公路項目路線布設及路基設計方法探討

楊勝鋒

摘要 公路項目建設前期階段的路線布設、路基設計是十分關鍵的設計工作內(nèi)容，且路基的質(zhì)量直接關系到項目整體質(zhì)量。基于此，文章論述了公路項目總體設計原則、路線布設及路基設計原則，分析了路線方案布設思路，具體包括城區(qū)路段、村鎮(zhèn)路段、山區(qū)路段和非城鎮(zhèn)老路路段的路線布設方法，并總結(jié)了路基設計思路與方法，旨在為設計人員提供借鑒、參考。

關鍵詞 公路工程項目；路線布設；路基設計；路線布設

中圖分類號 U412.3文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）09-0044-03

0 引言

公路工程項目建設中，線路布設、路基設計十分關鍵，該文基于工程實踐對線路布設和路基設計的基本原則、基本方法重點闡述，期望為公路項目工程施工及從業(yè)者提供技術參考。

1 總體設計原則

結(jié)合公路項目在路網(wǎng)中的作用，通過項目周邊社會、環(huán)境和人文因素綜合分析，明確項目建設的基本目標，貫徹“六個堅持、六個樹立”建設理念，嚴格執(zhí)行“安全、環(huán)保、耐久、經(jīng)濟”的質(zhì)量標準。

（1）提高設計安全性。對項目特點、建設目標合理分析和統(tǒng)籌規(guī)劃，切實落實安全保障措施。校驗路線平、縱、橫面設計合理性，反復優(yōu)化，確保通行安全。

（2）綜合比對，優(yōu)化線路。通過對可行線路方案的綜合比對，選擇最佳的方案。

（3）堅持環(huán)保理念，注重生態(tài)保護。項目建設需對周邊資源合理開發(fā)，保護文物古跡、景觀和水土資源，處置好占地和項目建設間的關系，妥善地保護耕地和處置項目建設與各方關系。

（4）科學調(diào)研，詳細了解項目技術難點，高度重視地質(zhì)勘測工作，做好前期準備，確?；A資料準確，避免過度變更設計。

（5）精簡成本，確保項目質(zhì)量基礎上，控制施工支出。

2 路線布設原則與路基設計原則

2.1 路線布設原則

（1）安全性原則。路線設計優(yōu)化的關鍵在于確保行車安全，始終堅持以人為本的核心理念，采取有效措施確保車輛和行人安全，優(yōu)化服務質(zhì)量。

（2）服務社會原則。項目建設必須堅持可持續(xù)發(fā)展的理念，線路布設應統(tǒng)籌調(diào)整，以城鎮(zhèn)規(guī)劃為參考，降低項目建設對周邊群眾的影響，盡可能地減少征遷和對耕地的占用[1]。

（3）尊重地區(qū)特性原則。公路項目建設需結(jié)合當?shù)靥厣?，對項目可行性進行綜合評估，深入了解路線地質(zhì)特點、沿線規(guī)劃、地形特點、工程規(guī)模、建設環(huán)境等基礎條件，擬定多種方案進行優(yōu)劣選擇和優(yōu)化比對，調(diào)整方案線索最終敲定最佳線路。

（4）經(jīng)濟技術適用性原則?；谠O計標準和對地形準確勘測的情況下，對路線指標科學規(guī)劃，合理設計線路，通過科學規(guī)劃與調(diào)整提高線路合理性，確保行車安全的基礎上保障通車舒適性[2]。

2.2 路基設計原則

以項目所在區(qū)域自然屬性為基礎，結(jié)合項目建設難點和設計規(guī)劃需求，在路基設計方面因地制宜，采取防治結(jié)合的基本原則，提高造型美觀度，項目路基設計秉承就地取材的基本理念，符合綠色原則和可持續(xù)原則，通過積極采取有效措施改善路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低相關病害概率，促進路基設計與環(huán)境景觀的協(xié)調(diào)[3]。充分考慮項目所在地人文條件和地理環(huán)境，路基設計需與自然景觀相協(xié)調(diào)，避免亂挖亂棄，防止對沿線景觀和植被的破壞，堅持和諧和可持續(xù)理念。

