熊先達(dá)

（江西省交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，南昌300010）

1 引言

改革開放以來，我國道路與橋梁工程在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過程中發(fā)揮著重要的作用。作為世界高速公路里程排名第一的國家，我國有著豐富的路橋設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)。然而，在路橋?qū)嶋H運(yùn)行過程中，依然存在著許多問題，需要從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，對(duì)路橋不斷優(yōu)化。同時(shí)，綠色發(fā)展已經(jīng)深入人心，設(shè)計(jì)工作必須兼顧工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，從而促進(jìn)人與自然的和諧相處。

2 道路與橋梁的路線設(shè)計(jì)的基本原則

2.1 安全性原則

道路與橋梁是重要的公共基礎(chǔ)服務(wù)工程，是連接不同區(qū)域的紐帶，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)建設(shè)奠定了良好基礎(chǔ)。目前，我國交通事故頻發(fā)，造成了嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失。根據(jù)事后統(tǒng)計(jì)調(diào)查分析，路線設(shè)計(jì)不合理是事故發(fā)生的關(guān)鍵因素之一。因此，設(shè)計(jì)人員必須綜合考量各種影響因素，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高路線設(shè)計(jì)的安全性和科學(xué)性，為駕駛者提供良好的駕駛體驗(yàn)，能夠有相對(duì)足夠的時(shí)間去預(yù)判危險(xiǎn)，并有效規(guī)避危險(xiǎn)，降低交通事故的發(fā)生率。

2.2 經(jīng)濟(jì)性原則

道路與橋梁建設(shè)需要消耗大量的公共資源，因此，工程造價(jià)較高，建設(shè)周期較長，影響因素較多。如果線路設(shè)計(jì)不合理，很容易在后續(xù)施工時(shí)發(fā)生突發(fā)事件，需要采取補(bǔ)救措施或者變更設(shè)計(jì)，這時(shí)耗費(fèi)的成本更高，可能會(huì)影響資金投入計(jì)劃，造成工期拖延。而且，位于不良地質(zhì)區(qū)域的路線存在許多不確定性因素，依據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)手段，并不能全面預(yù)判風(fēng)險(xiǎn)。因此，道路與橋梁路線設(shè)計(jì)應(yīng)該平衡短期和長期的經(jīng)濟(jì)性，嚴(yán)格壽命周期經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，盡可能減少建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)最佳投入產(chǎn)出比[1]。

2.3 生態(tài)性原則

隨著綠色發(fā)展理念的不斷踐行，工程建設(shè)領(lǐng)域的改革不可避免。現(xiàn)階段，節(jié)能降耗、保護(hù)生態(tài)成為工程建設(shè)的重要要求。在道路與橋梁路線設(shè)計(jì)時(shí)，同樣需要兼顧生態(tài)效益，詳細(xì)勘察建設(shè)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，保護(hù)原有生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，如果不可避免要穿越動(dòng)物遷徙地，應(yīng)該合理設(shè)計(jì)橋梁，為動(dòng)物順利遷徙創(chuàng)造通道。路線設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能減少土地開挖和植被破壞，防止出現(xiàn)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，不但影響行車安全，而且不利于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。

3 道路與橋梁的路線設(shè)計(jì)隱患

3.1 不良工程地質(zhì)的影響

道路與橋梁路線設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)工程特點(diǎn)和建設(shè)規(guī)模，要求地基和一定區(qū)域內(nèi)的地層具有一定的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、抗?jié)B性，否則，將會(huì)影響道路橋梁的運(yùn)行安全和使用壽命。常見的工程地質(zhì)問題主要包括地基承載力不夠、地下水活躍、邊坡失穩(wěn)等方面。常見的松散軟弱土層、風(fēng)化破碎巖層、斷層、泥化軟弱夾層以及巖溶與土洞等都很難滿足工程建設(shè)要求，需要采取針對(duì)性的措施進(jìn)行處理。

地下水的影響不可忽視，能夠軟化土體和巖體，導(dǎo)致地基和路面沉降。另外，裂縫的主要發(fā)育方向如果與邊坡走向平行，很容易出現(xiàn)邊坡坍塌的問題，而斷層產(chǎn)生的破壞力更大，當(dāng)?shù)缆放c斷層走向平行時(shí)，如果路基靠近斷層破碎帶，在路基開挖施工時(shí)，很容易發(fā)生大規(guī)模的坍塌，影響正常施工，這些問題對(duì)于道路與橋梁選線設(shè)計(jì)都至關(guān)重要[2]。

