公路設計中的新技術及新方法

毛德智,肖 蘇

(江西省交通規劃設計院,江西 南昌 330013)

1 工程概況

某公路工程全長約85.71 km，按雙向六車道標準進行設計，為保證該公路工程的設計合理性與可行性，有必要在設計過程中采用新的技術和方法?，F以該公路工程為研究對象，對其設計過程中所采用的新技術與新方法進行深入分析。

2 公路設計對新技術和新方法的應用

2.1 路線設計方面

該段公路的路網比較發達，分布著密集的灌溉設施與電力電訊設施，而且施工和交通保通之間的矛盾比較突出，工程的拓建標準和原標準之間有一定相關性。基于此，其路線設計基本思路、原則與重點都和新建工程有所不同，在確定平縱線型與參數的過程中，除了要和原線型相吻合，還要保證位置達到精確。在這種情況下，對參數進行計算時不僅工作量很大，而且過程十分復雜，需要通過多次勘察和對比分析才能確定最佳的線位與線型。另外，還要充分利用現有工程，以此減少工程數量與投資。與地形條件充分配合，能有效減少對自然環境及景觀造成的破壞。通過對基本線型的靈活使用，科學的應用曲線，保證平面線型的均衡性、圓滑性與連續性，使平縱組合達到恰當，與地形之間良好結合，和周圍的自然景觀達到協調。經實踐可知，在公路工程建成之后，其線型明快，具有良好的視覺誘導，整體保持連續，與景觀保持協調，安全且舒適。

2.2 路基路面設計方面

為良好適應地形發生的變化，根據不同段落的水文地質條件和特征，和原有工程良好協調與配套，減少工程費用，確定適宜的路基橫斷面。路基的橫斷面可以分成整體與分離兩種形式。為盡可能減少干擾，并保證通行能力，確保新舊工程之間良好銜接，應最大限度利用現有工程，通過比選論證，在中間部位增寬0.5 m，使路基的總寬變成26.5 m。針對地形條件比較復雜的段落，考慮到其工程任務較為艱巨，施工時會受到很大的交通干擾，對此要靈活使用分離形式的路基。針對縱坡較大，且平面指標很低的段落，由于其地質條件較差，而且還會受到鐵路的影響與限制，所以應采用整體式路基。

在路基設計過程中應綜合考慮地形條件，尤其是通過開挖揭露的典型水文地質條件和特征，據此確定適宜的坡比與分臺高度，并制定合理可行的防護措施，同時還要加強新建路基和原路基之間的銜接處理，采取有效工程措施加以解決。

在路基設計過程中，應注重關鍵地段的防護工作，使現有設施與工程措施能夠良好配套。以其中一個路段為例，其挖方邊坡的高度相對較大，且土質破碎，有嚴重的沖刷現象，實際挖方量與廢方量都很大。對此，在設計中就制定了全封閉措施，在開挖的同時進行封閉處理，將河道擠移的情況理順，并對廢方進行綜合處理，將封、擋、順、固、排充分結合到一起。

根據現有排水系統及其流向，需在坡頂進行梯形截水溝的合理設置，在挖填邊坡平臺應設置矩形溝，通過采用急流槽使水排入到邊溝當中。對于高填路基，其邊緣處的排水應和灌溉設施結合到一起，對于中央分隔帶，以平縱線型為依據采用集中排水的方法，按照一定距離對橫向排水管進行設置，使水排出路基。在地下水較為豐富的段落，可通過對盲溝的設置來自成體系。

對軟土地基進行設計時，需要充分考慮軟土具有的物理特征及其變化情況，參照原有的處治方法。大量實踐表明，采用合理可行的工程措施能有效減小工后沉降。常用的工程措施包括換填、拋填、塑料排水板、增設盲溝、鋪設土工格柵或采用橋梁進行跨越等。

路面設計以瀝青路面為主，而收費站廣場和隧道則采用水泥混凝土路面，路面的設計年限確定為15年，每日的交通量為6 400輛，交通量年均增加8%，在設計年限中，各車道累計當量軸次確定為879.66×104次，路面的最大彎沉值為0.382 mm。面層采用厚度為12cm的瀝青混合料，基層采用厚度為35～40 cm的水穩碎石，底基層采用厚度為15 cm的級配碎石，路面的總厚度在62～67 cm范圍內。對土路肩采用15#混凝土進行硬化處理。

2.3 橋涵設計

在橋梁設計過程中應嚴格遵循技術先進、經濟合理、適用美觀與方便施工等基本原則，保證設計的標準化與系統化。為促進預制構件方面的工廠化與標準化，減少施工成本，加快預制的效率，在橋涵設計中需將和原基礎形式相協調作為重點，以倒T形或空心板作為首選，這樣除了能減少預制的數量，還能防止上部構造產生沉重感。

在橋面體系設計過程中，應重點解決防止橋頭跳車的問題，導致橋頭跳車的原因主要是伸縮縫。對此，在設計中應優先考慮無縫伸縮縫與多跨連續體系，同時還要對臺后填筑及壓實進行嚴格控制，使其滿足規范提出的要求。

該段公路沿線內的橋梁以預應力空心板形式為主，在設計中采用了具有很大抗拉強度但松弛較低的鋼絞線，對于跨徑小于16 m的梁板，設計采用先張法進行施工，而對于跨徑超過16 m的梁板，設計采用后張法進行施工，為了降低對預制場地提出的要求，開發出了25 m長預制空心板及其配套施工技術。

2.4 隧道設計

該段公路隧道總長度為680 m，是一條直線隧道，設置單相縱坡，坡度為2.5%，隧道頂部的覆蓋層總厚度在2～62 m范圍內。該隧道的圍巖類別包括三種，分別為II類、III類與IV類。在設計中，需要確定隧道的縱斷面、圍巖襯砌結構橫斷面和防排水。對于隧道的計算行車速度，路線計算行車速度設計確定為80 km/h，幾何尺寸計算行車速度設計確定為100 km/h，通風和照明的計算行車速度設計確定為80 km/h；隧道的凈寬設計確定為13.25 m，包含2條0.25 m余寬，3條3.75 m寬行車道，2條0.5 m寬路緣帶和1條0.75 m寬檢修車道；隧道的設計交通量確定為80 538輛/日，在高峰時間段，小客車的交通量為5 000輛/h。對于隧道通風，主要采用縱向誘導式，充分利用自然通風，照明設計采用光電式。

3 結 語

綜上所述，在公路工程設計中引入新技術和新方法是十分重要且必要的，需要引起相關人員的高度重視。目前，該公路工程設計工作已經順利完成，且經檢驗確認設計合理可行，所用設計技術與方法均合理有效，值得類似公路工程參考階段，不斷提高公路工程的設計技術水平，適應公路建設與發展需要。