基于路線布設(shè)與路基設(shè)計(jì)的公路工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)及難點(diǎn)研究

摘要：公路工程作為國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重中之重，其質(zhì)量與時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步息息相關(guān)。當(dāng)前，公路建設(shè)正處于飛速發(fā)展的階段，對(duì)工程質(zhì)量的要求也隨之水漲船高。面對(duì)車流高峰、惡劣天氣、繁重的物流等多重挑戰(zhàn)，必須深入考慮公路的交通承載能力，高質(zhì)量地進(jìn)行公路工程設(shè)計(jì)，確保其在各種復(fù)雜情況下都能維持安全和高效的運(yùn)行狀態(tài)。結(jié)合筆者工作經(jīng)驗(yàn)，分析了公路路線布設(shè)的原則，并分別探討了路線布設(shè)及路基設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，最后分析了路線布設(shè)及路基設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，為今后開展工作提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：公路工程路線布設(shè)路基設(shè)計(jì)工程質(zhì)量

ResearchonKeyPointsandDifficultiesinHighwayEngineeringDesignBasedonRouteLayoutandRoadbedDesign

XUZiqiang

QinghaiProvincialTransportationPlanningandDesignResearchInstituteCo.，Ltd.，Xining，QinghaiProvince，810000China

Abstract：Highwayengineering，asatoppriorityofnationalinfrastructureconstruction，itsqualityiscloselyrelatedtothedevelopmentofthetimesandsocialprogress.Currently，highwayconstruction isinastageofrapiddevelopment，andtherequirementsforengineeringqualityarealsoincreasingaccordingly.Facedwithmultiplechallengessuchaspeaktraffic，adverseweather，andheavylogistics，itisnecessarytodeeplyconsiderthetrafficcarryingcapacityofhighways，carryouthigh-qualityhighwayengineeringdesign，andensuresafeandefficientoperationinvariouscomplexsituations.Thisarticlecombinestheauthor'sworkexperiencetoanalyzetheprinciplesofhighwayroutelayout，anddiscussesthekeypointsofroadbeddesignandroutelayoutseparately.Finally，thedifficultiesofroutelayoutandroadbeddesignareanalyzed，providingreferenceandinspirationforfuturework.

KeyWords：Highwayengineering;Routelayout;Roadbeddesign;Engineeringquality

在公路工程建設(shè)中，路線布設(shè)與路基設(shè)計(jì)無疑占據(jù)了舉足輕重的地位，二者不僅直接關(guān)系到公路工程施工的質(zhì)量，更是決定整個(gè)工程效率和安全性的關(guān)鍵因素，因此，優(yōu)化路線布設(shè)與路基設(shè)計(jì)并提升它們的施工效率對(duì)于保障公路工程的整體質(zhì)量具有重大意義。路線布設(shè)作為公路工程的先導(dǎo)，其設(shè)計(jì)合理與否直接關(guān)系到后續(xù)施工的難易程度和公路使用的便捷性。在進(jìn)行路線布設(shè)時(shí)，需綜合考慮地形地貌、氣候條件、交通流量等多方面因素，力求在確保安全、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的前提下實(shí)現(xiàn)路線的最優(yōu)化布局。

1公路路線布設(shè)原則

1.1整個(gè)公路設(shè)計(jì)應(yīng)以流暢為基礎(chǔ)

在公路工程設(shè)計(jì)的過程中，確保與公路網(wǎng)總體規(guī)劃的契合性至關(guān)重要，這一原則能夠確保公路線路與城市或區(qū)域的總體布局和諧相融，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)交通的迅速與流暢。除了與宏觀規(guī)劃的對(duì)接，設(shè)計(jì)者還需細(xì)致處理與各方單位和部門的協(xié)調(diào)關(guān)系，特別是公路與市政道路的銜接，這關(guān)系到日常交通的順暢與安全。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)兼顧全面與局部及長(zhǎng)期與短期的平衡，這意味著在設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮公路的整體布局和功能，又要關(guān)注特定路段的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，既要考慮公路的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，又要滿足當(dāng)前的實(shí)際需求。此外，尊重當(dāng)?shù)毓方ㄔO(shè)與工農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)系同樣重要，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境因素，如地形、氣候等，并結(jié)合公路施工材料的獲取與運(yùn)輸條件進(jìn)行綜合評(píng)估與規(guī)劃，這不僅有助于控制成本，還能在保障公路質(zhì)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的友好開發(fā)。

1.2合理利用地形提升路線布設(shè)經(jīng)濟(jì)性

在公路選線過程中，確立標(biāo)準(zhǔn)線、生態(tài)線和地方規(guī)劃是至關(guān)重要的初步步驟。要對(duì)地質(zhì)地形條件進(jìn)行深入研究，并科學(xué)運(yùn)用相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)分析。成本控制也是不可忽視的一環(huán)，它關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益與可持續(xù)發(fā)展。為了提高選線的科學(xué)性，設(shè)計(jì)人員應(yīng)提出多個(gè)設(shè)計(jì)方案，并通過對(duì)比分析來揭示潛在問題，這種方案對(duì)比不僅有助于發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的不足，更能幫助設(shè)計(jì)人員選出更加完善和更具可行性的方案[1]。

