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      淺談固沿路中分離式路基的設(shè)計方法

      2015-08-11 21:19:43于欣
      中國高新技術(shù)企業(yè) 2015年30期
      關(guān)鍵詞:平面設(shè)計高速公路

      摘要:固原至沿川子高速公路是西部大通道銀川至武漢高速公路(寧夏境)的重要組成部分。文章闡述了固原至沿川子高速公路中分離式路基設(shè)置的原因及其平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計、總體設(shè)計等方面的設(shè)計方法和過程。

      關(guān)鍵詞:高速公路;分離式路基;平面設(shè)計;縱斷面設(shè)計;橫斷面設(shè)計 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

      中圖分類號:U416 文章編號:1009-2374(2015)30-0092-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.30.048

      固原至沿川子高速公路是西部大通道銀川至武漢高速公路(寧夏境)的重要組成部分,該段途經(jīng)固原六盤山地區(qū),屬山嶺重丘地貌,地形錯綜復(fù)雜,局部路線受地形限制。如路線經(jīng)劉家溝、堡子山、卡子村時,相對高差較大,若采用路基通過很難達(dá)到路線線形設(shè)計要求,且路基高填深挖會對山體造成大的切割,從而引起各種地質(zhì)災(zāi)害。所以為了保護生態(tài)環(huán)境、節(jié)約土地,為了降低交通事故發(fā)生率,縮短運營里程,提高行車速度與安全性、舒適性,故采用隧道通過。

      這些隧道長達(dá)600~700m之間,屬于中隧道,為了減小設(shè)計和施工難度以及隧道本身安全,根據(jù)經(jīng)驗:高速公路一般應(yīng)設(shè)計為上、下行分離的兩座獨立隧道,因此該段落中設(shè)置了分離式路基。本文就該項目中分離式路基平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計以及總體設(shè)計的過程進行介紹。

      1 平面設(shè)計

      固原至沿川子高速公路路基寬度及橫斷面形式

      如下:

      1.1 整體式路基

      平面設(shè)計時,整體式路基以路基中心線為設(shè)計線,而分離式路基則采用前進方向距路基左側(cè)邊緣1m處為平面設(shè)計線。因此,在這兩種路基形式變化處需要做特殊的設(shè)計:在整體式路基結(jié)束前10m的距離內(nèi)將兩側(cè)土路肩從0.5m漸變到0.75m,使得整體式路基寬度變由24.5m漸變?yōu)?5m,從而和兩個分離式路基總寬25m(2×12.5)相對應(yīng)。

      具體的平面定線是利用計算機輔助設(shè)計軟件HintCAD在1∶2000數(shù)字化地形圖上進行設(shè)計。首先確定整體式路基末端A點,然后將經(jīng)過A點的平曲線導(dǎo)線邊分別向兩邊偏移1.0m,從A點法線方向在兩條偏移的導(dǎo)線邊上得到B、C兩點,將這兩點作為分離式路基的起點,并將偏移的導(dǎo)線邊作為分離式路基的起始邊,結(jié)合地形地貌分別將其他平曲線導(dǎo)線邊的位置及中間交點用以確定。同時還需要考慮地形及地質(zhì)條件、有無隧道以及隧道的進出口位置,綜合考慮填挖平衡、平曲線設(shè)置時還應(yīng)滿足設(shè)計參數(shù)要求等設(shè)計因素,綜合選定出合幅位置D點,采用同分幅點相同的設(shè)計方法分別找出左、右幅路基的相應(yīng)終點E、F,如圖3所示。根據(jù)平面設(shè)計結(jié)果,采用右幅路基(上行線)終點里程樁號作為合幅后整體式路基的起始計算里程樁號。

      2 縱斷面設(shè)計

      路線縱斷面線形是公路路線三維空間線形的重要組成部分,縱斷面設(shè)計除了滿足規(guī)范要求的各項技術(shù)指標(biāo)及平縱組合得當(dāng)外,分離式路基分幅、合幅處的標(biāo)高必須要與整體式路基銜接平順。本次設(shè)計中,整體式路基是以中央分隔帶外邊緣為設(shè)計標(biāo)高,而分離式路基是以前進方向距路基左側(cè)邊緣1m處為路基設(shè)計標(biāo)高。在平面設(shè)計中,合幅后整體式路基的里程樁號以右幅(上行線)終點計算,因此先對右幅(上行線)進行縱斷面

