山區低等級公路設計困難探究

劉雪

（甘肅省交通科學研究院集團有限公司,甘肅蘭州 730000）

0 引言

山區低等級公路的設計要充分考慮地質地貌、水文、生態環境等方面的因素，由于地形復雜，工程造價高，因此在路線方案選擇、技術標準取用、地基處理方案等方面存在許多技術問題。如何在山區低等級公路施工中，既能確保道路的安全，又能避免對環境造成的污染，是當前我國低等級公路設計與施工中亟待解決的問題。對山區低等級公路的設計內容進行了全面的分析與研究，加深了設計方案的深度，為以后的類似工程的設計與施工積累了一定的借鑒作用。

1 山區低等級公路設計特點

山地低等級道路的作用一般是滿足當地居民的運輸、森林運輸、防火巡查等需求，其作用一般都是以支線道路為主。

山地低等級公路總體彎曲，多處彎曲，彎道較大，半徑較小，路基寬度較窄，高程抬升明顯，經常出現連續、長時間的上坡、下坡路段，對行車安全產生極大影響。由于地形的復雜性，道路的橫向布置受到限制，容易產生高、深地開挖，從而增加了施工成本。

山區的氣候環境變化較大，雨天路面易積水，長期被雨水沖刷，造成邊坡滑坡，造成嚴重地質災害[1]。山區在同一緯度地區氣溫偏低，容易結冰，容易出現大霧，給行車安全帶來了極大的困難。

而且，山地地區比較偏僻，萬一出了什么意外，很可能會造成無法及時的救援，所以，作為一條公路的設計者，在設計的時候，一定要仔細考慮路線方案論證有關的參數，盡量減少事故的發生。

2 山區低等級公路設計困難

2.1 投資制約大

山區低等級公路的規劃應考慮到地質地貌、水文、生態環境等多種因素，由于地勢復雜，工程費用較高，所以在方案選擇、技術標準選擇、地基處理方案等方面都有較大的技術難度。在山區低等級公路建設中，如何在保證道路安全的前提下，防止環境污染，是目前我國低等級公路建設急需解決的問題。通過對山區低等級公路的設計內容的綜合分析，使其更深入地進行設計，為今后同類工程的設計和施工提供參考。

2.2 前期工作困難

前期工作包括踏勘、選擇路線方案、測量、勘察等。山區地區受資金限制，地形復雜，前期工作不能打好基礎，勢必會比其他工程更差。而且，由于山區低等級公路一般都是一期工程，可研資料簡單，前期工作難以順利開展。有些項目甚至連基礎精度都不能保證。

3 低等級山區公路勘測設計要點

3.1 路線設計

由于資金的制約，低等級山區公路不能像高速公路一樣“遇山挖洞、遇水架橋”，必須根據地形靈活地選擇道路，克服高差、跨越河道、避開陡坡、滑坡等不良地質點，盡量方便群眾，在滿足設計規范要求的情況下，最大限度降低工程造價。（1）在路線的選取上，盡可能地利用現有的道路，節省土地，并盡可能地減少拆遷。對于原橋涵、擋墻等結構，應由有資質的機構進行評估，以降低投資。（2）在初步確定線路后，要對沿途的滑坡體、松散堆積體等地質災害進行全面的調查，以避免線路穿越這些地質災害，如果實在無法避開，還要對其地質狀況進行細致的勘察，并給出合理的解決辦法，否則會嚴重影響工程的建設和投資。（3）對于局部不能完全滿足路線設計規范要求的路段，采用強化線法施工，不僅會造成工程成本的大幅提高，而且還會引起一些地質災害，從而影響施工的安全。安全工程是路線設計工程中的一項重要內容，是對路線設計的一種優化與補充。

