公路工程路線和路基的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)要點(diǎn)

摘要：在公路工程設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵性的兩大要素是路線布設(shè)和路基設(shè)計(jì)。在簡(jiǎn)述公路工程路線布設(shè)和路基設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了公路工程的路線布設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的各方面設(shè)計(jì)要點(diǎn)，提供給同行業(yè)的設(shè)計(jì)、施工等方面技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：公路工程；路線布設(shè)；路基設(shè)計(jì)；原則和要點(diǎn)

0 " 引言

在公路工程設(shè)計(jì)工作中，路線布設(shè)和路基設(shè)計(jì)的主要目的是為了提升公路工程的實(shí)用性。這就要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員在充分了解公路工程施工區(qū)域的地理環(huán)境、水文地質(zhì)等客觀情況的基礎(chǔ)上，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，確保公路工程與周?chē)h(huán)境形成有機(jī)融合。以規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的線路布設(shè)和路基設(shè)計(jì)，提高公路工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，促進(jìn)公路工程施工質(zhì)量，保障公路工程安全運(yùn)行，增進(jìn)公路工程經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1 " 公路工程路線布設(shè)和路基設(shè)計(jì)原則

1.1 " 流暢性

公路工程路線布設(shè)以及路基的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)原則為流暢性。要確保路線布設(shè)與線路規(guī)劃有機(jī)結(jié)合，確保現(xiàn)在和未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)可形成暢通的公路交通運(yùn)輸體系。

1.2 " 綜合性

公路工程路線布設(shè)以及路基的設(shè)計(jì)，要貫徹綜合性原則。在路線布設(shè)和路基設(shè)計(jì)中，要綜合考慮水文地質(zhì)、人文景觀、周邊建筑、建設(shè)材料、環(huán)境保護(hù)等因素，制定出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。要綜合考慮運(yùn)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，全面提升公路工程質(zhì)量，有效控制工程成本。

1.3 " 協(xié)調(diào)性

公路工程路線布設(shè)以及路基的設(shè)計(jì)，要貫徹協(xié)調(diào)性原則。在路線布設(shè)時(shí)，要全面協(xié)調(diào)路線布設(shè)所涉及的各種交通運(yùn)輸和管理體系以及各層次路網(wǎng)之間的關(guān)系。要全面協(xié)調(diào)路線布設(shè)和路基設(shè)計(jì)的整體效果，避免與既有路橋、農(nóng)田水利、交通出行、施工組織等產(chǎn)生沖突。

2 " 公路工程路線布設(shè)要點(diǎn)

2.1 " 以曲線為主布設(shè)公路路線

在公路工程的設(shè)計(jì)階段，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員要到擬建公路工程地區(qū)，勘查地形、地貌、地質(zhì)、水文、環(huán)境，全方位掌握地理位置特征。設(shè)計(jì)人員要了解擬建公路工程地區(qū)的勘察結(jié)果，運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)分析布設(shè)公路路線時(shí)相關(guān)影響要素，科學(xué)合理布設(shè)公路路線。

布設(shè)公路路線時(shí)，要盡可能以曲線方式對(duì)公路工程坡度地段進(jìn)行布設(shè)，減緩坡度落差，延伸公路平緩性，降低公路行車(chē)?yán)щy程度，保障車(chē)輛安全通過(guò)。以曲線為主布設(shè)公路路線，其主要目的是為了避免公路工程受到地形影響而形成陡坡，盡可能降低地形坡度、避免行車(chē)的危險(xiǎn)性。

布設(shè)公路曲線結(jié)構(gòu)，要求設(shè)計(jì)人員對(duì)曲線的位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保形成更加協(xié)調(diào)的公路路線布局。布設(shè)曲折蜿蜒的公路路線時(shí)，既要保障行車(chē)安全，又要提高公路工程的實(shí)用性、連貫性、差異性，以促進(jìn)沿線各地區(qū)形成高效交通運(yùn)輸格局。

2.2 " 縱面線形和爬坡車(chē)道設(shè)計(jì)

