基于路線布設(shè)與路基設(shè)計(jì)的公路工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究

牛小鵬

【摘要】隨著公路運(yùn)輸能力的不斷提升，需要對路基設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，才能有效延長公路的使用壽命。越來越多的公路建設(shè)項(xiàng)目處于地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的區(qū)域，本文對基于路線布設(shè)與路基設(shè)計(jì)的公路工程設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和分析，并進(jìn)一步理順設(shè)計(jì)思路，為構(gòu)建完善的設(shè)計(jì)理論體系提供參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】路線布設(shè);路基設(shè)計(jì);公路工程;原則

【中圖分類號】U412.37

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B

【文章編號】1671-3362（2020）08-0030-02

1.公路路線布設(shè)原則

1.1整個公路設(shè)計(jì)應(yīng)以流暢為基礎(chǔ)

在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該將滿足公路網(wǎng)總體規(guī)劃作為重要前提，從而讓公路線路能夠和城市或區(qū)域總體規(guī)劃相融合，保證交通處于快速、通暢的狀態(tài)。另外也需要設(shè)計(jì)人員協(xié)調(diào)好不同單位、部門之間的關(guān)系，另外還需要處理好公路與市政道路之間的關(guān)系。同理，全面和局部、長期和短期的關(guān)系也需要協(xié)調(diào)好。另外，設(shè)計(jì)過程中也需要尊重當(dāng)?shù)毓方ㄔO(shè)與工農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施之間的關(guān)系，并結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境以及公路施工材料取用、運(yùn)輸情況對項(xiàng)目進(jìn)行綜合分析。在有效控制成本的同時(shí)，進(jìn)一步提升公路的整體質(zhì)量[3]。在設(shè)計(jì)過程中，也需要進(jìn)行交通疏導(dǎo)，避免公路建設(shè)對周邊環(huán)境及居民造成不利影響。

1.2合理利用地形提升路線布設(shè)經(jīng)濟(jì)性

在實(shí)際選線的過程中，需要先明確標(biāo)準(zhǔn)線、生態(tài)線以及當(dāng)?shù)匾?guī)劃，并根據(jù)地質(zhì)地形情況，科學(xué)使用相關(guān)指標(biāo)，并對成本進(jìn)行分析和控制。建議設(shè)計(jì)人員提出多個設(shè)計(jì)方案，通過方案對比的方式來明確公路設(shè)計(jì)中存在的問題，并選出更科學(xué)完善的設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)之前，對項(xiàng)目所在地的地形、地貌、植被進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和分析，明確項(xiàng)目本身與自然環(huán)境之間的關(guān)系，找出項(xiàng)目與自然環(huán)境相契合以及相矛盾的點(diǎn)，明確提升線路布設(shè)經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵點(diǎn)[2]。

1.3對項(xiàng)目設(shè)計(jì)因素進(jìn)行多維度的考慮

很多公路在設(shè)計(jì)過程中，往往包括立交橋、隧道、橋梁等部分，因此在設(shè)計(jì)過程中需要結(jié)合審批路線的總體方向以及工程的控制點(diǎn)，綜合考慮公路網(wǎng)布局以及各個部分的設(shè)計(jì)需求。這樣也能保證設(shè)計(jì)方案橫向、縱向處于協(xié)調(diào)的狀態(tài)。

1.4應(yīng)用多計(jì)劃項(xiàng)目管理模式

由于目前的公路項(xiàng)目都涉及多個領(lǐng)域，因此需要根據(jù)項(xiàng)目各個部分的特點(diǎn)展開模塊化的管理方式。在實(shí)際管理過程中，需要結(jié)合客觀條件，爭取提升項(xiàng)目的社會效益以及經(jīng)濟(jì)效益。尤其需要做好取土場、棄土場的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，并對土地復(fù)墾、植被恢復(fù)相關(guān)工作進(jìn)行優(yōu)化，避免水土流失的發(fā)生[1]。

2.線路布設(shè)整體設(shè)計(jì)