3.2 路線線形設(shè)計(jì)不合理

道路路線主要由直線和曲線組成。直線路段具有較高的通行效率，曲線路段則可以根據(jù)地形條件調(diào)整運(yùn)行方向，二者之間的銜接非常重要。有些路線設(shè)計(jì)緩和曲線長度不夠，不能給予駕駛者足夠的轉(zhuǎn)向預(yù)期，很容易發(fā)生安全事故。一旦發(fā)生交通事故，不但會(huì)造成生命財(cái)產(chǎn)損失，而且影響交通運(yùn)行效率，需要在維護(hù)保養(yǎng)等方面付出更多的成本。直線是一種相對(duì)簡單的設(shè)計(jì)思路，尤其是在地形條件允許的情況下，比如，在平原地區(qū)，直線路段會(huì)大量出現(xiàn)。但是，如果直線路段過長，也會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面作用，一方面會(huì)使駕駛員產(chǎn)生視覺疲勞，倘若發(fā)生突發(fā)情況，難以及時(shí)做出反應(yīng)；另一方面，在超長直線路段上行駛可能會(huì)產(chǎn)生超速的問題，大大提高了嚴(yán)重交通事故發(fā)生的概率。除了平面設(shè)計(jì)上的不足，截面設(shè)計(jì)也存在許多問題。比如，坡度設(shè)計(jì)與彎度設(shè)計(jì)結(jié)合處理不到位，增加危險(xiǎn)系數(shù)，凹凸曲線極值點(diǎn)的距離過近，存在暗凸線形，上下陡坡過大，路面起伏頻繁，等等。所以，在路線線形設(shè)計(jì)時(shí)，不同形式路線的長度必須合理控制，既要保證行駛的平穩(wěn)性，又要進(jìn)行適度的變化，加強(qiáng)橫縱斷面分析，充分考慮人們的駕駛習(xí)慣、心理狀態(tài)以及車輛性能等問題，盡量降低安全事故發(fā)生的概率[3-5]。

3.3 道路橋梁的耐久性問題

道路與橋梁工程承擔(dān)著重要的交通通行任務(wù)，必須保證工程質(zhì)量能夠滿足基本的設(shè)計(jì)使用年限，否則，將會(huì)產(chǎn)生諸多負(fù)面影響，所以，在道路與橋梁路線設(shè)計(jì)時(shí)，必須要重視耐久性設(shè)計(jì)。有些道路和橋梁工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，在通車運(yùn)行后難以承受通行壓力，很容易造成結(jié)構(gòu)破壞，影響路線正常運(yùn)行。近幾年，新建橋梁質(zhì)量問題頻出，形成了惡劣的社會(huì)影響，這其中既有設(shè)計(jì)的問題，也有施工的問題，比如，地基處理不到位，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不合理，柱墩截面偏小，運(yùn)用材料承載力差，等等，需要設(shè)計(jì)人員從源頭上把好關(guān)，保證路橋結(jié)構(gòu)的整體協(xié)調(diào)、牢固耐久、經(jīng)濟(jì)合理，從長遠(yuǎn)角度出發(fā)，提升道路橋梁工程的使用壽命。

4 道路與橋梁的路線設(shè)計(jì)優(yōu)化措施研究

4.1 合理規(guī)避和處理不良地質(zhì)條件

道路與橋梁選線設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能避開斷層裂谷邊坡，尤其是不穩(wěn)定邊坡，避免路線與主要裂隙發(fā)育方向平行，避免經(jīng)過大型滑坡體、不穩(wěn)定巖堆、泥石流地段及其下方，而且要盡可能避開巖層傾向與坡面傾向一致的順向坡，尤其是巖層傾角小于坡面傾角的情況。合理規(guī)避和處理不良地質(zhì)條件，能夠起到事半功倍的效果，有利于減少施工和運(yùn)營階段的安全隱患[4]。為了保證地基及一定區(qū)域的地層能夠滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、抗?jié)B性等方面的要求，除了盡量規(guī)避，還可以采取針對(duì)性的加固處理措施。比如，面對(duì)松散軟弱土層，淺層的可以直接挖除，深層的可以通過振沖置換、固結(jié)灌漿、打樁等方式解決。面對(duì)風(fēng)化破碎巖層，淺層的同樣可以直接挖除，深層的可以用水泥漿加固。如果位于邊坡，可以掛網(wǎng)噴射混凝土護(hù)面或者錨桿加固。當(dāng)然，不良地質(zhì)的情況是復(fù)雜的，需要根據(jù)具體問題具體分析，可能需要運(yùn)用多種方法，制訂最適用的處理方案。

