任強(qiáng)

(中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司,陜西西安 710075)

基于安全角度的公路路基設(shè)計探討

任強(qiáng)

(中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司,陜西西安 710075)

隨著我國公路路網(wǎng)的不斷擴(kuò)大,公路建設(shè)在材料、工藝、管理等各方面都在快速發(fā)展,新型材料的施工工藝的不斷應(yīng)用也在施工質(zhì)量和安全方面產(chǎn)生了一下壓力,運輸?shù)氖滓獦?biāo)準(zhǔn)就是安全,對施工設(shè)計的安全評價是保證公路安全的手段之一,本文結(jié)合實際,從安全角度對公路路基的設(shè)計進(jìn)行系統(tǒng)分析,促進(jìn)公路路基工程的施工和管路水平的提高。

公路 路基 安全

1 路基設(shè)計安全評價

路基設(shè)計師公路施工設(shè)計的重要組成部分,高質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)的路基設(shè)計方案是公路安全運營的基礎(chǔ)。對路基設(shè)計的安全評價目的是保證路基設(shè)計方案的合規(guī)合理性。對公路路基設(shè)計的安全評價內(nèi)容主要包括:路基的強(qiáng)度、邊坡的穩(wěn)定性、排水結(jié)構(gòu)合理性等。路基的強(qiáng)度是保證公路路基穩(wěn)定,滿足設(shè)計承載力要求,保障公路的行車安全。對于承載力強(qiáng)度小于150kPa的路基地面要進(jìn)行施工加強(qiáng),對于存在軟基、巖溶等問題的地質(zhì)通常采用袋裝砂井、灌漿、碎石樁等手段進(jìn)行治理。對于路基邊坡的安全評價的主要因素就是邊坡的穩(wěn)定性。由于很多邊坡失穩(wěn)導(dǎo)致的事故頻發(fā),對于路基邊坡設(shè)計的穩(wěn)定性需要準(zhǔn)確的計算并通過防護(hù)加固等措施來保證邊坡的穩(wěn)定性。排水結(jié)構(gòu)設(shè)施的設(shè)計目的就是針對雨雪天氣,排水結(jié)構(gòu)設(shè)施必須滿足公路的排水要求,以保證行車安全。

對于路基設(shè)計的安全評價的根本目標(biāo)就是保證施工質(zhì)量,最大限度的保證公路建成后的行車安全,如何做到路基設(shè)計安全評價的有效性是安全評價的根本。

2 路基設(shè)計的安全檢查內(nèi)容

2.1 路基斷面以及行車道的檢查

各個等級公路的設(shè)計對應(yīng)不同的交通量,同時對于安全行駛的要有在存在一定的區(qū)別。高速公路的行車速度是最高的,其次是一級公路,在車道設(shè)計方面不僅需要行車道設(shè)計,還需要變速車道、緊急停車帶等專用車道的設(shè)置;而其他低等級的公路則需要對錯車道進(jìn)行設(shè)計;一些特別的路段,包括城郊結(jié)合路段、連續(xù)下坡等也需要按實際行車安全的需求進(jìn)行特別設(shè)置。總之要充分考慮車道的實際運行的需求,將其特性充分的加以考慮,以避免為今后的交通問題帶來嚴(yán)重的安全隱患。對公路的路基設(shè)計進(jìn)行安檢的要點總結(jié)為下:(1)檢查典型的橫斷面設(shè)計圖和路基的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖;(2)檢查不同等級路段的橫斷面不同的功能;(3)檢查附屬車道的設(shè)置條件和幾何尺寸以及過渡段的設(shè)置位置和設(shè)置長度;(4)檢查主線與附加車道的銜接協(xié)調(diào)性。

2.2 安全凈空區(qū)檢查

安全凈空區(qū)是指行車車道的邊線外部的空置區(qū)域,該區(qū)域是保證駕駛員的行車舒適度,如何凈空區(qū)的設(shè)計不合理或里面有一些不合理的設(shè)置,如燈柱、標(biāo)志桿、樹木等,都會直接影響駕駛員的視距,提高交通事故的發(fā)生率。對安全凈空區(qū)的檢查主要有:(1)對公路橫斷面的側(cè)向余寬的檢查;(2)對行車道的安全凈空區(qū)的設(shè)計寬度進(jìn)行計算檢查。