      設(shè)計。

      其實,左右幅路基起點C、B兩點便是整體式路基中線A點所在位置中央分隔帶外邊緣上的兩點,它們的設(shè)計標(biāo)高即為A點的設(shè)計標(biāo)高。同樣道理:F、E和D點縱斷面設(shè)計標(biāo)高也是相同的。因此,本次縱斷面設(shè)計中,不論合幅還是分幅,縱斷面設(shè)計都是以中央分隔帶邊緣作為設(shè)計標(biāo)高的。由于左右幅路基的分離,在初始分幅階段兩幅路基間就形成一個楔形端,借鑒立交設(shè)計的經(jīng)驗,根據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》(JTG D20-2006)中11.3.7條款規(guī)定,該處需要設(shè)置一個鼻端。同時還需考慮兩幅幅路基縱坡在分別拉破時的首變坡點最好布設(shè)于超出路基分離后的第一個豎曲線切線長的距離之外,即保證分離式路基與整體式路基的平順接坡,設(shè)計時相對簡單,易于處理。

      3 橫斷面設(shè)計及土方計算

      在本次設(shè)計中,左右幅路基是分開單獨設(shè)計的,這樣做的結(jié)果會造成分幅、合幅處兩側(cè)橫斷面填方坡腳、挖方坡口線交叉,土方重復(fù)計算。所以為了避免這一點,應(yīng)該做橫斷面大斷面戴帽子設(shè)計。借助緯地HitCAD道路設(shè)計系統(tǒng)做出橫斷面修改設(shè)計,準(zhǔn)確計算土方數(shù)量。

      4 圓曲線超高

      本項目多處段落設(shè)置超高,根據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》(JTG D20-2006)中7.5.5規(guī)定:有中間帶的公路可繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn);分離式路基公路的超高過渡方式,宜按無中間帶公路分別予以過渡。所以,本次設(shè)計中整體式路基以中央分隔帶邊緣作為超高旋轉(zhuǎn)軸,而分離式路基則分別以其平面設(shè)計線為超高旋轉(zhuǎn)軸。另外,為了簡化設(shè)計,一般將整體式路基與分離式路基的銜接處設(shè)置在直線段內(nèi),以利于它們更好地銜接。

      5 路基設(shè)計表

      路基分幅后、合幅前,左、右幅路基分別為向外側(cè)的單向橫坡,這樣正好與整體式路基以中央分隔帶為中心的雙向橫坡相銜接。但是這樣做會使得路基設(shè)計表中分幅式路基左側(cè)硬路肩(0.75m)一分為二,即0.25m和0.5m。所以查看路基設(shè)計表時,需要注意這一點。

      6 總體設(shè)計

      在本次設(shè)計中,分離式路基的采用為了在總體設(shè)計上使各技術(shù)指標(biāo)的設(shè)置水平、縱線形組合恰當(dāng),平面順適,縱面均衡,各構(gòu)造物的選型與布置合理、實用、經(jīng)濟,應(yīng)對路線平面、縱面、橫斷面設(shè)計,路基、路面排水設(shè)計,路基、路面防護設(shè)計,公路橋梁、涵洞設(shè)計,沿線拆遷情況等的合理性進行檢驗和補充,所以本次分離式路基的總體設(shè)計應(yīng)遵循以下原則:(1)在平面設(shè)計和橫斷面戴帽子設(shè)計時,左右幅應(yīng)同時體現(xiàn)在一張圖紙中,保證總體設(shè)計的準(zhǔn)確性;(2)檢驗挖方坡口、填方坡腳是否交叉并予以處理,保證土石方計算的準(zhǔn)確性;(3)穿越左右幅的涵洞應(yīng)保證對應(yīng)左右幅的準(zhǔn)確樁位,保證左右幅中間部分的路基、路面水的引排,必要時增設(shè)涵洞。

      總之,高速公路根據(jù)地形、地物等情況,其路基斷面形式可分段采用整體式或分離式。在山嶺、丘陵地段或地形受制約地段,當(dāng)采用整體式路基而工程量過大、工程造價過高時,宜采用分離式路基,但這樣會給平、縱、橫的銜接帶來諸多問題。所以本次設(shè)計為了解決這些問題,采用了一種較簡單的設(shè)計方法:平面設(shè)計中,分離式路基的設(shè)計線相當(dāng)于整體式路基中央分隔帶外邊緣線,從而給縱斷面設(shè)計帶來方便,讓大家易于理解,設(shè)計人員易于處理,避免造成設(shè)計的不合理性和重復(fù)性。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 公路路線設(shè)計規(guī)范(JTG D20-2006)[S].

      [2] 張雨化.道路勘測設(shè)計[M].北京:人民交通出版社,1997.

      作者簡介:于欣(1982-),男,寧夏銀川人,供職于寧夏公路工程監(jiān)理咨詢公司設(shè)計一室,研究方向:公路勘察設(shè)計。

      (責(zé)任編輯:黃銀芳)endprint

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