公路工程整體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性要點(diǎn)之一，就是縱面線形和爬坡車(chē)道的設(shè)計(jì)。該項(xiàng)設(shè)計(jì)將影響公路線路布設(shè)的合理性，關(guān)系到公路工程投入使用后的安全性效果。公路工程的線路布設(shè)，需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員運(yùn)用高水平專(zhuān)業(yè)知識(shí)，合理設(shè)計(jì)縱面線形和爬坡車(chē)道，以保障公路工程設(shè)計(jì)的安全性和適用性最大化。

設(shè)計(jì)人員需要以駕駛員的視角，完成公路工程設(shè)計(jì)。需要考慮公路工程投運(yùn)之后的安全行駛需求，科學(xué)測(cè)定公路線路參數(shù)，提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性。在設(shè)計(jì)公路縱面線形和爬坡車(chē)道時(shí)，需要分析公路路線坡度參數(shù)，保障完成設(shè)計(jì)后的路線坡度等同于預(yù)設(shè)縱坡高度參數(shù)，維持一致的設(shè)計(jì)效果，以確保公路路線布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化要求。

公路工程路線布設(shè)合理性的先決條件，需要縱面線形參數(shù)與爬坡車(chē)道參數(shù)相協(xié)調(diào)，從而有效提升公路運(yùn)行的安全性。若在設(shè)計(jì)縱面線形和爬坡車(chē)道過(guò)程中，某一路段設(shè)計(jì)的坡度較大，則需要采取減緩坡度的設(shè)計(jì)變更措施。

科學(xué)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于促使縱面線形與爬坡車(chē)道二者之間形成最佳協(xié)調(diào)效果。要充分考慮縱面線形與爬坡車(chē)道的結(jié)構(gòu)關(guān)系，精準(zhǔn)計(jì)算坡度參數(shù)以及其他相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)驗(yàn)證得出最佳設(shè)計(jì)參數(shù)，以為公路的安全、平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。

2.3 " 視距的設(shè)計(jì)和調(diào)整

2.3.1 " 視距的設(shè)計(jì)

視距可分為停車(chē)視距和超車(chē)視距。當(dāng)公路工程完成建設(shè)正式投入使用后，公路上的行車(chē)安全將受到視距的影響，視距參數(shù)控制則成為了路線布設(shè)中最為關(guān)鍵的內(nèi)容。保障公路運(yùn)行暢通、行車(chē)安全，則需在路線布設(shè)過(guò)程中，充分考慮視距對(duì)駕駛員的影響程度。

相關(guān)設(shè)計(jì)人員可通過(guò)實(shí)地考察，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)合理設(shè)計(jì)視距。要合理控制視距參數(shù)，對(duì)視距的大小做出必要調(diào)整，在確保公路工程整體路線布設(shè)合理的同時(shí)，保證駕駛員的視距更加合理、行車(chē)更加安全。

2.3.2 " 視距的調(diào)整

通過(guò)對(duì)視距的合理調(diào)整，不僅可有效降低公路交通事故概率，給駕駛員的人身安全提供保障，還能提升公路運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。在設(shè)計(jì)公路路線過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、要求，結(jié)合公路路線的實(shí)際情況，對(duì)視距參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

具有差異性的公路工程建成后，其視距與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的視距相比會(huì)發(fā)生一定變化，每一不同的公路在投入使用后都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的最佳視距，因此視距調(diào)整面臨一定難度。設(shè)計(jì)人員要不斷調(diào)整、試驗(yàn)，根據(jù)公路工程的設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化視距參數(shù)，最終將視距調(diào)整到適應(yīng)公路工程安全行車(chē)的范圍之內(nèi)，這不僅能夠?yàn)楣饭こ唐渌麉?shù)的科學(xué)合理設(shè)計(jì)提供參考，還有利于保障公路工程整體設(shè)計(jì)的安全性。