還有就是公路通道安全凈空區(qū)設(shè)置的檢查,鄉(xiāng)村道路與公路向交叉時可以采用兩種連接方式進(jìn)行連接,這兩種方式分別是進(jìn)行平面路口的交叉和立體通道交叉。過多的平面路口交叉對于公路的行車會產(chǎn)生干擾,多數(shù)的交通事故都是發(fā)生在交叉路口,嚴(yán)重的影響了公路的安全正常行車能力。因此應(yīng)當(dāng)保證一定寬度的通道凈高和凈寬。安全檢查的主要內(nèi)容:(1)檢查交叉通道的位置是否設(shè)置合理;(2)交叉通道的凈空設(shè)置寬度是否合理。

2.3 路肩與中間帶檢查

路肩的設(shè)置主要作用除了要保護(hù)行車道的穩(wěn)定外,還包括為非機(jī)動車輛或行人提供通道、為故障車輛提供停車條件以及提供行車的側(cè)向余寬。假如公路路肩的寬度過窄,那故障車輛的停車就會占用機(jī)動車道,影響其他正常行駛車輛的行車安全,路肩過寬就會造成道路資源的浪費。對公路路肩的檢查主要內(nèi)容包括:(1)對公路的路肩寬度設(shè)置進(jìn)行檢查;(2)檢查高速公路、一級公路在采用分離式斷面時,左側(cè)硬路路肩的設(shè)置寬度;(3)對行車速度20km/h的四級公路的土路路肩寬度進(jìn)行檢查。

公路中的平曲線路段其路肩橫坡的作用是使積水的快速排出,以保證公路路面的有效摩擦系數(shù),保證車輛雨天形式的安全,同時防止積水沉積下滲破壞路基路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。對于路面的平曲線路段的路肩橫坡值和路拱的坡度應(yīng)當(dāng)與路面的超高值保持一致性,并考慮折合成縱坡的大小。對于平曲線路段路肩的主要檢查內(nèi)容包括:(1)對平曲線路段的路肩橫向走向的檢查;(2)對平曲線路段的路肩橫坡的坡度值的計算機(jī)檢查;(3)對平曲線路段過度段的設(shè)置位置及距離進(jìn)行檢查。

2.4 路肩的穩(wěn)定性檢測

山區(qū)公路會存在很多陡坡路段,陡坡路堤與高邊坡路堤的合理規(guī)范設(shè)計是保證山區(qū)公路行車安全的重要基礎(chǔ),對于陡坡路堤和高邊坡路堤的規(guī)范界定是:當(dāng)路堤邊坡的高度〉20m時,則界定為高邊坡路堤,若斜坡率大于1:2.5時則定位陡坡路堤。高邊坡路堤和陡坡路堤與地質(zhì)存在著緊密的聯(lián)系,地質(zhì)條件的好壞直接影響路堤邊坡是否會發(fā)生沉陷或者滑坡等現(xiàn)象,加入公路的路堤出現(xiàn)不穩(wěn)定問題,那直接影響行駛車輛的安全。安全檢測的主要內(nèi)容包括:(1)檢測高路堤的邊坡坡率值;(2)檢測高路堤的穩(wěn)定性計算過程;(3)檢測高邊坡的水土防護(hù)措施。

在高邊坡挖方時的安全設(shè)計直接影響施工安全,如果挖土方的邊坡高度〉20m,則屬于高邊坡挖方,由于水文地質(zhì)條件的影響,很有可能會出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)等不良現(xiàn)象,造成邊坡的坍方,同樣會對行駛車輛產(chǎn)生重要的安全影響。安全檢測的主要內(nèi)容包括:(1)檢測挖土方的高邊坡的坡率大小和設(shè)計方案;(2)檢測挖土方高邊坡的邊坡穩(wěn)定性;(3)檢測挖土方高邊坡的防護(hù)和穩(wěn)定措施。

3 公路路基設(shè)計安全評價工程實例

某高速公路是某省高速公路網(wǎng)絡(luò)工程的干線公路之一,通過對交通量的計算預(yù)測,該高速公路通車后,預(yù)計2020年的交通量可能達(dá)到44500pcu/d。該高速公路按《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)的規(guī)定采用雙向四車道設(shè)計建設(shè),設(shè)計路基的寬度為24.5m,行車速度為80km/h。2009年11月由完成施工設(shè)計圖,2012年3月進(jìn)行施工設(shè)計的安全性評價與運營速度及行車安全研究。

表1 xx高速公路設(shè)計技術(shù)指標(biāo)

