文/李怡群、李薇

1 前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路建設(shè)不斷增加。然而在實(shí)際的操作中卻會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，雖然我國高速公路建設(shè)的數(shù)量在全球都有很大的優(yōu)勢，但是在這么長時(shí)間的使用中發(fā)現(xiàn)了好多質(zhì)量問題以及很多浪費(fèi)材料的現(xiàn)象。從傳統(tǒng)的角度分析，因?yàn)楝F(xiàn)有的高速公路的設(shè)計(jì)，都是基于原有的路面設(shè)計(jì)理論、方法等現(xiàn)成的概念，所以就會(huì)出現(xiàn)很多的局限性、不合理的設(shè)計(jì)。經(jīng)過相關(guān)人員不斷考察會(huì)發(fā)現(xiàn)，高速公路的部分路段設(shè)計(jì)有很多病害，出現(xiàn)了設(shè)計(jì)理論與實(shí)際脫鉤的現(xiàn)象。如果這種問題一直蔓延，不僅會(huì)帶來資源的重復(fù)浪費(fèi)，還會(huì)不利于國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。面對這些問題，雖然有些省份在具體的施工過程中，采用路面增厚、基層加強(qiáng)等解決方案，但是最終都是杯水車薪，未能將問題進(jìn)行質(zhì)的改善。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展需要高速公路的快速發(fā)展作為工具支撐，必然會(huì)出現(xiàn)高速公路建設(shè)熱潮。為了減少高速公路在建設(shè)中的資源浪費(fèi)，更好地使公路建設(shè)的理論與實(shí)踐相結(jié)合，希望相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門能夠加大對這些問題的重視程度。

2 設(shè)計(jì)高速公路路面結(jié)構(gòu)分車道的理論與方法

通過對高速公路建設(shè)的數(shù)據(jù)分析可以看出，高速公路路面的結(jié)構(gòu)與交通量有很大的關(guān)系。從一定程度上可以說，交通量越大，高速公路的建設(shè)結(jié)構(gòu)就更好。應(yīng)設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次Ne ，其計(jì)算見式（1）和式（2）。

式（1）和式（2）中：N1 為路面完工后雙向日平均當(dāng)量軸次（次/日）；Nt 為設(shè)計(jì)年限末年雙向日平均當(dāng)量軸次（次/日）；Y 為設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的平均年增長率（%）；η為車道系數(shù)。

如果上行交通與下行交通的數(shù)值差異過大，就需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員更細(xì)致地分析問題。通過對數(shù)據(jù)的分析，有針對性地解決問題，如果交通量嚴(yán)重超過了路面設(shè)計(jì)的承受量，及時(shí)改善路面。

從式（1）和式（2）可看出，Ne 與N1、Nt、r 有關(guān)系。其中四車道值0．3～0．4，六車道值為0．4～0．5，但是這些數(shù)據(jù)都只是理論上的，與現(xiàn)實(shí)一般會(huì)有差異，這就需要在施工設(shè)計(jì)時(shí)考慮到這些因素。通過對已有的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析會(huì)發(fā)現(xiàn)，由于車輛數(shù)量的不均衡，一般在設(shè)計(jì)時(shí)，都會(huì)采用理論數(shù)值的高值[1]。為了解決這種不可避免的問題，雖然在高速公路的建設(shè)中，采用了等厚的設(shè)計(jì)，但是最終都未能解決實(shí)質(zhì)性的問題。因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)，往往會(huì)忽視數(shù)量值單獨(dú)性。就目前問題來看，高速公路主干問題比超車道問題會(huì)更多。追究其原因，主要是由于主干的路段，車流量比較多，車輛載重壓力較大，而超車道則沒有太多車輛持續(xù)性的壓力。但是在具體的操作過程中，總有一些問題無法避免。通常情況下，在改善高速公路使用壽命的過程中，需要用罩面進(jìn)行補(bǔ)救。行車道占用了路面的1/3，為了更好地施工不得不對路面同時(shí)罩面，但這樣卻無形中造成了施工材料的浪費(fèi)和資金的浪費(fèi)。雖然會(huì)有浪費(fèi)，但是只有這樣才可以對路面全面考慮，得出更加完善合理的方案，延長高速公路的使用壽命。

3 研究設(shè)計(jì)行車道路面結(jié)構(gòu)的方法

這些數(shù)據(jù)表明，我國大部分的高速公路設(shè)計(jì)，在解決車道與車面設(shè)計(jì)問題時(shí)發(fā)揮了重要的作用。為了更好地解決這樣的問題，我們要更加重視車道的使用情況以及破壞的經(jīng)典案例。通過對具體問題的分析，找出更好的方法解決問題，只有帶有目的地了解問題，才可以得出更好的方案解決問題。綜上所述，最重要的就是吸取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)[2]。

