農村公路改建工程設計要點分析

張生

（福建省永信交通設計院有限公司,福建 廈門361022）

1 農村公路設計原則

1.1 堅持統籌規劃的原則

農村公路建設應當與當前新農村建設規劃有效結合,發揮農村公路建設的最大效益,推動農村經濟健康快速發展。

1.2 堅持安全至上的原則

質量安全是農村公路建設首要任務,農村公路建設者需轉變建設理念,從只注重連通向提升質量安全轉變,切實加強農村公路建設項目質量安全管理,促進農村公路建設轉型發展。

1.3 堅持生態環保原則

農村公路建設需全面貫徹綠色發展理念,從農村公路規劃、設計、實施等各環節,遵循生態環保的根本要求,促進農村公路與生態環境協調發展。

1.4 堅持因地制宜原則

農村公路地形地質條件復雜多樣,各地差異巨大,在保證安全底線的前提下,各地應靈活根據農村公路特點制定相關設計標準。

1.5 注重舊路資源利用原則

在滿足技術指標的前提下,盡量利用老路線位,提高老路土地等資源利用率,節約造價,利于環境保護。

2 農村公路設計要點分析

2.1 技術標準選擇

技術標準選擇是公路建設的前提,農村公路主要功能是提供通達和接入服務,所以應將公路功能作為確定技術等級和主要技術指標的主要依據,包括公路等級、設計時速、路基寬度等,對農村公路改建工程來說至關重要。

2.2 路線線形設計

2.2.1 平面線形布設。農村公路改建工程線形布設是一項基礎工作,路線方案確定,路線的整體布局及工程造價也基本確定,因此農村公路改建工程平面布設需要根據不同地形和地質條件,結合農村規劃,靈活運用技術指標,選用不同的布設方案進行比較,盡量利用舊路,減少拆遷及征地,對不符合規范要求和低等級指標路段進行局部改造,以節省造價。

如圖1 所示,某農村公路改建工程,設計標準為四級雙車道公路,設計時速20km/h,根據地形、現場調查及舊路情況,在JD1-JD5 原舊路邊坡上下范圍存在9 座大型墓,設計兩個方案進行比較,方案一（圖中虛線）路線較長,技術指標較高,但需要拆除7 座墓且經溝通村拆除難度大,工程造價高,方案二（圖中實線）路線較短,技術指標較低,避開墓群,工程造價較低,經過兩個方案綜合對比,考慮兩個方案舊路利用相差不大,最終選擇符合實際方案二設計。

圖1 路線方案圖

2.2.2 縱斷面設計。農村公路高差大,地形、地質條件復雜,在改建工程縱斷面設計時,一般以路線起終點、既有橋梁、沿線構造物、村鎮及沿線老路標高進行控制,充分利用舊路資源是改建工程首選原則,切勿盲目追求土石方工程量填挖均衡原則,避免大段落廢棄舊路,導致占用大量的土地資源,工程造價上升,還應注意避免誘發新的地質災害,影響公路安全運營,因為農村公路改建工程主要是提高公路等級及交通運行質量,在舊路路面狀況良好且舊路縱斷滿足技術標準的一般路段,重新設計的縱斷線形應盡量與原有線形保持一致,遵循“寧填勿挖”的舊路改造原則,滿足路面加鋪、補強需要,在局部受限路段可根據地方交通部門關于農村公路改建工程局部受限路段設計文件要求或交通部部頒《小交通量農村公路工程技術標準》因地制宜綜合考慮設計,以節省造價。

2.3 路基設計

公路平面與縱斷面設計確定后路基設計高度基本也已確定,農村公路改建工程路基拓寬除新建路段外,盡量利用舊路路基,拓寬路基有單側拓寬、雙側拓寬,并采取合理的工程措施,加強新舊路基之間排水設計和結合部位處理,比如拓寬原有路堤時,為處理好新舊路基結合部,在拓寬路基穩定情況下,新舊路基結合部對原有路基坡面采取“開挖臺階及鋪設土工格柵材料”工程措施,如圖2 路基拓寬結合部處理。

路基邊坡設計應結合當地自然條件和工程地質條件,選擇適當的坡率,也可參考舊路路基邊坡穩定路段的坡率進行設計,同時針對不穩定邊坡、易受沖刷的沿河路段等,采用不同的支擋和防護形式。

圖2 路基拓寬結合部處理圖

路基排水設施主要有邊溝、排水溝、截水溝等,路基排水應結合橋涵等排水設施,并與自然溝槽水系形成完善的排水系統,同時考慮與當地農田水利設施相結合,綜合利用,防止公路匯水沖毀沿線農田及水利設施。

農村公路改建工程建設實施不可避免會產生棄土棄渣,棄土場是路基設計的重要組成部分,因此必須重視對棄土場進行專門設計,防止棄土棄渣亂堆放,造成水土流失,棄土場位置應考慮地形條件及節約用地、防止水土流失、環保等因素選擇,宜結合場地（如“標準化”建設等）利用、造地、還林、復耕等要求統籌考慮。

2.4 路面結構設計

農村公路路面結構設計應樹立“節約資源、保護環境、可持續發展、全壽命周期成本理論”,考慮本地區氣候特點及實踐經驗,并充分考慮施工條件和養護條件以及路面與環境的影響,做到“因地制宜、就地取材、便于養護”。當前農村公路路面結構主要是砂石路面、水泥混凝土路面、瀝青路面等,這些路面經過長時間運行,多數出現病害,不利于農村經濟發展,農村公路改建工程針對這些路面進行重新改造設計。