2.1綜合考量路線的平面和垂直面設(shè)計(jì)

安全性、經(jīng)濟(jì)性、合理性是公路布局設(shè)計(jì)中必須考慮的因素。因此在設(shè)計(jì)過程中需要將保護(hù)周邊環(huán)境作為重要目標(biāo)。首先需要結(jié)合地勢地形對交通交叉口進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，從而保證公路順應(yīng)地形變化處于平滑的建設(shè)狀態(tài)。其次也讓公路保持美觀，在路面水平面和垂直面設(shè)計(jì)中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)以人為本。確定設(shè)計(jì)規(guī)模以及總體設(shè)計(jì)后，需要明確線路主要控制點(diǎn)，并完成平面設(shè)計(jì)和豎向設(shè)計(jì)[4]。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對公路的平面和垂直面進(jìn)行綜合分析，使線路設(shè)計(jì)合理可行，以兼顧司機(jī)的駕駛需要。在設(shè)計(jì)水平面和垂直面時(shí)，必須優(yōu)先考慮駕駛員的視覺需求、心理需求以及生理需求。道路坡度必須確保安全駕駛，并為駕駛員提供最佳視野，以進(jìn)一步提升駕駛舒適性。如此一來公路將具有滿足駕駛員的心理和視覺的功能，起到減少駕駛員緊張情緒作用。在路線設(shè)計(jì)中，注意道路的總體走向，采用多種設(shè)計(jì)方法，協(xié)調(diào)自然。在公路設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)對排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。將道路交通網(wǎng)絡(luò)與其他交通方式相結(jié)合，讓地方路網(wǎng)規(guī)劃得到進(jìn)一步加強(qiáng)。

2.2地質(zhì)選線

由于當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、地質(zhì)環(huán)境有著明顯的差別，從而施工條件也有著一定的差異，因此需要在設(shè)計(jì)工作中對這些方面進(jìn)行深入的分析和優(yōu)化。具體來說，需要在設(shè)計(jì)之前明確設(shè)計(jì)規(guī)模，并提出進(jìn)一步降低成本的措施，另外也需要提出一些保護(hù)環(huán)境的舉措，進(jìn)而讓整體施工與環(huán)境形成平衡的關(guān)系。設(shè)計(jì)人員需要通過調(diào)整技術(shù)指標(biāo)，在保證道路施工運(yùn)行安全的基礎(chǔ)上，避免對當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成不良影響。尤其是在地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的地區(qū)，更應(yīng)該避免對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)結(jié)構(gòu)造成侵蝕。由此可見，在設(shè)計(jì)開始之前，需要對當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查和分析，為后續(xù)設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。降低施工風(fēng)險(xiǎn)，確保工程安全，提高道路防災(zāi)能力。

3.路基設(shè)計(jì)

3.1斜坡的防護(hù)設(shè)計(jì)

路基的穩(wěn)定性與邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性有著密切的關(guān)系。如果設(shè)計(jì)方案的相關(guān)指標(biāo)沒有達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，那么在公路施工和運(yùn)行過程中，就會出現(xiàn)滑坡等問題。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，通過加設(shè)防護(hù)墻能夠起到良好的路基邊坡保護(hù)作用。另外，邊坡設(shè)計(jì)對于防止后續(xù)出現(xiàn)滑坡問題也有一定的作用，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中需要對路基高度進(jìn)行調(diào)整。如果坡度過大，則容易導(dǎo)致滑坡等問題的發(fā)生，反之則會影響道路寬度，并浪費(fèi)土地資源，提升施工成本。因此，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)道路的實(shí)際規(guī)模選擇適合的邊坡參賽[5]。

