基于路線布設及路基設計的公路設計要點探討

尹自永

（云南交通職業技術學院，云南省交通勘察設計研究院，昆明 650504）

基于路線布設及路基設計的公路設計要點探討

尹自永

（云南交通職業技術學院，云南省交通勘察設計研究院，昆明 650504）

在公路建設過程中，要在充分了解和掌握沿線地段的氣候、地貌、地質等條件的基礎上，提出合理的路線布設和公路工程設計。論文闡述了公路工程設計要點，分析了公路工程設計方案的優選，提出了路基設計常用方法。

路線布設；路基設計；路塹；高陡坡

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.05.029

1　引言

公路工程是我國重要的基礎設施工程。在當今公路建設高速發展時期，對公路工程的質量有了更高的要求，必須考慮非常時段人流高峰、天氣惡劣、繁重的物流等情況下的交通承受能力[1]。同時，我國交通運輸部門提出構建和諧交通的綠色發展理念，符合我國政府提出的美麗中國與和諧社會建設目標。這就要求在公路的建設過程中，減少對生態環境的破壞，盡可能做到少破壞或不破壞。但是，北方山區的生態環境脆弱，氣候復雜。因此，需充分了解和掌握沿線地段的氣候、地貌、地質等條件，提出合理的路線布設和公路工程設計，以生態保護為重點，注重可持續發展，并在公路工程設計中涵蓋實地施工過程中可能出現的問題和相應的對策。

2　公路工程設計要點

2.1路線布設的公路工程設計要點

2.1.1平面線形規劃

在公路線形設計之前，要有盡可能地避開居民生活區的指導思想。為與自然環境保持協調，公路線形一般選擇曲線；但公路線形萬萬不可以任意去改變成曲線，應與當地地貌、地形特征相協調。曲線線形的設計難點在于選擇適當的曲線半徑，設計要充分結合該處地形，綜合考慮涉及的各個要素。曲線設計的原則，一方面增加了設計者的靈活性，另一方面保證了線形的連貫性[2]。

2.1.2超高設計

為保證行車的舒適性和安全性，公路路線盡量布置在沒有設超高地坪曲線半徑的區域內鋪筑。在地形無法避開需要設計超高時，超高的設計需與每一個路段相對應，具體情況不同設置，以路面的行車速度和車輛類型為主要考慮的因素，計算出所需的對應的每一個值。同時，超速的情況要做相應的考慮，特別是下坡的地段，容易出現超速的現象，設計初期就要把控好超高率，且應有適宜的調節。另外，在符合要求的情況下，往往有時會選取不設置超高的左偏曲線來進行設計。

2.1.3縱面線形及坡度設計

在路段需設置橋涵時，橋涵盡量設置人行通道。坡度的設計應考慮縱坡長度、汽車性能和汽車載重等因素，縱坡與坡長需滿足相關規定。通過增加車道或者另設爬坡車道來緩解部分路段的通行能力。在有連續陡坡時，設計應特別注意坡段距離的范圍及爬坡的距離。公路路線盡量走高，有條件的地方盡量將明涵改成暗涵，減少維護成本；填方要適當，軟地基的填方難度最大，必須嚴格控制高填方，避免出現路基的沉降。

2.1.4公路視距參數的控制

公路行車的安全與公路視距有緊密的聯系。可見公路視距參數的重要性，為此在設計開始就必須考慮行車視距；同時，還需考慮坡度、行車速度、路面摩擦阻力系數等因素。當然，設計者可以應用三維建模軟件，對設計的工程建立三維可視效果圖，進一步確定設計的合理性。

2.2路基設計的公路工程設計要點

2.2.1路塹設計

通過綜合考慮地質條件、氣候環境和路面坡形的高度等因素后，確定坡度形式與路面坡度，并讓人工邊坡與原始穩固邊坡充分結合，必要時對施工完成的邊坡進行分析檢驗。另外，邊坡的形狀要根據路坡方邊的情況而定，并結合地形地質、巖石結構、路坡穩定性等因素。當然，地下水溝的設置也要因地制宜，按實際情況來布置[3]。三種路塹設計如圖1所示。

圖1　三種路塹設計圖

2.2.2高邊坡路堤與陡坡路堤設計

一般的路堤設計較為簡單，高邊坡和陡坡的設計較為復雜，后者跟地質地形條件、原材料的性質和施工條件有較為緊密的聯系。初步設計指導施工作業，當出現施工時與現場不符合時，應及時修正設計，改變設計方案，確保邊坡的穩定性。總之，要因地制宜、靈活變通地做好邊坡的設計與施工。五種路堤設計如圖2所示。