1.3對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)因素進(jìn)行多維度的考慮

很多公路往往包括立交橋、隧道、橋梁等部分，因此，在設(shè)計(jì)過程中，需要結(jié)合審批路線的總體方向及工程的控制點(diǎn)綜合考慮公路網(wǎng)布局及各個(gè)部分的設(shè)計(jì)需求，這樣能夠保證設(shè)計(jì)方案橫向和縱向處于協(xié)調(diào)的狀態(tài)。在公路工程設(shè)計(jì)中，涉及多方面因素的考慮，各項(xiàng)指標(biāo)均有相應(yīng)的參數(shù)及計(jì)算公式：

瀝青砼層厚度=設(shè)計(jì)剩余厚度+基層層厚+表層層厚

其中，設(shè)計(jì)剩余厚度是指在道路設(shè)計(jì)壽命末期瀝青砼層磨損的厚度，基層層厚為基層厚度，表層層厚為表層瀝青砼層厚度。

路基穩(wěn)定性指數(shù)計(jì)算：

其中，CBR值是路基層的承載力指數(shù)，層厚是路基不同層的厚度。

此外，公路工程設(shè)計(jì)還需要考慮路線的連貫性、和諧性和勻稱性，以及與周圍自然景觀的有效結(jié)合。同時(shí)，生態(tài)環(huán)保原則也是設(shè)計(jì)中必須考慮的重要因素，要綜合考慮工程現(xiàn)場(chǎng)的自然環(huán)境條件，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，實(shí)現(xiàn)公路與環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展。

2以路線布設(shè)為基準(zhǔn)的公路工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1平面線形盡可能以曲線為主

在公路工程項(xiàng)目啟動(dòng)之前，深入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘探是不可或缺的一環(huán)，此舉旨在使設(shè)計(jì)方案更貼近實(shí)際、更具操作性。公路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性往往因地形的多樣性而增加，這就要求設(shè)計(jì)者在構(gòu)思過程中應(yīng)確保線形設(shè)計(jì)以曲線為主導(dǎo)，這樣的設(shè)計(jì)選擇不僅有助于提升線路與周邊景觀的整體協(xié)調(diào)性，還能在一定程度上增強(qiáng)線路的美觀性。然而，需要強(qiáng)調(diào)的是，追求曲線設(shè)計(jì)并非無限制的，不能為了片面追求設(shè)計(jì)的藝術(shù)性而忽視地形因素。在實(shí)際操作中，應(yīng)在充分尊重地形特點(diǎn)的基礎(chǔ)上努力使平面線接近曲線標(biāo)準(zhǔn)。

2.2針對(duì)超高進(jìn)行設(shè)置

在公路工程設(shè)計(jì)過程中，對(duì)超高的優(yōu)化設(shè)置是至關(guān)重要的一環(huán)，這不僅要求在設(shè)計(jì)中全面考慮公路的綜合性能，還需將安全指標(biāo)作為關(guān)鍵考量因素。對(duì)于施工區(qū)域的具體特點(diǎn)，必須進(jìn)行深入的車輛運(yùn)行與車輛系統(tǒng)研究，并通過精確的計(jì)算來得到切實(shí)有效的參數(shù)值。在下坡路段的設(shè)計(jì)中，反超高現(xiàn)象是要重點(diǎn)關(guān)注的方面，這類現(xiàn)象的安全控制指標(biāo)尤為關(guān)鍵，需要在設(shè)計(jì)中給予充分的重視。針對(duì)具體問題的分析，應(yīng)緊密結(jié)合施工區(qū)域的實(shí)際情況靈活應(yīng)用設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。為了提高設(shè)計(jì)的精確性和安全性，需要在設(shè)計(jì)階段就充分考慮到這些因素，并對(duì)超高率進(jìn)行科學(xué)和合理的調(diào)整。

3公路工程設(shè)計(jì)中路基設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

3.1斜坡的防護(hù)設(shè)計(jì)

路基的穩(wěn)定性與邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性緊密相連，二者共同構(gòu)成了公路安全與質(zhì)量的保障基礎(chǔ)。若設(shè)計(jì)方案的相關(guān)指標(biāo)未達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在公路施工及運(yùn)營(yíng)過程中，滑坡等安全隱患便可能如影隨形。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)需綜合考慮道路的實(shí)際規(guī)模、地形地貌、氣候條件等多方面因素，選擇適宜的邊坡參數(shù)，確保公路既安全又經(jīng)濟(jì)，這種科學(xué)的設(shè)計(jì)思路不僅是對(duì)工程技術(shù)的挑戰(zhàn)，更是對(duì)公路建設(shè)與運(yùn)行安全性的高度負(fù)責(zé)。