該高速公路項目的設(shè)計技術(shù)指標(biāo)的情況見表1。

安全評價檢查的內(nèi)容依據(jù)表1中的各項指標(biāo)為準(zhǔn),結(jié)合建設(shè)的實際情況,以通車運營后的行車安全為目標(biāo),針對各項指標(biāo)進(jìn)行定性定量的分析,給出檢查結(jié)果,以供路基設(shè)計方案的改進(jìn)。

(1)路基橫斷面檢查。路基橫斷面的構(gòu)成主要分為行車道、中間帶、路肩等,該高速公路的路基橫斷面設(shè)計符合高速公路設(shè)計規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。對于行車道寬度的界定國內(nèi)外的研究一直認(rèn)為:假定車道寬度設(shè)計為特定某值時道路的通行能力為理論最大值,如果公路的行車道寬度小于該值,那該公路的通行能力會隨之降低。但是各個國家對該數(shù)值的大小沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),日本的公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)定為3.5m,美國的公路通行能力手冊將該值定為3.65m,而我國的公路標(biāo)準(zhǔn)將該值定為3.75m。

該高速公路的設(shè)計速度滿足80km/h,路基寬度滿足24.5m,行車道寬度滿足3.75m,車道設(shè)計為4車道,經(jīng)檢查其路基橫斷面組成設(shè)計安全。

(2)緊急停車帶檢查。緊急停車帶的設(shè)置是為了預(yù)防車輛行駛是出現(xiàn)突發(fā)事件,根據(jù)公路安全檢查標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定:高速公路當(dāng)右側(cè)硬路肩的寬度小于2.50m時,為使發(fā)生故障的車輛因避讓其它車輛能盡快離開車道,應(yīng)按500米左右間距設(shè)置港灣式緊急停車帶。在該條高速公路的路基設(shè)計中,緊急停車帶的設(shè)置共有四處,設(shè)置位置為爬坡車道路段,緊急停車帶的漸變段距離為25米,其緊急停車的有效距離為35米,路寬為3米,符合公路安全設(shè)計規(guī)范的要求,能夠有效滿足行車中的緊急停車需求。

(3)通道安全凈空區(qū)檢查。對于橫穿鄉(xiāng)村公路的問題,該高速公路設(shè)計中共設(shè)置了128道立體交叉,立體交叉有效避免了行車干擾,通過逐一檢查該高速公路的立體交叉橋梁的橋下凈高及凈寬的設(shè)計均符合設(shè)計規(guī)范要求,并且設(shè)置的位置科學(xué)合理,有效滿足各自的使用需求和行車安全。

(4)路肩和中間帶檢查。路肩和中間帶的寬度直接影響行車安全和行車速度。根據(jù)交通組織的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),路緣寬度不能低于0.5m,路緣寬度過窄會影響行車,造成行駛車輛向外偏移,路緣寬度應(yīng)大于0.5米,必須與車道寬度相對應(yīng)。該高速公路的路緣寬度設(shè)置為0.6m,符合大于0.5m的設(shè)計要求,有效保證行車安全和行車舒適度。

從整體來說,該高速公路工程項目的路基設(shè)計滿足公路設(shè)計規(guī)范的要求,路基和行車道寬度滿足設(shè)計交通量的需求,緊急停車帶、通道安全凈空區(qū)的設(shè)計比較合理,能夠有效防范行車中的突發(fā)狀況,路緣寬度的設(shè)計有效保證行車的舒適和安全,但山區(qū)路段的防護(hù)措施設(shè)計還需要進(jìn)一步改進(jìn),需要根據(jù)實際采取有效的防護(hù)手段。

4 結(jié)語

公路路基設(shè)計安全檢查是設(shè)計階段的最后一個環(huán)節(jié),也是最為重要的環(huán)節(jié),在檢查內(nèi)容全面合理的基礎(chǔ)上要保證檢查力度和質(zhì)量,對于檢查出的問題及時采取改進(jìn)措施,為保證檢查的有效性應(yīng)采取不同單位分別進(jìn)行設(shè)計與檢查工作,最大限度的保證公路路基設(shè)計方案的合理安全。

[1]高涵.公路路基設(shè)計中的問題及措施分析[J].路橋建設(shè),2011.03.

[2]雷敏鈴.淺析公路施工過程計量工作[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2009(20).

[3]徐忠陽.公路路基路面設(shè)計安全檢查體系研究[D].長安大學(xué),2006.

任強(qiáng),性別:男,單位:中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司，研究方向:路線、立交。