3 路線方案布設思路與方法

公路路線方案的最終敲定需經(jīng)過反復商討和優(yōu)化，整體上堅持因地制宜的基本原則，對路線經(jīng)過的不同區(qū)域的特點進行綜合分析，采用差異化的設計理念提高路線適宜性。該文對山區(qū)路段、非城鎮(zhèn)路段、城區(qū)路段、城鎮(zhèn)路段等不同地理環(huán)境下的項目路線布設原則和方法進行了針對性分析。

3.1 城區(qū)路段路線布設思路與方法

城區(qū)路段內(nèi)的公路項目路線布設需堅持路線布設與路網(wǎng)規(guī)劃相協(xié)調(diào)的原則，確保公路線路走向與城市規(guī)劃方向相一致，更好地發(fā)揮出項目帶動作用，為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展起到協(xié)同效果，滿足城市建設的基本需求。

（1）結(jié)合公路項目特點及其所在區(qū)域路網(wǎng)結(jié)構(gòu)定位，以城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃、路網(wǎng)建設綱要、城鎮(zhèn)用地規(guī)劃等綜合分析路線布設的可行性，選擇最佳方案進行線路布設，及時根據(jù)實際情況進行調(diào)整，提高線路布設的可行性。對經(jīng)濟、人文、環(huán)境等因素綜合分析，分析不同方案的優(yōu)劣點，從而確定最佳的方案[4]。

（2）平縱面方面分析。須確保公路項目路線走行與城市管網(wǎng)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，保持交叉路段平面與縱斷面高程差控制在允許范圍內(nèi)，同時將路基土石方平縱斷面設計考慮在內(nèi)，通過中遠期城區(qū)規(guī)劃與路線布設的有機融合，提高線路科學性，在邊坡設計方面應減少結(jié)構(gòu)性保護，秉承綠色理念。

3.2 村鎮(zhèn)路段路線方案布設思路與方法

公路路線村鎮(zhèn)路段布設應堅持近鎮(zhèn)不進鎮(zhèn)的基本原則，盡量減少路線穿越城鎮(zhèn)影響原有格局，結(jié)合城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃對路線平面優(yōu)化，提高方案可行性，對原路基處置過程中需結(jié)合方案設計和項目要求，對指標內(nèi)容認真調(diào)整，路線布設盡量減少拆遷和占地，距離村鎮(zhèn)不宜過遠，以滿足居民出行為基本原則[5]。

（1）結(jié)合實際情況確定繞村鎮(zhèn)的方案時，需確保新老公路銜接質(zhì)量合規(guī)，確保平面交叉口符合居民出行便利性的基本要求，不影響群眾的日常生活為基礎。

（2）做好安全防護措施，確保居民出行安全，設置人行安全通道或紅綠燈確保行人安全。

（3）做好村鎮(zhèn)路段的流量調(diào)查，嚴格科學規(guī)劃，充分了解地方規(guī)劃方案和設計后進行項目建設。

（4）加強過村鎮(zhèn)路段測繪，對沿線與村鎮(zhèn)房屋距離嚴格控制，提高測量精確度。嚴格控制項目高程，有效提高項目規(guī)范性。

3.3 山區(qū)路段路線方案布設思路與方法

山區(qū)道路地形條件復雜，需結(jié)合項目實際情況和山區(qū)地形特點對山區(qū)路段布設科學引導，對相關技術指標進行靈活應用和變更，提高項目路線布設的科學性。

（1）根據(jù)地形特點合理優(yōu)化線型，盡量選取地質(zhì)條件好的區(qū)域走向，減少溶洞、崩塌等穩(wěn)定性差地質(zhì)占比，確實無法躲避的，需妥善處置防止通車風險。

（2）路線平縱線形需與環(huán)境協(xié)調(diào)。山區(qū)道路項目建設需符合生態(tài)保護的基本理念，線路選擇應當與自然環(huán)境適應，提高項目與環(huán)境的適應度，達到公路與自然和諧的目標。