3.2選擇合適的路基回填料

路基回填是公路建設(shè)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，其中，填料的選擇與搭配直接關(guān)系到路基的質(zhì)量和穩(wěn)定性。不同類型的填料具有各自獨(dú)特的物理和化學(xué)特性，因此，在路基回填過程中，必須根據(jù)工程需求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)填料進(jìn)行精心挑選和合理搭配。一方面，粗粒土以其優(yōu)良的壓實(shí)性能成為常見的選擇，當(dāng)粗粒土的含石量控制在70%左右時(shí)，其壓實(shí)效果尤為顯著，能夠有效提升路基的承載能力和穩(wěn)定性。然而，粗粒土的使用也需考慮其來源和成本，以確保經(jīng)濟(jì)效益與工程質(zhì)量的雙重保障。另一方面，重黏土雖然具有膨脹性大、黏附性強(qiáng)等特點(diǎn)，但其透水性較差，可能影響路基的排水性能，因此，在選用黏土作為填料時(shí)，必須采取適當(dāng)?shù)膲簩?shí)措施，以確保路基的穩(wěn)定性和耐久性[2]。

3.3路基含水量的控制

在公路建設(shè)中，土壤基礎(chǔ)塑性損傷的防止和土壓力的有效控制對(duì)于確保路基穩(wěn)定至關(guān)重要。土壤的含水率是影響路基壓實(shí)效果的關(guān)鍵因素之一。當(dāng)土壤含水率處于較高狀態(tài)時(shí)，壓實(shí)操作能夠使路基更加緊湊，進(jìn)而提升軋制效果，因此，實(shí)時(shí)關(guān)注路基的含水狀態(tài)并進(jìn)行相應(yīng)的水分量試驗(yàn)是確保路基質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)[3]。

4路線布設(shè)及路基設(shè)計(jì)的難點(diǎn)

4.1地質(zhì)環(huán)境波動(dòng)較大

公路工程建設(shè)涉及廣闊地域，穿越多個(gè)地質(zhì)構(gòu)造各異和環(huán)境波動(dòng)顯著的區(qū)域，因此，在路線規(guī)劃與路基設(shè)計(jì)過程中，必須全面考慮施工進(jìn)程的連貫性和地質(zhì)條件的多變性，以確保設(shè)計(jì)方案的有效實(shí)施。特別是在山區(qū)地質(zhì)環(huán)境的設(shè)計(jì)中，山體穩(wěn)定性評(píng)估顯得尤為重要。對(duì)于那些易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，如塌方、滑坡、泥石流等高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先予以規(guī)避。若因工程需求無法避免穿越此類區(qū)域，則必須采取針對(duì)性的工程技術(shù)措施，如加固路基、設(shè)置防護(hù)設(shè)施等，以確保公路的安全穩(wěn)定[4]。

4.2需協(xié)調(diào)生態(tài)環(huán)境

公路工程建設(shè)是國(guó)家發(fā)展的重要支柱，然而，其施工過程往往伴隨著對(duì)周邊環(huán)境的潛在影響。在倡導(dǎo)生態(tài)文明的時(shí)代背景下，如何確保公路工程與生態(tài)環(huán)境的和諧共生是設(shè)計(jì)階段必須深入思考的問題。具體而言，公路工程中如橋梁架設(shè)、隧道修建及臨時(shí)便道的建設(shè)等子項(xiàng)目在實(shí)施過程中都不可避免地會(huì)對(duì)周邊自然環(huán)境造成一定的擾動(dòng)，這種擾動(dòng)可能包括土地占用、植被破壞、水體污染等多種形式，進(jìn)而對(duì)生態(tài)平衡造成威脅[5]。

4.3施工協(xié)調(diào)難度較高

在公路建設(shè)的整體規(guī)劃中，路線布設(shè)與路基設(shè)計(jì)不僅是技術(shù)層面的挑戰(zhàn)，更涉及到施工過程中的協(xié)調(diào)[6]，這兩項(xiàng)工作不僅要求設(shè)計(jì)方案具有高度的可行性，還需考慮實(shí)際施工中可能出現(xiàn)的各種復(fù)雜情況。路線布設(shè)需綜合考量地質(zhì)選線、平面線性、爬坡道等因素，而路基設(shè)計(jì)則涉及排水系統(tǒng)、軟土路基等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，這些設(shè)計(jì)要素在實(shí)際施工中往往會(huì)遇到交叉作業(yè)的問題，因此，在設(shè)計(jì)階段就必須提前預(yù)判并做出合理規(guī)劃[7]。

5結(jié)語

為了不斷提升公路設(shè)計(jì)的水平，技術(shù)人員應(yīng)積極學(xué)習(xí)并應(yīng)用先進(jìn)的公路設(shè)計(jì)理論和技術(shù)手段，這不僅有助于優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、提高工程質(zhì)量，還能夠?yàn)槲磥淼墓吩O(shè)計(jì)提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)和借鑒。通過不斷的實(shí)踐和創(chuàng)新，可以為構(gòu)建安全、高效和環(huán)保的公路交通網(wǎng)絡(luò)做出更大的貢獻(xiàn)。

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