基于安全角度的公路路基設計探討

任強

(中交第一公路勘察設計研究院有限公司,陜西西安 710075)

基于安全角度的公路路基設計探討

任強

(中交第一公路勘察設計研究院有限公司,陜西西安 710075)

隨著我國公路路網的不斷擴大,公路建設在材料、工藝、管理等各方面都在快速發展,新型材料的施工工藝的不斷應用也在施工質量和安全方面產生了一下壓力,運輸的首要標準就是安全,對施工設計的安全評價是保證公路安全的手段之一,本文結合實際,從安全角度對公路路基的設計進行系統分析,促進公路路基工程的施工和管路水平的提高。

公路 路基 安全

1 路基設計安全評價

路基設計師公路施工設計的重要組成部分,高質量高標準的路基設計方案是公路安全運營的基礎。對路基設計的安全評價目的是保證路基設計方案的合規合理性。對公路路基設計的安全評價內容主要包括:路基的強度、邊坡的穩定性、排水結構合理性等。路基的強度是保證公路路基穩定,滿足設計承載力要求,保障公路的行車安全。對于承載力強度小于150kPa的路基地面要進行施工加強,對于存在軟基、巖溶等問題的地質通常采用袋裝砂井、灌漿、碎石樁等手段進行治理。對于路基邊坡的安全評價的主要因素就是邊坡的穩定性。由于很多邊坡失穩導致的事故頻發,對于路基邊坡設計的穩定性需要準確的計算并通過防護加固等措施來保證邊坡的穩定性。排水結構設施的設計目的就是針對雨雪天氣,排水結構設施必須滿足公路的排水要求,以保證行車安全。

對于路基設計的安全評價的根本目標就是保證施工質量,最大限度的保證公路建成后的行車安全,如何做到路基設計安全評價的有效性是安全評價的根本。

2 路基設計的安全檢查內容

2.1 路基斷面以及行車道的檢查

各個等級公路的設計對應不同的交通量,同時對于安全行駛的要有在存在一定的區別。高速公路的行車速度是最高的,其次是一級公路,在車道設計方面不僅需要行車道設計,還需要變速車道、緊急停車帶等專用車道的設置;而其他低等級的公路則需要對錯車道進行設計;一些特別的路段,包括城郊結合路段、連續下坡等也需要按實際行車安全的需求進行特別設置。總之要充分考慮車道的實際運行的需求,將其特性充分的加以考慮,以避免為今后的交通問題帶來嚴重的安全隱患。對公路的路基設計進行安檢的要點總結為下:(1)檢查典型的橫斷面設計圖和路基的標準橫斷面圖;(2)檢查不同等級路段的橫斷面不同的功能;(3)檢查附屬車道的設置條件和幾何尺寸以及過渡段的設置位置和設置長度;(4)檢查主線與附加車道的銜接協調性。

2.2 安全凈空區檢查

安全凈空區是指行車車道的邊線外部的空置區域,該區域是保證駕駛員的行車舒適度,如何凈空區的設計不合理或里面有一些不合理的設置,如燈柱、標志桿、樹木等,都會直接影響駕駛員的視距,提高交通事故的發生率。對安全凈空區的檢查主要有:(1)對公路橫斷面的側向余寬的檢查;(2)對行車道的安全凈空區的設計寬度進行計算檢查。

還有就是公路通道安全凈空區設置的檢查,鄉村道路與公路向交叉時可以采用兩種連接方式進行連接,這兩種方式分別是進行平面路口的交叉和立體通道交叉。過多的平面路口交叉對于公路的行車會產生干擾,多數的交通事故都是發生在交叉路口,嚴重的影響了公路的安全正常行車能力。因此應當保證一定寬度的通道凈高和凈寬。安全檢查的主要內容:(1)檢查交叉通道的位置是否設置合理;(2)交叉通道的凈空設置寬度是否合理。

2.3 路肩與中間帶檢查

路肩的設置主要作用除了要保護行車道的穩定外,還包括為非機動車輛或行人提供通道、為故障車輛提供停車條件以及提供行車的側向余寬。假如公路路肩的寬度過窄,那故障車輛的停車就會占用機動車道,影響其他正常行駛車輛的行車安全,路肩過寬就會造成道路資源的浪費。對公路路肩的檢查主要內容包括:(1)對公路的路肩寬度設置進行檢查;(2)檢查高速公路、一級公路在采用分離式斷面時,左側硬路路肩的設置寬度;(3)對行車速度20km/h的四級公路的土路路肩寬度進行檢查。

公路中的平曲線路段其路肩橫坡的作用是使積水的快速排出,以保證公路路面的有效摩擦系數,保證車輛雨天形式的安全,同時防止積水沉積下滲破壞路基路面結構穩定。對于路面的平曲線路段的路肩橫坡值和路拱的坡度應當與路面的超高值保持一致性,并考慮折合成縱坡的大小。對于平曲線路段路肩的主要檢查內容包括:(1)對平曲線路段的路肩橫向走向的檢查;(2)對平曲線路段的路肩橫坡的坡度值的計算機檢查;(3)對平曲線路段過度段的設置位置及距離進行檢查。