圖2　五種路堤設計圖

2.2.3路基填挖交界處設計

路基填挖交界處施工與設計是否合理，關系到路基的防護與排水等[4]。土質地段使用滲水特性材料；巖石地段使用充填石料的方式，并在交接處設置土木工程格柵。而滲出水量及地質穩定性決定著地下滲溝的設計方案，并且設計方案應可能的綜合考慮縱橫式的地下排水溝。五種路基填挖交界處設計如圖3所示。

圖3　五種路基填挖交界處設計圖

3　工程概況

某重要路段高速公路全線總長200km。根據省交通廳的文件要求，為提高與鄰省市的交流，保證高速公路的通行能力，決定該高速公路采用6車道和140km/h時速的技術標準，路基寬度32m，整體式橋梁寬度32m。主要技術指標見表1。

4　公路工程設計方案

4.1公路工程設計方案應與自然環境相結合

表1　主要技術指標值

公路工程設計方案不僅需要有質量的保證，還需要有一定的景觀。人們行車除了交通便利外，還盡量有較好的視覺效果。要做到路線與自然環境相協調，所以，盡量不要出現深挖與高填。路線布設不僅要保證通行便捷，而且盡量要有美的視覺感受，做到與自然和諧一體。當然，路線的走向大致要跟山川大地、水流、地貌等和諧統一，讓行車之人有一種勢的力量；路形設計與行車視野也存在一定的聯系，路形合理使得與自然景觀相互呼應，增加了審美感。

4.2在典型地形區選擇科學性和合理性強的方案

方案選擇應避免深挖和高填，盡量選擇地勢相對平坦、地質相對穩定和無地塊構造缺陷的區域進行方案的設計。

低矮丘陵地區的路形設計以填補與挖掘相平衡為原則，盡量減少對地形和環境的破壞；高山與深谷地區的路形設計以橋梁和隧道為原則，在地質條件好的地段，可以選擇條件可能地點，適當減少施工長度，長距離隧道應具有通風設施，且坡度需平緩、分線清晰。

4.3結合地質條件實現方案優選

盡量避開采空區、溶洞區、軟土地層、斷層破碎帶和崩塌等地質條件較差的地區。當這些區域無法避開時，應設計多種方案優選出影響最小的方案。某些小范圍的崩塌地區，應采用橋梁或者降低路面的高度；對于采空區或溶洞區，應事先勘察清楚其位置和空區體積。盡力避開土質不穩定的區域，優選出最合理的方案。

4.4環保優選方案

在景觀、安全和審美滿足條件下，還必須考慮對環境的影響程度。道路施工應秉承盡可能地保護好沿線的自然生態環境的原則，設計與施工靈活變通、少挖少填，讓公路與自然環境和諧共存。

5　結語

公路工程設計路線布設要點包括線形應盡可能以曲線為主，盡量不設置超高，設計開始考慮行車視距等；路基設計要點包括充分結合實際情況，合理使用原材料，并提出了路基設計常用方法等。公路工程設計方案與自然環境應做到和諧一體、相得益彰。交通便捷、舒適行車和環保是當今公路工程設計的目標與理念。

【1】李洪修.山區高速公路總體設計方法及技術指標[D].西安：長安大學，2008.

【2】楊育生，劉海鵬，路楊，等.國家高速公路滬陜線西安至商州高速公路總體設計[J].公路交通科技，2012（3）：1-4.

【3】胡克偉.平原區低路基高速公路設計探討[J].路基工程，2009(2)：69-72.

【4】劉志.高速公路改擴建工程一般路基設計要點[J].貴州大學學報，2010（4）：120-122.

Discussion on Design Points of Highway Based on Route Layout and Subgrade Design

YIN Zi-yong
(Yunnan Jiaotong College，Yunnan Traffic Survey and Design Research Institute，Kunming 650504，China)

In the process of highway construction,to fully understand and master the climate,topography,geology and other conditions,the reasonable route layout and highway engineering design is proposed.This paper expounds the main points of highway engineering design, analyzes the optimization of highway engineering design,and puts forward the common methods of subgrade design.

line layout design;subgrade;cutting;high steep slope

U412.3

A

1007-9467（2016）05-0109-03

尹自永（1971～），男，云南梁河人，高級工程師，從事公路橋梁勘察設計研究，（電子信箱）55870325@qq.com。

2016-01-11