（3）優(yōu)化路線縱面設計。結(jié)合項目沿線地質(zhì)條件全面梳理路線縱面方案特點，避免大填大挖，盡量減少項目規(guī)模，減少隧道結(jié)構(gòu)物的應用，堅持保護環(huán)境的理念，通過優(yōu)化項目設計降低工程造價。

（4）平縱線形連續(xù)、均衡。山區(qū)道路對工程施工質(zhì)量要求高，道路高程差較大成為影響山區(qū)公路施工的最主要因素，在項目設計時應結(jié)合實際情況靈活調(diào)整路線，充分利用地形特點對技術指標進行優(yōu)化，實現(xiàn)路線平縱結(jié)合，加強速度檢測，確保同一區(qū)域路段落差速度控制在20 km/h內(nèi)，防止速度差異過大影響通車安全性[6]。

3.4 非城鎮(zhèn)老路路段路線方案

項目路線穿越非城鎮(zhèn)路段，在路線布設方面需要盡量提高原道路的利用率，降低征地量和對周圍群眾生活的影響。

（1）加強地質(zhì)勘測和現(xiàn)場調(diào)研，精確了解老路狀況，借助RTK進行老路路基路面的精確控制，明確其三維坐標和高程值，為精準設計提供技術參考和基礎數(shù)據(jù)。

（2）平面選線。項目平面選線應當與老路相結(jié)合，通過線路布設的合理規(guī)劃提高老路的利用效率，降低對房屋、河流等特殊地形的占用，降低項目工程量和施工成本，主線盡量選擇受限較少的區(qū)域或采取原路基路面一側(cè)加寬的方案進行線路布設[7]。

（3）縱斷面定線。確保路面厚度達標的情況進行縱斷面定線，對路面結(jié)構(gòu)厚度和加固厚度精準控制，并有效測量老路填土高度，防止老路服役壽命過程影響路面性能，加強新舊路基路面接縫處治。

（4）老路面路基難以有效應用的，確保運行安全的情況下合理設置圓曲線最小半徑和最小長度，同時對最小坡長、豎曲線最小半徑、最小坡長等指標有效控制。

4 路基設計思路與方法

4.1 一般路基

路基設計需靈活變通，以項目特點為基礎，結(jié)合地形、地貌、水文條件在滿足交通需求的基礎上設置差異化的橫斷面節(jié)約用地，提高通行效率，提高公路服役壽命。

（1）填方邊坡。項目位于沿河路段，路堤相對平緩，結(jié)合路堤穩(wěn)定性、地質(zhì)地形條件、用地規(guī)劃等選擇1∶2.0的坡率，對于平原地貌則可以盡量降低路堤將邊坡坡率控制在1∶1.5。

（2）挖方邊坡。充分了解當?shù)卣挠玫匦枨?，項目建設路段邊坡設計時充分結(jié)合實地勘察意見對坡率進行有效控制。

（3）陡坡路堤。地面坡度高于1∶2.5需采用挖臺階的措施提高穩(wěn)定性并設置擋土墻、護腳、護肩等防護裝置，或結(jié)合地形特點在必要情況下驗證路堤穩(wěn)定性。

（4）半填半挖路堤。以地形地貌特點為基礎，結(jié)合路面路基坡度和填土高度值開挖臺階或鋪設土工隔柵保護路堤[8]。

4.2 填方路段

填方路基邊坡坡面防護應因地制宜，整體上堅持穩(wěn)定、環(huán)保、美觀的原則，盡量選擇植被保護的措施，或根據(jù)實際情況選用生物防護與工程防護相結(jié)合的措施。

（1）一般填方路段。路堤路段高度小于3 m可采用草灌防護的措施，路堤大于3 m者可應用預制塊框格種植草灌。草灌需結(jié)合施工區(qū)域地形特點選擇最佳品種，一般要求為葉莖低矮、存活力強且生長迅速[9]。

