現(xiàn)行自然區(qū)劃下新疆公路設(shè)計(jì)參數(shù)研究

葛俊雷

摘 要：本文分析了新疆地形地貌特征、新疆綠洲分布規(guī)律和水文植被特點(diǎn)，并將新疆農(nóng)村公路發(fā)展現(xiàn)狀和主要設(shè)計(jì)指標(biāo)加以分析，結(jié)合新疆農(nóng)村公路交通組成及地質(zhì)條件，給出不同交通量等級(jí)和路基強(qiáng)度的路面結(jié)構(gòu)組合，對(duì)新疆公路的建設(shè)有重要指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：自然區(qū)域;新疆;公路設(shè)計(jì)

0 引言

由于新疆按照我國(guó)地勢(shì)劃分屬于三級(jí)地區(qū)，海拔僅次于西藏，在特殊的地理位置及自然力作用下，形成了很多獨(dú)具特色的地理環(huán)境和我國(guó)獨(dú)一無(wú)二的氣候分布。加之農(nóng)村公路處于建設(shè)期，對(duì)于特殊路段的路基路面病害未得到足夠重視，現(xiàn)有農(nóng)業(yè)模式的轉(zhuǎn)變，農(nóng)村交通量等級(jí)的變化，在設(shè)計(jì)階段沒(méi)有充分考慮，使得新建農(nóng)村公路出現(xiàn)了早期損壞，造成資金的浪費(fèi)。因此，研究新疆自然區(qū)農(nóng)村公路路基路面設(shè)計(jì)指標(biāo)，從設(shè)計(jì)思想上對(duì)綠洲區(qū)農(nóng)村公路提出可以?xún)?yōu)化的設(shè)計(jì)思路。

1 自然區(qū)劃下新疆公路設(shè)計(jì)

1.1 新疆地區(qū)自然條件分析

由于新疆所處獨(dú)特的地理位置和地形地貌，使得新疆自然降水量很少，主要原因是遠(yuǎn)處內(nèi)陸，再加之昆侖山和阿勒泰山山體高大，將印度洋和北冰洋的水汽阻擋在山體外側(cè)，無(wú)法進(jìn)入盆地內(nèi)陸。但在靠近山體部位水分較多，多是部分水汽飄過(guò)山體或是山體上存留的永久冰雪。特別是天山山脈南北麓，農(nóng)業(yè)及生活生產(chǎn)用水主要依賴(lài)于天山常年冰雪。正是這些來(lái)自山體雪線(xiàn)以上和外來(lái)水汽，共同形成了新疆綠洲、河流以及草原。同時(shí)，新疆的高海拔山區(qū)存在部分常年低溫地區(qū)，這里年蒸發(fā)量小，而且有常年凍土存在，為植被生長(zhǎng)提供了良好自然環(huán)境，分布有茂密的原始森林和高山草甸。認(rèn)識(shí)新疆綠洲、荒漠地區(qū)特殊的自然條件，了解其路基路面需要考慮的特殊環(huán)境因素，從而提出適合新疆綠洲地區(qū)農(nóng)村公路路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

1.2 新疆地區(qū)自然區(qū)公路設(shè)計(jì)指標(biāo)

我區(qū)與內(nèi)地省份農(nóng)村公路建設(shè)的主要區(qū)別在于新疆地域遼闊，農(nóng)業(yè)主要植根于塊塊綠洲，牧業(yè)主要繁盛于深山坡地，也就是說(shuō)，新疆進(jìn)行農(nóng)村公路建設(shè)，需要建設(shè)的道路比較長(zhǎng)，需要修筑的路線(xiàn)比較難，需要投入的建設(shè)資金比較多，新疆農(nóng)村公路建設(shè)還需加大投資力度，還要有長(zhǎng)足進(jìn)步才能適應(yīng)新疆農(nóng)村區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

新疆農(nóng)業(yè)近幾年已發(fā)生巨大改變，農(nóng)業(yè)有過(guò)去的密集勞動(dòng)型逐步發(fā)展為現(xiàn)在的機(jī)械化，因此大型農(nóng)業(yè)機(jī)械和大型動(dòng)力牽引農(nóng)業(yè)車(chē)輛在農(nóng)村越來(lái)越普及，以方便及適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。針對(duì)新疆綠洲區(qū)特殊的地形地貌，在農(nóng)村公路設(shè)計(jì)時(shí)必須結(jié)合實(shí)際情況對(duì)平面線(xiàn)形、縱斷面和橫斷面合理設(shè)計(jì)，在執(zhí)行國(guó)家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)也要因地制宜，保證直線(xiàn)、曲線(xiàn)、緩和曲線(xiàn)、豎曲線(xiàn)、縱坡與坡長(zhǎng)之間的合理設(shè)計(jì)。