2.4 " 合理布設(shè)路線超高路段

我國(guó)地域遼闊、地形地質(zhì)復(fù)雜，公路工程在向全國(guó)范圍進(jìn)行延伸的過(guò)程中，會(huì)經(jīng)過(guò)眾多特殊地理位置環(huán)境、復(fù)雜多樣的地形結(jié)構(gòu)，由此導(dǎo)致某些路段必須采取超高布設(shè)。設(shè)計(jì)超高路段的目的，是為了抵消或減少車(chē)輛在彎曲路段行駛時(shí)所產(chǎn)生的離心力，提高車(chē)輛行駛的安全性、穩(wěn)定性和舒適度。

在設(shè)計(jì)和調(diào)整公路工程超高路段過(guò)程中，要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)超高路段與其他路段所處的地形情況、環(huán)境特征以及地質(zhì)條件等進(jìn)行綜合考量，根據(jù)分析結(jié)果、公路路線的設(shè)計(jì)要求，精準(zhǔn)計(jì)算超高路段和超高過(guò)渡段的長(zhǎng)度以及其起點(diǎn)和終點(diǎn)位置等參數(shù)，科學(xué)制定出超高路段和超高過(guò)渡段調(diào)整優(yōu)化的最佳方案。

在具體設(shè)計(jì)中，可根據(jù)公路工程路線有無(wú)中間隔離帶、路線設(shè)計(jì)的行車(chē)速度、路線圓曲線半徑以及環(huán)境條件等因素，通過(guò)計(jì)算得出超高值。再經(jīng)過(guò)不同運(yùn)行速度驗(yàn)算，對(duì)超高值等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以保障最終設(shè)計(jì)路線采用的超高值更加合理。此后，還要進(jìn)一步分析超高路段調(diào)整后的實(shí)際效果，確保公路路線超高路段的行車(chē)安全。

3 " 公路工程路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 " 路塹設(shè)計(jì)

公路工程的路基設(shè)計(jì)中，最為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就是路塹設(shè)計(jì)。確保路塹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，才能夠?yàn)楦哔|(zhì)量公路建設(shè)奠定基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)路塹的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要具有充足的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。要掌握所設(shè)計(jì)公路在工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、邊坡高度及施工方法等影響因素，參考以往公路工程設(shè)計(jì)案例，因地制宜進(jìn)行路塹設(shè)計(jì)。需要設(shè)計(jì)人員全方位掌握公路工程每一路段的設(shè)計(jì)要求與環(huán)境情況，制定出獨(dú)立的設(shè)計(jì)方案，滿足每一段路況運(yùn)行需求。

在設(shè)計(jì)路塹時(shí)，要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員綜合考慮施工邊坡和原始邊坡結(jié)構(gòu)，對(duì)路塹設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)驗(yàn)算。然后根據(jù)不同工況下每段路塹邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果，通過(guò)反復(fù)分析、調(diào)整、試驗(yàn)，確定最佳設(shè)計(jì)方案。

與此同時(shí)，在公路工程的路塹施工階段，要求施工部門(mén)始終與設(shè)計(jì)部門(mén)形成良好的溝通聯(lián)系。針對(duì)邊坡較高的深路塹路段，在施工過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)邊坡存在施工問(wèn)題，則需要通過(guò)設(shè)計(jì)人員對(duì)深路塹邊坡做出優(yōu)化調(diào)整。

3.2 " 高邊坡路堤和陡坡路堤設(shè)計(jì)

高邊坡路堤和陡坡路堤的設(shè)計(jì)，對(duì)公路運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性產(chǎn)生一定影響。因此在公路路基設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)重視并做好高邊坡路堤和陡坡路堤的設(shè)計(jì)。要求設(shè)計(jì)人員全面考察高邊坡路堤和陡坡路堤的地理位置、周邊環(huán)境、水文地質(zhì)、所需填料等數(shù)據(jù)。根據(jù)考察數(shù)據(jù)，對(duì)高邊坡路堤和陡坡路堤進(jìn)行穩(wěn)定性分析，形成科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案和完美的施工效果。

