尹自永

（云南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南省交通勘察設(shè)計研究院，昆明 650504）

基于路線布設(shè)及路基設(shè)計的公路設(shè)計要點探討

尹自永

（云南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南省交通勘察設(shè)計研究院，昆明 650504）

在公路建設(shè)過程中，要在充分了解和掌握沿線地段的氣候、地貌、地質(zhì)等條件的基礎(chǔ)上，提出合理的路線布設(shè)和公路工程設(shè)計。論文闡述了公路工程設(shè)計要點，分析了公路工程設(shè)計方案的優(yōu)選，提出了路基設(shè)計常用方法。

路線布設(shè)；路基設(shè)計；路塹；高陡坡

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.05.029

1　引言

公路工程是我國重要的基礎(chǔ)設(shè)施工程。在當今公路建設(shè)高速發(fā)展時期，對公路工程的質(zhì)量有了更高的要求，必須考慮非常時段人流高峰、天氣惡劣、繁重的物流等情況下的交通承受能力[1]。同時，我國交通運輸部門提出構(gòu)建和諧交通的綠色發(fā)展理念，符合我國政府提出的美麗中國與和諧社會建設(shè)目標。這就要求在公路的建設(shè)過程中，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，盡可能做到少破壞或不破壞。但是，北方山區(qū)的生態(tài)環(huán)境脆弱，氣候復(fù)雜。因此，需充分了解和掌握沿線地段的氣候、地貌、地質(zhì)等條件，提出合理的路線布設(shè)和公路工程設(shè)計，以生態(tài)保護為重點，注重可持續(xù)發(fā)展，并在公路工程設(shè)計中涵蓋實地施工過程中可能出現(xiàn)的問題和相應(yīng)的對策。

2　公路工程設(shè)計要點

2.1路線布設(shè)的公路工程設(shè)計要點

2.1.1平面線形規(guī)劃

在公路線形設(shè)計之前，要有盡可能地避開居民生活區(qū)的指導(dǎo)思想。為與自然環(huán)境保持協(xié)調(diào)，公路線形一般選擇曲線；但公路線形萬萬不可以任意去改變成曲線，應(yīng)與當?shù)氐孛?、地形特征相協(xié)調(diào)。曲線線形的設(shè)計難點在于選擇適當?shù)那€半徑，設(shè)計要充分結(jié)合該處地形，綜合考慮涉及的各個要素。曲線設(shè)計的原則，一方面增加了設(shè)計者的靈活性，另一方面保證了線形的連貫性[2]。

2.1.2超高設(shè)計

為保證行車的舒適性和安全性，公路路線盡量布置在沒有設(shè)超高地坪曲線半徑的區(qū)域內(nèi)鋪筑。在地形無法避開需要設(shè)計超高時，超高的設(shè)計需與每一個路段相對應(yīng)，具體情況不同設(shè)置，以路面的行車速度和車輛類型為主要考慮的因素，計算出所需的對應(yīng)的每一個值。同時，超速的情況要做相應(yīng)的考慮，特別是下坡的地段，容易出現(xiàn)超速的現(xiàn)象，設(shè)計初期就要把控好超高率，且應(yīng)有適宜的調(diào)節(jié)。另外，在符合要求的情況下，往往有時會選取不設(shè)置超高的左偏曲線來進行設(shè)計。

2.1.3縱面線形及坡度設(shè)計

在路段需設(shè)置橋涵時，橋涵盡量設(shè)置人行通道。坡度的設(shè)計應(yīng)考慮縱坡長度、汽車性能和汽車載重等因素，縱坡與坡長需滿足相關(guān)規(guī)定。通過增加車道或者另設(shè)爬坡車道來緩解部分路段的通行能力。在有連續(xù)陡坡時，設(shè)計應(yīng)特別注意坡段距離的范圍及爬坡的距離。公路路線盡量走高，有條件的地方盡量將明涵改成暗涵，減少維護成本；填方要適當，軟地基的填方難度最大，必須嚴格控制高填方，避免出現(xiàn)路基的沉降。

2.1.4公路視距參數(shù)的控制

公路行車的安全與公路視距有緊密的聯(lián)系?？梢姽芬暰鄥?shù)的重要性，為此在設(shè)計開始就必須考慮行車視距；同時，還需考慮坡度、行車速度、路面摩擦阻力系數(shù)等因素。當然，設(shè)計者可以應(yīng)用三維建模軟件，對設(shè)計的工程建立三維可視效果圖，進一步確定設(shè)計的合理性。

2.2路基設(shè)計的公路工程設(shè)計要點

2.2.1路塹設(shè)計

通過綜合考慮地質(zhì)條件、氣候環(huán)境和路面坡形的高度等因素后，確定坡度形式與路面坡度，并讓人工邊坡與原始穩(wěn)固邊坡充分結(jié)合，必要時對施工完成的邊坡進行分析檢驗。另外，邊坡的形狀要根據(jù)路坡方邊的情況而定，并結(jié)合地形地質(zhì)、巖石結(jié)構(gòu)、路坡穩(wěn)定性等因素。當然，地下水溝的設(shè)置也要因地制宜，按實際情況來布置[3]。三種路塹設(shè)計如圖1所示。

圖1　三種路塹設(shè)計圖

2.2.2高邊坡路堤與陡坡路堤設(shè)計

一般的路堤設(shè)計較為簡單，高邊坡和陡坡的設(shè)計較為復(fù)雜，后者跟地質(zhì)地形條件、原材料的性質(zhì)和施工條件有較為緊密的聯(lián)系。初步設(shè)計指導(dǎo)施工作業(yè)，當出現(xiàn)施工時與現(xiàn)場不符合時，應(yīng)及時修正設(shè)計，改變設(shè)計方案，確保邊坡的穩(wěn)定性。總之，要因地制宜、靈活變通地做好邊坡的設(shè)計與施工。五種路堤設(shè)計如圖2所示。