農(nóng)村公路建設(shè)項(xiàng)目堅(jiān)持原路線(xiàn)線(xiàn)形基本不變的總原則，更要按照滿(mǎn)足功能，充分利用舊路要求，正確運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)公路的平，縱，橫三方面進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，做到平面順適，縱坡均衡，橫面合理。但新疆綠洲區(qū)土壤地質(zhì)條件特殊，土質(zhì)主要為粉質(zhì)土、黏土、粉質(zhì)黏土和新疆最常見(jiàn)的礫石土，還有在處理技術(shù)上要求更為高的凍土、鹽漬土和膨脹土。因此，在平、縱、橫設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)特殊土質(zhì)路段進(jìn)行重視，采取不同的路基處理方式以保證路面結(jié)構(gòu)的使用壽命。

1.3 新疆農(nóng)村公路設(shè)計(jì)要求

（1）通過(guò)新疆綠洲區(qū)農(nóng)用車(chē)輛調(diào)查及分析新疆農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，新疆農(nóng)業(yè)正向機(jī)械化、自動(dòng)化發(fā)展，同時(shí)農(nóng)用車(chē)輛、機(jī)械也在向大型化轉(zhuǎn)變，在主要農(nóng)業(yè)區(qū)新疆農(nóng)村公路的交通量和軸載都在發(fā)生巨大改變，新建農(nóng)村公路必須以單軸雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載（BZZ-100）進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（2）新疆擁有大量級(jí)配優(yōu)良的天然砂礫，這為路基建設(shè)提供了良好的材料，在新疆綠洲區(qū)可提高路基強(qiáng)度。同時(shí)，根據(jù)不同荷載的作用深度，可知隨荷載的增大，對(duì)路面結(jié)構(gòu)的要求越高，隨荷載的增加，路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度需要提高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也要增強(qiáng)。

（3）在農(nóng)村道路路面結(jié)構(gòu)調(diào)查中，省外農(nóng)村道路的路面結(jié)構(gòu)根據(jù)道路使用性能和用途，縣道基本鋪裝了瀝青面層，鄉(xiāng)、村道路以剛性路面為主。而通過(guò)對(duì)新疆南、北疆各地州的農(nóng)村道路調(diào)查，農(nóng)村道路路面結(jié)構(gòu)形式與高等級(jí)路面結(jié)構(gòu)雷同，均是呈“瀝青混凝土+水泥穩(wěn)定砂礫基層+天然砂礫墊層”的組合形式，這與新疆特殊的氣候、土質(zhì)條件和取材有關(guān)。

（4）根據(jù)新疆綠洲區(qū)的路基強(qiáng)度和交通量等級(jí)，對(duì)新疆綠洲農(nóng)村公路三級(jí)（縣通鄉(xiāng)）、三級(jí)（鄉(xiāng)通鄉(xiāng)）、四級(jí)（鄉(xiāng)通村）、四級(jí)（村通村）進(jìn)行了路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)，可滿(mǎn)足不同農(nóng)村公路需求的建設(shè)要求。

1.4 新疆農(nóng)村公路設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）平面線(xiàn)形設(shè)計(jì)。從建設(shè)費(fèi)用上分析，直線(xiàn)為兩點(diǎn)之間最短距離，公路線(xiàn)形選取直線(xiàn)可減少兩點(diǎn)之間距離，從而減少建設(shè)成本。農(nóng)村公路不同于高速公路或一級(jí)、二級(jí)公路，受農(nóng)田、地形等因素影響，直線(xiàn)段要保證行車(chē)安全。

在路線(xiàn)設(shè)計(jì)中，圓曲線(xiàn)起到至關(guān)重要的作用，起到避免長(zhǎng)直線(xiàn)駕駛而產(chǎn)生疲勞和保證道路線(xiàn)形順暢，提高道路的服務(wù)功能。在地形地貌優(yōu)良地段可適當(dāng)增大圓曲線(xiàn)半徑，保證車(chē)輛的高速行駛。但圓曲線(xiàn)的設(shè)置主要考慮車(chē)輛在圓曲線(xiàn)上行駛的平衡性，由于車(chē)輛在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中，受到車(chē)速與圓曲線(xiàn)半徑形成的離心作用，因此，在圓曲線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)，以車(chē)輛平衡性能設(shè)置圓曲線(xiàn)半徑。