高邊坡路堤和陡坡路堤的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要貫徹綜合設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則，對(duì)路堤斷面、排水設(shè)施、邊坡防護(hù)、地基處置等方面進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。公路工程在施工過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)路堤設(shè)計(jì)與實(shí)際情況不符或發(fā)生變化，應(yīng)當(dāng)及時(shí)調(diào)整路堤設(shè)計(jì)方案。要對(duì)不良地質(zhì)等特殊路段進(jìn)行個(gè)別勘察設(shè)計(jì)，并對(duì)重要路段進(jìn)行路堤監(jiān)控和設(shè)計(jì)變更，以保證路堤的穩(wěn)定性。

3.3 " 路基排水設(shè)計(jì)

為了保持路基的穩(wěn)定性，提升公路工程的整體使用性能，延長(zhǎng)公路工程的使用壽命，保障公路運(yùn)輸安全和運(yùn)輸效率，使公路發(fā)揮出良好的社會(huì)效益和安全效益，要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員在對(duì)路基進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮路基的排水要求。要基于路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性需要，合理進(jìn)行路基排水設(shè)計(jì)，以滿足公路運(yùn)行需求。

要遵循總體規(guī)劃、合理布局、防排疏結(jié)合、少占農(nóng)田、保護(hù)環(huán)境的原則，科學(xué)設(shè)計(jì)有針對(duì)性的排水方案。選擇的排水設(shè)計(jì)方案，要盡可能適應(yīng)不同路段運(yùn)行特征，匹配公路運(yùn)行實(shí)際情況。

設(shè)計(jì)人員要研究公路排水可能存在的問(wèn)題，對(duì)公路不同路段的排水功能進(jìn)行分類(lèi)，避免路基排水設(shè)計(jì)對(duì)工程整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。

設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合自然地理特征，對(duì)排水溝間距、涵管孔徑大小，邊溝、路基、跌水井和涵洞等設(shè)施進(jìn)行綜合考慮，確保形成合理、連貫的排水系統(tǒng)，發(fā)揮良好的排水作用，達(dá)到促進(jìn)公路路基穩(wěn)定的目的。路基邊溝與涵洞單級(jí)跌水連接結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.4 " 填挖交界處的路基設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)路基時(shí)，需要設(shè)計(jì)人員重視填挖交界處的路基設(shè)計(jì)。路基填挖交界位置，對(duì)公路工程的使用年限產(chǎn)生直接影響。在公路工程的施工過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前施工位置的地質(zhì)出現(xiàn)含水量多等明顯變化，為了維持路基的穩(wěn)固性，需要進(jìn)行土方換填，或添加填充材料。

需要根據(jù)不同地質(zhì)變化，設(shè)計(jì)具體的施工方案。如果公路路基的地質(zhì)出現(xiàn)明顯硬化問(wèn)題，則需要應(yīng)用石料進(jìn)行填充；若挖掘區(qū)域明顯向土質(zhì)類(lèi)型進(jìn)行轉(zhuǎn)變，則需要使用具有滲水性能的路基填充材料。

在路基挖掘施工中，要求設(shè)計(jì)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，掌握地質(zhì)變化的實(shí)際情況，采取有針對(duì)性的處置措施，對(duì)挖掘與填充路段進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而保障路基結(jié)構(gòu)具有一體化特性，避免處置不當(dāng)影響公路路基質(zhì)量。

4 " 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)施優(yōu)良的公路工程設(shè)計(jì)方案，是建造品質(zhì)優(yōu)良公路的基礎(chǔ)。在公路工程設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵性的兩大要素是路線布設(shè)和路基設(shè)計(jì)。

本文在簡(jiǎn)述公路工程路線布設(shè)和路基設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了公路工程的路線布設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的各方面設(shè)計(jì)要點(diǎn)。做好公路的路線布設(shè)和路基設(shè)計(jì)工作，有利于保障公路工程的質(zhì)量、安全，推動(dòng)我國(guó)公路工程建設(shè)健康發(fā)展。

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