2.4.1 砂石路面。由于砂石路面經過長時間車輛通行,路基路面趨于穩定,路基壓實度和穩定性比較良好,砂石路面層可以作為新建路面底基層,再根據彎沉情況按新建混凝土路面或瀝青路面類型進行設計。

2.4.2 舊混凝土路面。舊混凝土路面改造前,通過對舊路面現狀調查和必要的檢測,對路面破損程度進行分段評價,分析路面損壞原因,分段擬定路面改建工程設計方案。對完整性好的舊水泥砼路面,應盡量加以利用,舊路面進行必要處治后,在其上加鋪新路面面層或將其做為新路面的基層、底基層使用。對完整性不佳的舊水泥砼路面,可選用打裂壓穩方案或碎石化方案,將其做為新路面的基層或底基層。圖3 為某農村四級公路路面結構設計根據舊路不同情況設計不同的路面結構。

圖3 路面結構圖

2.4.3 舊瀝青路面。舊瀝青路面可采用水泥混凝土加鋪層,設計前根據舊瀝青路面路表彎沉測定結果并計算出代表彎沉值,反算出舊瀝青路面頂面地基綜合當量回彈模量,再按彈性地基單層板模型計算水泥混凝土加鋪厚度,加鋪層鋪筑前應對較嚴重的車轍、擁包進行銑刨,對坑槽和網裂較嚴重的路段進行結構補強。

2.5 橋涵設計

2.5.1 橋梁設計。農村公路中小型橋梁占絕大多數,橋梁技術狀況不盡相同,這就要求設計人員深入現場對既有橋梁進行總體評價和必要的檢測,確定既有橋梁的技術狀況,本著安全、經濟的原則合理進行設計,如對既有橋梁技術狀況良好,滿足公路功能、通行能力等要求,可以利用既有橋梁以減低工程建設成本；既有橋梁技術狀況良好,橋面寬度不足限制通行能力,可采用與既有橋梁相同或相近的結構形式和跨徑進行拼寬設計；既有橋梁不滿足要求的,應結合路線布設、施工條件進行重新設計,在滿足功能、通行能力前提下,盡量采用標準跨徑、技術成熟的橋型結構。如圖4,某農村公路過村鎮既有橋梁跨徑為3×13m 空心板橋,橋寬6m,既有橋梁已運行10 年,技術狀況良好,但通行能力不足,設計采用3×13m 預應力空心板橋單側拼寬設計。

圖4 橋梁拼寬設計圖

2.5.2 涵洞設計。農村公路沿線因水利、農田灌溉的需要,設置眾多的涵洞,甚至個別路段密集布設,涵洞孔徑及結構形式參差不齊,為降低建設成本,按照因地制宜、就地取材、便于施工和養護的原則,必須實地對涵洞進行調查,充分考慮農田水利及自然水系排灌與周圍灌溉系統銜接,并與當地水利部門及沿線鄉鎮政府部門溝通協商,對涵洞數量進行減少或合并處理。

2.6 交通安全設施設計

農村公路改建工程交通安全設施必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投入使用,交通安全設施設計應堅持以人為本、安全發展的理念,以完善設施、促進安全、保障暢通、提升效率為目標,按照安全、有效、經濟、實用的原則,結合改建后的路線線形、路面類型、地形地貌等條件,通過完善和加強交通標志、標線和護欄等設置,增強工程的整體性和系統性,全面提升公路交通安全保障水平。

3 農村公路設計注意事項

3.1 樹立農村公路設計全壽命周期成本理念,不僅要考慮公路建設的初期成本,還要考慮運營、養護等后期成本,通過合理設計,降低對社會、環境的影響,延長公路使用壽命,提供公路的綜合服務能力。

3.2 重視對原有公路地質調查,尤其對地質不良的路段調查,對農村公路設計深度起到至關重要的影響,避免后期建設出現設計變更或誘發新的地質災害。

3.3 農村公路主要功能是通行能力,平面線形以沿舊路布設、節約成本為原則,結合縱、橫斷面綜合比較設計,對部分受限路段,在完善交通安全設施前提下,靈活應用標準,適當降低技術指標。

3.4 加強新舊路基結合部（包括橫向、縱向銜接）處理設計,明確處理措施及技術要求。

3.5 完善排水系統設施,避免內澇、沖刷邊坡、影響灌溉等,提高公路抗災、救災的能力。

3.6 路面結構層設計考慮本地區氣候特點及實踐經驗,并充分考慮施工條件和養護條件以及路面與環境的影響進行多方案比較。

4 結論

農村發展是未來發展的必然趨勢,近幾年隨著農村經濟和基礎設施的不斷發展和完善以及國家對美麗鄉村建設的不斷投入,給農村公路帶來難得的發展機遇,同時也給勘察設計工作帶來壓力和挑戰。在農村公路設計過程中,應當把質量和安全擺在首位,加強設計過程每個環節的有效控制,提高設計質量,確保農村公路發揮出更好的綜合效益,為廣大農民群眾生活提供便利,為農村經濟建設發展鋪平道路。