要，因此必須要做好填料選擇工作，要結(jié)合路基的實(shí)際要求、地形、水文地質(zhì)等條件來(lái)選擇填料，要達(dá)到整體承載力要求，并且要做好填料性能、密實(shí)度的檢測(cè)工作，從而讓整個(gè)路基綜合質(zhì)量比有保障。

5.3 邊坡形狀和坡度的修正

路基的形狀取決于公路的形狀，因此要進(jìn)行形狀的修正，路基的邊坡形狀要根據(jù)選用的填料，且對(duì)整體性能進(jìn)行了解，以形狀和坡度控制為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行整體修正[5]。進(jìn)行路基設(shè)計(jì)時(shí)還要按照地貌、地質(zhì)要求、當(dāng)?shù)氐穆窙r特點(diǎn)為前提，讓穩(wěn)定性得以提高為原則，讓坡度設(shè)計(jì)水平得以提升。差異化的設(shè)計(jì)也要做好，路基不同其邊坡形狀也不一樣，因此要在滿(mǎn)足邊坡特點(diǎn)及土質(zhì)水文等要求的基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行邊坡的寬度和高度的調(diào)整，讓路基的穩(wěn)定性有保證，從而讓質(zhì)量和安全性得到提升。在挖方施工階段，要結(jié)合周?chē)脖患吧襟w破壞情況來(lái)對(duì)高度進(jìn)行合理化的確定，避免發(fā)生滑坡和崩塌等安全事故。

5.4 路基高度及寬度

路基寬度是指路基兩邊緣之間的寬度，其包含綠化帶和行車(chē)道寬度。要進(jìn)行路基寬度的確定就必須以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況為準(zhǔn)，以實(shí)際的行車(chē)來(lái)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，從而讓路基的穩(wěn)定性有保證[6]。路基填筑高度和開(kāi)挖路塹之前，要確定好標(biāo)高和地面標(biāo)高，根據(jù)不同的標(biāo)高把路基的總寬度和總高度設(shè)計(jì)出來(lái)。填筑路床區(qū)域是重中之重，對(duì)于每層填筑的壓實(shí)度要掌控好，保證整體壓實(shí)效果高，并檢測(cè)最終的壓實(shí)效果。

5.5 路基壓實(shí)

路基干密度是否達(dá)到要求取決于路基壓實(shí)作業(yè)效果，通常路基和基層要保證壓實(shí)效果需要壓實(shí)8次，石料鋪筑層要壓實(shí)10次，瀝青混合料要壓實(shí)10次以上。因此，具體的壓實(shí)次數(shù)要根據(jù)基層材料來(lái)選擇，且把過(guò)程測(cè)量做好，讓壓實(shí)質(zhì)量提高，確保路基耐久性和穩(wěn)定性良好。

5.6 路基附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)

為了保證后期使用的效果，施工前就要把路基附屬設(shè)施設(shè)計(jì)做好，主要包括人行道、錯(cuò)車(chē)道和交叉口等，這樣就能讓后期施工的開(kāi)展更加順利，且合理的設(shè)計(jì)也是保證附屬設(shè)施作用得到充分發(fā)揮。

5.7 路基排水設(shè)計(jì)

路基排水不同于其他的排水，一定要以路段特點(diǎn)為基礎(chǔ)把排水設(shè)計(jì)做好，地段不同排水特點(diǎn)也不一樣，一般情況，原公路采用邊溝排水法，對(duì)路面的地面水進(jìn)行收集，對(duì)道路上方邊坡的坡面水進(jìn)行攔截，然后快速匯集并引入到排水通道中，水再通過(guò)橋涵等泄放到道路的下方。隨著新型管道的不斷應(yīng)用，排水最主要的方式采用管道排水，就是通過(guò)安裝管道來(lái)引導(dǎo)水流的走向，讓公路避免出現(xiàn)積水現(xiàn)象。安裝管道時(shí)要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，合理設(shè)計(jì)管道本身的走向，要保證管道材質(zhì)優(yōu)良，管道安裝接口要進(jìn)行檢測(cè)保證其密封性和通暢性，進(jìn)而保證排水效果良好。

6 結(jié)語(yǔ)

在公路建設(shè)中工程設(shè)計(jì)是第一環(huán)節(jié)。在此環(huán)節(jié)中，應(yīng)科學(xué)布設(shè)路線(xiàn)，保證路線(xiàn)分布科學(xué)高效，合理壓縮設(shè)計(jì)成本。應(yīng)對(duì)路基進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)，保證路基和公路穩(wěn)定性，促進(jìn)行車(chē)安全。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)結(jié)合建設(shè)環(huán)境完善相應(yīng)設(shè)計(jì)，做好邊坡支護(hù)、路基挖填、排水和夯實(shí)，提升路基強(qiáng)度，并調(diào)整科學(xué)的行車(chē)視覺(jué)間距，降低交通事故風(fēng)險(xiǎn)。