2.4 路肩的穩定性檢測

山區公路會存在很多陡坡路段,陡坡路堤與高邊坡路堤的合理規范設計是保證山區公路行車安全的重要基礎,對于陡坡路堤和高邊坡路堤的規范界定是:當路堤邊坡的高度〉20m時,則界定為高邊坡路堤,若斜坡率大于1:2.5時則定位陡坡路堤。高邊坡路堤和陡坡路堤與地質存在著緊密的聯系,地質條件的好壞直接影響路堤邊坡是否會發生沉陷或者滑坡等現象,加入公路的路堤出現不穩定問題,那直接影響行駛車輛的安全。安全檢測的主要內容包括:(1)檢測高路堤的邊坡坡率值;(2)檢測高路堤的穩定性計算過程;(3)檢測高邊坡的水土防護措施。

在高邊坡挖方時的安全設計直接影響施工安全,如果挖土方的邊坡高度〉20m,則屬于高邊坡挖方,由于水文地質條件的影響,很有可能會出現邊坡失穩等不良現象,造成邊坡的坍方,同樣會對行駛車輛產生重要的安全影響。安全檢測的主要內容包括:(1)檢測挖土方的高邊坡的坡率大小和設計方案;(2)檢測挖土方高邊坡的邊坡穩定性;(3)檢測挖土方高邊坡的防護和穩定措施。

3 公路路基設計安全評價工程實例

某高速公路是某省高速公路網絡工程的干線公路之一,通過對交通量的計算預測,該高速公路通車后,預計2020年的交通量可能達到44500pcu/d。該高速公路按《公路工程技術標準》(JTG B01-2003)的規定采用雙向四車道設計建設,設計路基的寬度為24.5m,行車速度為80km/h。2009年11月由完成施工設計圖,2012年3月進行施工設計的安全性評價與運營速度及行車安全研究。

表1 xx高速公路設計技術指標

該高速公路項目的設計技術指標的情況見表1。

安全評價檢查的內容依據表1中的各項指標為準,結合建設的實際情況,以通車運營后的行車安全為目標,針對各項指標進行定性定量的分析,給出檢查結果,以供路基設計方案的改進。

(1)路基橫斷面檢查。路基橫斷面的構成主要分為行車道、中間帶、路肩等,該高速公路的路基橫斷面設計符合高速公路設計規范的標準。對于行車道寬度的界定國內外的研究一直認為:假定車道寬度設計為特定某值時道路的通行能力為理論最大值,如果公路的行車道寬度小于該值,那該公路的通行能力會隨之降低。但是各個國家對該數值的大小沒有統一的標準,日本的公路技術標準定為3.5m,美國的公路通行能力手冊將該值定為3.65m,而我國的公路標準將該值定為3.75m。

該高速公路的設計速度滿足80km/h,路基寬度滿足24.5m,行車道寬度滿足3.75m,車道設計為4車道,經檢查其路基橫斷面組成設計安全。

(2)緊急停車帶檢查。緊急停車帶的設置是為了預防車輛行駛是出現突發事件,根據公路安全檢查標準中的規定:高速公路當右側硬路肩的寬度小于2.50m時,為使發生故障的車輛因避讓其它車輛能盡快離開車道,應按500米左右間距設置港灣式緊急停車帶。在該條高速公路的路基設計中,緊急停車帶的設置共有四處,設置位置為爬坡車道路段,緊急停車帶的漸變段距離為25米,其緊急停車的有效距離為35米,路寬為3米,符合公路安全設計規范的要求,能夠有效滿足行車中的緊急停車需求。

(3)通道安全凈空區檢查。對于橫穿鄉村公路的問題,該高速公路設計中共設置了128道立體交叉,立體交叉有效避免了行車干擾,通過逐一檢查該高速公路的立體交叉橋梁的橋下凈高及凈寬的設計均符合設計規范要求,并且設置的位置科學合理,有效滿足各自的使用需求和行車安全。

(4)路肩和中間帶檢查。路肩和中間帶的寬度直接影響行車安全和行車速度。根據交通組織的調查研究發現,路緣寬度不能低于0.5m,路緣寬度過窄會影響行車,造成行駛車輛向外偏移,路緣寬度應大于0.5米,必須與車道寬度相對應。該高速公路的路緣寬度設置為0.6m,符合大于0.5m的設計要求,有效保證行車安全和行車舒適度。

從整體來說,該高速公路工程項目的路基設計滿足公路設計規范的要求,路基和行車道寬度滿足設計交通量的需求,緊急停車帶、通道安全凈空區的設計比較合理,能夠有效防范行車中的突發狀況,路緣寬度的設計有效保證行車的舒適和安全,但山區路段的防護措施設計還需要進一步改進,需要根據實際采取有效的防護手段。

4 結語

公路路基設計安全檢查是設計階段的最后一個環節,也是最為重要的環節,在檢查內容全面合理的基礎上要保證檢查力度和質量,對于檢查出的問題及時采取改進措施,為保證檢查的有效性應采取不同單位分別進行設計與檢查工作,最大限度的保證公路路基設計方案的合理安全。

[1]高涵.公路路基設計中的問題及措施分析[J].路橋建設,2011.03.

[2]雷敏鈴.淺析公路施工過程計量工作[J].科技創新導報,2009(20).

[3]徐忠陽.公路路基路面設計安全檢查體系研究[D].長安大學,2006.

任強,性別:男,單位:中交第一公路勘察設計研究院有限公司，研究方向:路線、立交。