3.2選擇合適的路基回填料

在路基回填過程中，一般會運(yùn)用到不同類型的填料，因此需要對填料的種類進(jìn)行合理的選擇和搭配。并且，需要對填料的質(zhì)量進(jìn)行檢查后，才可以進(jìn)行填筑、壓實(shí)等操作。一般來說，粗粒土的使用能夠達(dá)到提升壓實(shí)效果的作用。如果能夠讓粗粒土的含石量控制在70%左右，起壓實(shí)效果較為理想。相比其他填料來說，重黏土具有膨脹性大、粘附性強(qiáng)等特點(diǎn)，同樣也具有更強(qiáng)的可塑性，但是其透水性相對較差。如果選用黏土，則需要進(jìn)行壓實(shí)操作，以達(dá)到穩(wěn)定路基的作用。粉土由粉土顆粒組成，其特點(diǎn)是水穩(wěn)定性差，強(qiáng)度差，遇水易變渾。沙意味著土壤成分不僅包括大粒徑的粗顆粒，還包括大黏度的土壤。它具有良好的平均黏度、透水性以及水穩(wěn)定性，是一種良好的路基填料。它通常用于黏性土壤，能夠起到提高其黏度的作用。在路基設(shè)計(jì)過程中，需要結(jié)合每種填料的特性，對路基填料的類型進(jìn)行選擇，以保證路基質(zhì)量達(dá)到相關(guān)技術(shù)要求。

3.3路基含水量的控制

為了有效地防止土壤基礎(chǔ)出現(xiàn)塑性損傷，保證土的壓力處于土的強(qiáng)度極限范圍內(nèi)。土壤含水率最高時(shí)，壓實(shí)能夠讓使路基更緊湊，可以達(dá)到更好的軋制效果。因此，路基壓力為實(shí)時(shí)，有必要對路基的水分量進(jìn)行試驗(yàn)。為了確保路基土壤的最佳水含量，可以噴霧或回火對填料進(jìn)行處理。在填料中添加水困難的情況下，為了促進(jìn)路基的緊湊化，可以通過提高路基上的壓縮強(qiáng)度來進(jìn)行。因此，在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)試驗(yàn)的過程中，通過控制最佳含水量，可以主要實(shí)現(xiàn)次級的緊湊性。

3.4路基高度的設(shè)計(jì)

山區(qū)道路具有更高、更嚴(yán)格的技術(shù)要求，路基建設(shè)和挖掘的高度明顯增加，并且挖掘深度和填充高度較大的路段有所增加。沿線工程區(qū)域地質(zhì)特征、路線的縱向坡度會對山區(qū)高速公路路基高度形成影響。因此，所有的要素只有結(jié)合設(shè)計(jì)過程，才能正確地設(shè)計(jì)道路的高度。在平原地區(qū)，中國高速公路的平均填充高度范圍為2.2～3.2m，比一般級道路的填充高度高1.5～2.0m。在設(shè)計(jì)平原路基時(shí)，盡量減少路基的填充土方的高度，從而達(dá)到保證路基的穩(wěn)定性的作用，也讓路基的強(qiáng)度和沉降得以有效的控制。山路的設(shè)計(jì)主要決定高速公路和隧道的分解高度，使高速公路的高度最小化，改善線路，讓路線變得更為平坦[6]。

4.總結(jié)

綜上所述，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該遵循整個公路設(shè)計(jì)以流暢為基礎(chǔ)、合理利用地形，提升路線布設(shè)經(jīng)濟(jì)性、對項(xiàng)目設(shè)計(jì)因素進(jìn)行多維度考慮、應(yīng)用多計(jì)劃項(xiàng)目管理模式等原則。綜合考量路線的平面和垂直面設(shè)計(jì)、地質(zhì)選線、斜坡的防護(hù)設(shè)計(jì)、選擇合適的路基回填料、路基含水量的控制、路基高度的設(shè)計(jì)等方案，從而達(dá)到進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的目的。同時(shí)，技術(shù)人員也應(yīng)該積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的公路設(shè)計(jì)理論，為后續(xù)設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

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[5]曹智驊.公路工程路線及路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].交通世界，2019（36）：30-31.

[6]林超.公路工程路線布設(shè)及路基設(shè)計(jì)研究[J].廣東建材，2019，35（09）：69-71.

（作者單位：山西成豐公路工程勘察設(shè)計(jì)有限公司）