某個(gè)省在調(diào)查和分析該省的某一段高速公路行車道路面破壞情況時(shí)發(fā)現(xiàn)，如果在監(jiān)理、施工環(huán)節(jié)的過程中，投入足夠的重視，將一些可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)測，總結(jié)出科學(xué)的施工經(jīng)驗(yàn)，如提高瀝青面的層數(shù)、采用新的面層形態(tài)等，對于減緩路面破壞有很大的幫助作用，甚至可以得出非常完善的建設(shè)方案。不僅為現(xiàn)在解決問題提供了很好的案例，而且對以后的建設(shè)改進(jìn)與更新，有很好的指導(dǎo)作用。但是在設(shè)計(jì)過程中需要注意，每種路面、每種設(shè)計(jì)方案都有各自的特點(diǎn)，不僅需要多方面參考與設(shè)計(jì)，還需要進(jìn)行具體的應(yīng)用與分析。只有這樣才可以更好地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

4 研究設(shè)計(jì)超車道路面結(jié)構(gòu)的方法

通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以得出，道路的使用量與道路的質(zhì)量有直接關(guān)系。一般情況下，四車道高速公路超車道上車道系數(shù)約為0．08 左右，六車道高速公路超車道中車道系數(shù)只有0．014。這些數(shù)據(jù)說明，車輛的重量與道路的壽命有直接聯(lián)系，車型較小，道路表面的壓力較小，損害也就較小，壽命較長。也正是因?yàn)檫@樣，對超車道表面性能有著更高的要求。通過長期的實(shí)踐得知，12cm 的厚度是瀝青的最佳厚度。

5 研究設(shè)計(jì)硬路肩路面結(jié)構(gòu)的方法

硬路肩路面結(jié)構(gòu)對于路面的重要性很大，一般情況下，車輛越多，硬路肩就越多。大多情況下，寬度設(shè)計(jì)為3．8m。為了更好地適應(yīng)公路的發(fā)展，保證公路的壽命，在我國的法律中明確規(guī)定，高速公路的主干材料與硬路肩、路緣帶等相關(guān)結(jié)構(gòu)，使用的材料保證一致，通過多年的施工實(shí)踐，得出以下數(shù)據(jù)，具體情況見表1。

表1 某高速公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表

在高速公路的發(fā)展過程中，行車道與公路硬路肩的關(guān)系很重要。以前在公路的施工中，通常會(huì)將六車道的各個(gè)道路進(jìn)行分層次設(shè)計(jì)，這樣造成各個(gè)路段的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不合理的現(xiàn)象，同一個(gè)界面出現(xiàn)不同的結(jié)構(gòu)裂縫。有的將六車道中的B 高速公路硬路肩結(jié)構(gòu)單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)，雖然從一定程度上減少了資金浪費(fèi)，但是對于公路的設(shè)計(jì)與質(zhì)量的提高，還有很多的問題需要解決。因?yàn)椋谶h(yuǎn)景的規(guī)劃中高速公路需要進(jìn)行深層次探測，為未來的改進(jìn)與設(shè)計(jì)留有充足的空間。從這個(gè)方面來講，一旦高速公路設(shè)計(jì)為六車道，就不需隨意擴(kuò)建，只需要進(jìn)行車面的完善設(shè)計(jì)即可。雖然在車道設(shè)計(jì)方面，我國的技術(shù)人員進(jìn)行了不斷探索，取得了一定的成就，但仍然有很多的問題需要解決[3]。

本篇文章以某省A 高速公路為例，對高速公路中的硬路肩進(jìn)行全面分析，省去了SMA 面層，這樣雖然可以縮減施工的工程時(shí)間，減少施工費(fèi)用，有利于路面排水，但是仍然會(huì)有很多問題出現(xiàn)，需要相關(guān)人員更加深刻研究與學(xué)習(xí)。在四車道高速公路的長期規(guī)劃中，不僅要最大限度降低成本，還需要保證施工質(zhì)量。保證技術(shù)及時(shí)更新，重視運(yùn)輸?shù)纳a(chǎn)率，深刻了解高速公路建設(shè)的各種問題，通過不斷建設(shè)發(fā)現(xiàn)各種設(shè)計(jì)方法的不足，更好地指導(dǎo)我國高速公路路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

6 設(shè)計(jì)路段運(yùn)行速度預(yù)測模型與預(yù)測方法

6.1 預(yù)測概述

經(jīng)過合理預(yù)測目前所運(yùn)行的雙車道高速公路行駛速度，發(fā)現(xiàn)有些運(yùn)行速度與當(dāng)前該方式預(yù)測后的速度存在明顯差異?？紤]到該問題，本章重點(diǎn)以當(dāng)前的兩側(cè)道公路運(yùn)行速度預(yù)測的方面，選擇符合實(shí)際應(yīng)用需要的預(yù)測方式，最終提升雙車道部分路線設(shè)計(jì)速度的預(yù)測精度，保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