三級(jí)以上公路在直線(xiàn)向圓曲線(xiàn)轉(zhuǎn)變或是在方向上轉(zhuǎn)向相同但轉(zhuǎn)向半徑存在很大差距的兩圓曲線(xiàn)之間需添加一段曲率平滑過(guò)渡的曲線(xiàn)，即緩和曲線(xiàn)。而四級(jí)道路可不考慮緩和曲線(xiàn)，但要求在沒(méi)有超高設(shè)計(jì)的圓曲線(xiàn)最小半徑徑向連接處，應(yīng)做超高、加寬處理以起到緩和曲線(xiàn)的功能。由于緩和曲線(xiàn)良好的性質(zhì)，農(nóng)村道路視情況而定，考慮行駛車(chē)速較低，一般車(chē)速在大于 30 km/h 時(shí)應(yīng)做緩和曲線(xiàn)，在 30 km/h 以下就可忽略。

（2）縱斷面設(shè)計(jì)。道路縱斷面是沿道路中線(xiàn)切開(kāi)，能夠反映道路隨地形高低垂直變化趨勢(shì)的剖面圖，由道路的縱坡和豎曲線(xiàn)兩要素組合而成。根據(jù)規(guī)范要求，對(duì)于新建農(nóng)村道路縱斷面高程，應(yīng)采用路基邊緣處的標(biāo)高，在設(shè)置加寬、超高路段為設(shè)置加寬、超高前該處的邊緣標(biāo)高。對(duì)于改建的縱斷面標(biāo)高，采用路基邊緣處的標(biāo)高和視情況選取道路中央分隔帶的中線(xiàn)及位于行車(chē)道中線(xiàn)處的標(biāo)高。

（3）縱坡設(shè)計(jì)。縱坡的設(shè)計(jì)是綜合考慮車(chē)輛爬坡性能、行車(chē)舒適性、道路線(xiàn)形美學(xué)的綜合指標(biāo)。縱坡設(shè)計(jì)時(shí)坡度不宜太大，太大車(chē)輛的爬坡能力有限，造成人身財(cái)產(chǎn)安全事故。在縱坡設(shè)計(jì)時(shí)也不宜變換頻繁，在頻繁的上、下坡交替過(guò)程中駕車(chē)人和乘車(chē)人會(huì)因變坡點(diǎn)過(guò)多而連續(xù)處于超重、失重狀態(tài)，影響行車(chē)舒適性。因此，交通部頒布的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）依據(jù)道路線(xiàn)形、行車(chē)速度、車(chē)輛動(dòng)力性能、道路等級(jí)等因素，綜合考慮給出了縱坡設(shè)計(jì)時(shí)的最大坡度與坡長(zhǎng)和最小坡度與坡長(zhǎng)。對(duì)于農(nóng)村公路而言，道路上多為農(nóng)用車(chē)輛，可結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)?shù)脑龃罂v坡設(shè)計(jì)指標(biāo)。

（4）橫斷面設(shè)計(jì)。農(nóng)村道路橫斷面設(shè)計(jì)要素指標(biāo)主要考慮行車(chē)道寬度和路肩寬度，在我國(guó)規(guī)范中規(guī)定三級(jí)公路為將各種車(chē)輛折算成小客車(chē)年平均日交通量在 2 000～6 000 輛的雙車(chē)道，四級(jí)公路為將各種車(chē)輛折算成小客車(chē)年平均日交通量在 2 000 輛以下的雙車(chē)道或?qū)⒏鞣N車(chē)輛折算成小客車(chē)年平均日交通量在 400 輛以下的單車(chē)道，因此路基橫斷面設(shè)計(jì)要素如圖2所示。

2 總結(jié)

將新疆農(nóng)村公路發(fā)展現(xiàn)狀和主要設(shè)計(jì)指標(biāo)加以分析，結(jié)合新疆農(nóng)村公路交通組成及地質(zhì)條件，給出不同交通量等級(jí)和路基強(qiáng)度的路面結(jié)構(gòu)組合，對(duì)新疆農(nóng)村公路的建設(shè)有重要指導(dǎo)意義。

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