3.2 路基設計

在山區低等級公路的設計中，必須嚴格參照公路網的設計，將所選擇的道路進行詳細的劃分，并根據道路的特點，有針對性地制定相應的設計方案。

（1）對原有的低等級公路的改擴建工程的路基設計。在低等級公路的改造和擴建中，路基設計要注意路基寬度設計、新舊路基搭接設計、路基擋土墻設計。首先，要按實際地形、地質條件，對現有道路進行分段，并將公路標準與技術標準統一起來，以達到既能達到水平縱平面線性指標和規范水平，又能有效地控制低等級公路的投資規模和數量。其次，在路基的擴建和改造中，新老路基的結合部位很容易產生塌陷、變形，從而導致道路的損壞，故在新老路基的銜接設計中，應盡可能選擇具有良好滲透性的粗砂，或選擇與原來的填充物特性相符的填充法，采取臺階式連接法，在原道路的斜坡上開挖臺階，由下至上依次進行填筑，當路基加寬不超過0.75 米時，采取挖或加寬的方法，以保證加寬部分的壓實度。

（2）特殊路基的設計。由于山區的地形條件比較復雜，施工時會出現各種復雜的地形，在無法避開的條件下，必須根據實際情況制定相應的設計方案。首先，對出現滑坡、坍塌的地段進行清理，并采取相應的減慢坡度、設置抗滑樁、防滑擋墻、綠化帶等措施。其次，在山區、松軟地區，使用沙礫盲溝或更換滲水材料。對上下分離的高低型路基，要求在路面橫批陡峭的地段，降低開挖和填方的高度，以減少支撐工程量和防護工作量，并在充分研究路段周圍的地質條件、地形條件和構筑物設置情況的基礎上，采用上、下行分離的方法將其分割為高低不等的高矮公路。

（3）路基的防護設計。填方路堤的護坡形式應盡量做到綠色、多元化，盡量做到路與景相結合，采取滿鋪草皮護坡。并在邊坡處加漿砌塊石片邊沿邊加漿砌片石，而在高填土邊坡上，宜選用7.5號漿砌片石拱形骨架護坡，而在地勢陡峭處，可選用石砌護坡。

3.3 橋涵設計

山區地形比較復雜，橫向和縱向的起伏要比平原大得多，高程也有很大的差異，V 形的溝壑和彎道更多，而山地橋梁一般都是在彎曲的地方，轉彎半徑又很大，所以施工起來也比較困難。因此，在設計中，必須重視低等級公路橋梁的設計、小半徑曲線的設計、小半徑橋梁的設計。

（1）首先，由于山區道路的寬度有限，且許多地區都有急彎，因此，大型工程和施工機械很難進入施工場地，從而提高了橋梁工程的整體難度，為了保證橋涵跨徑的控制，保證承載力的均勻性，防止發生空洞，在上部結構截面的設計中，應充分發揮T 梁的作用，對半徑小、跨中高度大的采用現澆板梁，從而更好地控制線路線型和路基寬度。

其次，對下層結構，可以通過填土錐形設計來設計斜坡，而對斜度大的斜坡，則應以不需要的橋墩為主，薄壁橋臺或U 形橋墩，并通過合理地控制橋墩的長度，使橋臺進入陡峭的斜坡。此外，在橋墩設計時，應盡量避免橋墩位于沖溝的最深處，以減少急流對橋面的破壞。在實際工程中，為了減小因受力不均勻引起的低矮變形，必須對樁長進行嚴格的控制，并掌握樁底入巖的深度，從而防止此類問題。

（2）在設計橋位小半徑曲線時，在低級道路上，如果遇到橋位，不論橋面的尺寸，都應以小半徑為小半徑，而在回轉彎處，則應按實際情況選用半徑不大于30米的圓弧。并在設計時，應加強構件的設計，進行應力校核，以提高橋梁的安全性，保證結構的整體性。

（3）在計算小半徑橋梁時，可以建立模型，分析其側向力的分布，以達到實際生產的要求，而對主梁的反力，則受直橋的靜載荷影響，當支承的反力較大時，將占總荷載的80%。

在進行主梁的內力對比分析時，應強化計算實心板的設計，此處為逆向設計，在設計時要注意外部弧面，從而確保結構的合理，防止出現不均勻分布等問題。

4 結束語

總之，山區道路的地質狀況比較復雜，受環境因素的影響，施工難度很大。只有在符合有關標準的前提下，結合地質、環境、氣候等多個因素，設計出的道路才能在滿足使用要求，以實現以人為本，以社會經濟、生產、生活等基本條件的基礎上，設計更加合理、經濟，提高道路的安全、美觀。