4.2 不斷創(chuàng)新道路路線設(shè)計(jì)方法

4.2.1 做好行車視距設(shè)計(jì)

行車視距是駕駛員在駕駛過程中的可視距離，是道路設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，主要涉及停車視距、超車視距、會(huì)車視距、錯(cuò)車視距。彎道視距、縱坡視距、平面交叉口視距，每種視距都有明確的設(shè)計(jì)要求，必須根據(jù)相關(guān)規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行。在面對(duì)不同狀況時(shí)，保證駕駛員擁有足夠的反應(yīng)時(shí)間，能夠及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，尤其是需要進(jìn)行超車時(shí)，需要有足夠的超車時(shí)間和視野寬度。面對(duì)復(fù)雜地形條件，應(yīng)該巧妙變換路線設(shè)計(jì)方向，多次檢驗(yàn)行車視距，綜合考量建筑物、構(gòu)造物、邊坡、植被等方面的影響，模擬實(shí)際行車場(chǎng)景，科學(xué)設(shè)計(jì)視覺要素，盡量減小設(shè)計(jì)偏差。

4.2.2 不斷優(yōu)化平面線形，有效控制曲線半徑

曲線半徑既不能過大也不能過小，保證足夠的緩和曲線長度，合理設(shè)置直線長度，防止出現(xiàn)疲勞駕駛和超速駕駛的問題。盡可能減少工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，充分考慮氣候條件、水文條件、地形地貌等綜合因素，實(shí)現(xiàn)路線與周邊環(huán)境的緊密配合。在同時(shí)面對(duì)彎道和坡道時(shí)，需要加強(qiáng)平面組合設(shè)計(jì)，科學(xué)設(shè)計(jì)豎曲線長度，豎曲線應(yīng)該盡可能與平曲線重合，保證坡道轉(zhuǎn)彎的安全性和穩(wěn)定性。合理控制凹凸曲線極值點(diǎn)的距離，避免出現(xiàn)暗凸線型或過大陡坡，做好橫斷面和縱斷面設(shè)計(jì)，合理設(shè)置路面和路肩坡度，完善排水系統(tǒng)，保證排水順暢，縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)該選擇較小的縱坡或者較大的豎曲面半徑。

以上這些路線設(shè)計(jì)方法，均有利于提升駕駛體驗(yàn)、保持視野開闊、保證行車安全穩(wěn)定，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在已有理論研究和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，不斷開拓進(jìn)取，創(chuàng)新路線設(shè)計(jì)方法，完成更優(yōu)的設(shè)計(jì)方案[6-8]。

4.3 充分重視道路橋梁的耐久性設(shè)計(jì)

根據(jù)勘察報(bào)告，核查現(xiàn)場(chǎng)情況，合理設(shè)計(jì)路線，針對(duì)不良地質(zhì)條件，制定行之有效的加固處理措施，防止因地質(zhì)災(zāi)害導(dǎo)致道路橋梁受損。在此基礎(chǔ)上，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，計(jì)算結(jié)構(gòu)截面尺寸和鋼筋配置，保證基礎(chǔ)和支撐結(jié)構(gòu)能夠?yàn)樯喜拷Y(jié)構(gòu)提供足夠的承載力。材料是組成工程實(shí)體的基本組成部分，材料質(zhì)量直接決定著道路橋梁的質(zhì)量。在路線設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件，選擇可靠材料，保證其強(qiáng)度指標(biāo)、耐久性能能夠滿足設(shè)計(jì)要求，比如，使用高強(qiáng)混凝土，提高鋼筋強(qiáng)度等級(jí)，等等，混凝土保護(hù)層的厚度必須滿足要求，防止出現(xiàn)鋼筋銹蝕、結(jié)構(gòu)裂縫等問題，否則，在外界環(huán)境的侵蝕下，會(huì)加速結(jié)構(gòu)的破壞，從而影響道路橋梁的耐久性[9，10]。

5 結(jié)語

綜上所述，道路橋梁在國家建設(shè)中扮演著重要的角色，影響著區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)生活。本文首先闡述了道路與橋梁路線設(shè)計(jì)的基本原則，然后分析了路線設(shè)計(jì)中存在的不足之處，最后針對(duì)性提出了優(yōu)化措施。充分掌握道路與橋梁路線設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)問題，積極轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)理念，利用先進(jìn)工具和方法，不斷提升設(shè)計(jì)水平，保證道路與橋梁路線設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性、可行性，能夠充分發(fā)揮工程建設(shè)的整體價(jià)值。