圖2　五種路堤設(shè)計圖

2.2.3路基填挖交界處設(shè)計

路基填挖交界處施工與設(shè)計是否合理，關(guān)系到路基的防護與排水等[4]。土質(zhì)地段使用滲水特性材料；巖石地段使用充填石料的方式，并在交接處設(shè)置土木工程格柵。而滲出水量及地質(zhì)穩(wěn)定性決定著地下滲溝的設(shè)計方案，并且設(shè)計方案應(yīng)可能的綜合考慮縱橫式的地下排水溝。五種路基填挖交界處設(shè)計如圖3所示。

圖3　五種路基填挖交界處設(shè)計圖

3　工程概況

某重要路段高速公路全線總長200km。根據(jù)省交通廳的文件要求，為提高與鄰省市的交流，保證高速公路的通行能力，決定該高速公路采用6車道和140km/h時速的技術(shù)標準，路基寬度32m，整體式橋梁寬度32m。主要技術(shù)指標見表1。

4　公路工程設(shè)計方案

4.1公路工程設(shè)計方案應(yīng)與自然環(huán)境相結(jié)合

表1　主要技術(shù)指標值

公路工程設(shè)計方案不僅需要有質(zhì)量的保證，還需要有一定的景觀。人們行車除了交通便利外，還盡量有較好的視覺效果。要做到路線與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，所以，盡量不要出現(xiàn)深挖與高填。路線布設(shè)不僅要保證通行便捷，而且盡量要有美的視覺感受，做到與自然和諧一體。當然，路線的走向大致要跟山川大地、水流、地貌等和諧統(tǒng)一，讓行車之人有一種勢的力量；路形設(shè)計與行車視野也存在一定的聯(lián)系，路形合理使得與自然景觀相互呼應(yīng)，增加了審美感。

4.2在典型地形區(qū)選擇科學(xué)性和合理性強的方案

方案選擇應(yīng)避免深挖和高填，盡量選擇地勢相對平坦、地質(zhì)相對穩(wěn)定和無地塊構(gòu)造缺陷的區(qū)域進行方案的設(shè)計。

低矮丘陵地區(qū)的路形設(shè)計以填補與挖掘相平衡為原則，盡量減少對地形和環(huán)境的破壞；高山與深谷地區(qū)的路形設(shè)計以橋梁和隧道為原則，在地質(zhì)條件好的地段，可以選擇條件可能地點，適當減少施工長度，長距離隧道應(yīng)具有通風(fēng)設(shè)施，且坡度需平緩、分線清晰。

4.3結(jié)合地質(zhì)條件實現(xiàn)方案優(yōu)選

盡量避開采空區(qū)、溶洞區(qū)、軟土地層、斷層破碎帶和崩塌等地質(zhì)條件較差的地區(qū)。當這些區(qū)域無法避開時，應(yīng)設(shè)計多種方案優(yōu)選出影響最小的方案。某些小范圍的崩塌地區(qū)，應(yīng)采用橋梁或者降低路面的高度；對于采空區(qū)或溶洞區(qū)，應(yīng)事先勘察清楚其位置和空區(qū)體積。盡力避開土質(zhì)不穩(wěn)定的區(qū)域，優(yōu)選出最合理的方案。

4.4環(huán)保優(yōu)選方案

在景觀、安全和審美滿足條件下，還必須考慮對環(huán)境的影響程度。道路施工應(yīng)秉承盡可能地保護好沿線的自然生態(tài)環(huán)境的原則，設(shè)計與施工靈活變通、少挖少填，讓公路與自然環(huán)境和諧共存。

5　結(jié)語

公路工程設(shè)計路線布設(shè)要點包括線形應(yīng)盡可能以曲線為主，盡量不設(shè)置超高，設(shè)計開始考慮行車視距等；路基設(shè)計要點包括充分結(jié)合實際情況，合理使用原材料，并提出了路基設(shè)計常用方法等。公路工程設(shè)計方案與自然環(huán)境應(yīng)做到和諧一體、相得益彰。交通便捷、舒適行車和環(huán)保是當今公路工程設(shè)計的目標與理念。

【1】李洪修.山區(qū)高速公路總體設(shè)計方法及技術(shù)指標[D].西安：長安大學(xué)，2008.

【2】楊育生，劉海鵬，路楊，等.國家高速公路滬陜線西安至商州高速公路總體設(shè)計[J].公路交通科技，2012（3）：1-4.

【3】胡克偉.平原區(qū)低路基高速公路設(shè)計探討[J].路基工程，2009(2)：69-72.

【4】劉志.高速公路改擴建工程一般路基設(shè)計要點[J].貴州大學(xué)學(xué)報，2010（4）：120-122.

Discussion on Design Points of Highway Based on Route Layout and Subgrade Design

YIN Zi-yong
(Yunnan Jiaotong College，Yunnan Traffic Survey and Design Research Institute，Kunming 650504，China)

In the process of highway construction,to fully understand and master the climate,topography,geology and other conditions,the reasonable route layout and highway engineering design is proposed.This paper expounds the main points of highway engineering design, analyzes the optimization of highway engineering design,and puts forward the common methods of subgrade design.

line layout design;subgrade;cutting;high steep slope

U412.3

A

1007-9467（2016）05-0109-03

尹自永（1971～），男，云南梁河人，高級工程師，從事公路橋梁勘察設(shè)計研究，（電子信箱）55870325@qq.com。

2016-01-11