（2）橋頭路段。橋頭路段路基填土高，部分橋面降雨可沿橋頭集中流向路基，需結(jié)合實際情況于橋頭處設置排水溝。

（3）沿河、沿塘路段。洪水位以下采用片石混凝土。

4.3 挖方路段

（1）邊坡穩(wěn)定性較強者，結(jié)合邊坡坡面巖的土體狀況合理選擇防護措施，綜合坡率值選用厚層基材綠化、土工格室植草灌、三維土工網(wǎng)植草灌等方案加強防護。

（2）邊坡穩(wěn)定性不足者，需要結(jié)合項目特點，區(qū)域地質(zhì)地形特點和工程規(guī)模合理選擇施工方案。若目標施工區(qū)域存在潛在地質(zhì)風險，通過前期地質(zhì)勘測和數(shù)據(jù)分析，確定地形特點，借助模型分析明確可能存在的風險類型，針對具體狀況實施差異化的處置措施。高風險邊坡或滑坡概率較高者，采取回避措施，對線路方案進行優(yōu)化繞過該區(qū)域，從而防止大型地質(zhì)災害對公路項目沿線產(chǎn)生威脅，引發(fā)安全隱患。

（3）邊坡防護應當堅持“不破壞、少破壞、多恢復”的基本原則，遵循可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)理念，對開挖后的坡面采用噴播植草、厚層基材輔助等方案加以防護。相關措施的落實需突出生態(tài)恢復原則，以提高邊坡穩(wěn)定性為目標。

4.4 特殊路基及不良地質(zhì)

（1）軟土地基處理。淺層、深層軟土地基的處置方案有所差異，淺層軟基可選用換填穩(wěn)定性強的材料提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，深層軟基則選用復合地基樁或拋石擠淤方案處置。某項目軟土路基軟土類型以黏性土為主，厚度約3 m，采用挖除軟基后以水穩(wěn)材料換填的方式處置軟基，提高路基路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。深層軟基則以拋石擠淤方案處置，隨后借助復合地基樁進行加固[10]。

（2）崩塌。項目穿越該類型路段，需對路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行充分勘測和調(diào)研，盡量繞過基巖堅硬節(jié)理裂隙發(fā)育或山坡陡峭的區(qū)域，并分析崩塌可能對路基工程的損害，確實難以繞過的則需采用柔性防護網(wǎng)、攔石墻、落石槽等方案處置。

（3）滑坡。對該路段路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行分析，結(jié)合環(huán)境因素影響判斷滑坡與路基工程之間的關系，無法更改路線的情況下可采用錨桿、抗滑擋墻、抗滑樁等方案進行加固，提高路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并在施工和服役中對深部位移嚴密監(jiān)測，準確了解邊坡情況。

5 結(jié)論

綜上所述，公路項目路線布設需結(jié)合施工區(qū)域地形特點因地制宜，針對不同施工場地選用不同的布設方案。隨著交通量增加，公路線路經(jīng)過城區(qū)路段時，應當結(jié)合城市未來發(fā)展需求合理布設，將公路項目路線布設與城市路網(wǎng)規(guī)劃有機融合，為城市高速發(fā)展提供助力。

公路項目路線通過村鎮(zhèn)路段時，堅持“近鎮(zhèn)不進鎮(zhèn)，符合城鎮(zhèn)規(guī)劃、利于城鎮(zhèn)發(fā)展”的基本理念進行路線優(yōu)化調(diào)整，在原有道路指標合規(guī)的情況下優(yōu)先選用老路線，通過新路老路的融合降低工程成本，若老路指標不達標，則要結(jié)合城鎮(zhèn)規(guī)劃繞行。山區(qū)道路條件復雜，地質(zhì)地形結(jié)構(gòu)差異大，路線布設需結(jié)合地質(zhì)勘測結(jié)果靈活調(diào)整技術指標。公路路線通過非城鎮(zhèn)老路應采取積極有效的措施巧妙布局，以提高利用率，降低土地征遷率，降低工程造價。

路基設計需靈活變通，以項目特點為基礎，結(jié)合地形、地貌、水文條件，在滿足交通需求的基礎上節(jié)約用地，有效控制工程造價。

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