6.2 道路交通系統(tǒng)組成要素

充分了解道路交通組成的各個(gè)要素，從人、車、路、環(huán)境等方面出發(fā)進(jìn)行分析。在該系統(tǒng)內(nèi)，這四者存在著必然的聯(lián)系，每一個(gè)要素都會(huì)給其他的要素造成一定的影響，同時(shí)這四個(gè)要素都是比較重要的，缺少任何一個(gè)都會(huì)產(chǎn)生比較大的影響。人、車、路這是交通道路內(nèi)的三個(gè)基本要素，應(yīng)該嚴(yán)格控制，保證整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到安全性與穩(wěn)定性的要求，符合快速、舒適、經(jīng)濟(jì)性的要求，達(dá)到各個(gè)要素協(xié)調(diào)控制標(biāo)準(zhǔn)。在上述三個(gè)條件下，駕駛?cè)藛T發(fā)出和操作者的環(huán)境與指令理解不深刻的情況，就會(huì)導(dǎo)致其掌握錯(cuò)誤的信息，出現(xiàn)某個(gè)信息判斷失誤的情況，進(jìn)而造成交通事故發(fā)生。駕駛?cè)藛T的具體工作就是保證駕駛過程中達(dá)到安全性與穩(wěn)定性的要求，這樣對于交通安全存在有著直接的影響。但是每個(gè)駕駛?cè)藛T都是不同的，駕駛者的駕駛行為有著很大的差異，無法進(jìn)行定量分析和描述。經(jīng)過深入分析能夠確定，該要素的影響是比較大的，直接或者間接引發(fā)交通事故，出現(xiàn)交通事故的比例能夠達(dá)到30%或者更高。因此，基礎(chǔ)設(shè)施和車輛行駛的過程中，道路交通安全是基礎(chǔ)要素，道路比較復(fù)雜，各個(gè)部分都會(huì)給交通的運(yùn)行速度帶來不利影響。

7 基于運(yùn)行速度的線性設(shè)計(jì)方法

將運(yùn)行速度作為核心開展公路線形方案的設(shè)計(jì)，突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念存在的不足和缺陷，通過設(shè)計(jì)速度進(jìn)行總體性控制。主要的應(yīng)用方式要結(jié)合實(shí)際情況做出判斷，比如地理?xiàng)l件、天氣因素等方面，綜合了解高速公路建設(shè)施工的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，符合當(dāng)?shù)氐牡匦伟l(fā)展以及經(jīng)濟(jì)水平要求，利用沿路速度預(yù)測模型的設(shè)計(jì)，進(jìn)行必要的地形修改設(shè)計(jì)，為今后的速度設(shè)定提供良好基礎(chǔ)條件。

7.1 運(yùn)行速度預(yù)測

行駛速度作為基礎(chǔ)進(jìn)行的線性設(shè)計(jì)方案，通過采集速度為基礎(chǔ)進(jìn)行，按照合理的方式保證運(yùn)行速度的確定更加精確。因此，在公路設(shè)計(jì)的過程，地形設(shè)計(jì)是重要的考慮因素，也是前提條件。依照當(dāng)前的公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)明確適合的地形與經(jīng)濟(jì)性較高的道路線形。初始平面對象的垂直取向能夠保證速度預(yù)測達(dá)到合理性與標(biāo)準(zhǔn)化的要求。而公路線形中包含有直線、圓曲線以及易于曲線構(gòu)成的公路平面線形等多種，要根據(jù)不同線形進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于行駛最大速度的影響就是直線曲線與半徑大小以及長度數(shù)據(jù)。長度曲線半徑與直線長度都會(huì)產(chǎn)生比較大的影響。因此，在線性水平對齊過程中，初步設(shè)計(jì)也是需要考慮的重要因素。

7.2 線形設(shè)計(jì)修正

在設(shè)計(jì)方案確定后，通常要按照實(shí)際的需要做好線形的修改，降低速度差，保證線形速度是連續(xù)的。各個(gè)單位線形速度都會(huì)是不同的，不僅受到自身因素的影響，還包含了之前的各個(gè)方面元素。假如某個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)了突變，線性指示器的線速度三維突變點(diǎn)就要再次進(jìn)行計(jì)算，確定下一突變點(diǎn)線性指標(biāo)數(shù)據(jù)。

8 結(jié)語

綜合分析，我國的高速公路的建設(shè)水平與發(fā)達(dá)國家仍有很大的差距和問題，但是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種技術(shù)也越來越完善，必將會(huì)引起我國高速公路質(zhì)量的質(zhì)的飛躍。因?yàn)楦咚俟方ㄔO(shè)水平直接關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，所以需要加大對于高速公路質(zhì)量人才的培養(yǎng)力度，加強(qiáng)資金扶持，進(jìn)行政策指導(dǎo)。只有這樣，我國的高速公路的建設(shè)才能取得更好的成就。