公路設計新理念在湛徐高速公路設計中的體現

楊勇波 馮玉龍 陳應峰

1 工程概況

湛江遂溪—徐聞高速公路是沈海國道主干線的組成部分,是《國家高速公路網規劃》中沈陽—海口高速公路(二縱,M15)和蘭州—海口高速公路(八縱,M45)的組成部分。沈海高速和蘭海高速是國家公路網層次最高的公路通道之一,沈海高速主要功能是沿海大通道,有效溝通了我國沿海所有的主要港口,經濟聯系功能突出;蘭海高速是溝通西北、西南與華南,通江達海的重要西部大開發公路通道。沈海高速和蘭海高速在廣東省湛江市匯攏,湛徐高速公路是兩條國家高速公路通往海南的共用段,路線采用四車道高速公路標準建設。具體技術標準為設計速度采用120 km/h,路基寬度28 m,設計汽車荷載等級為公路—Ⅰ級。在設計中,全面貫徹“六個堅持,六個樹立”的公路設計新理念。

2 路線設計

本項目位于平原微丘區,路線布設的主要考慮因素為路線總體走向、沿線村莊、農田、水利設施等地物及地質條件,路線平面布設時結合路線總體走向將路線布設于地質條件較好的地層之上,避免因處治不良地質而造成投資的大量增加;盡可能避免從較近的村莊間通過,對村莊形成分割,并保持與沿線居民點的距離控制在200 m以上,以降低施工期間及建成運營后對沿線居民的聲環境、空氣環境等的干擾;路線盡量減少對農田耕地的占用,盡可能從農田與坡地的銜接部通過,避免切割農田而造成不利于耕種的小塊條狀地,以利于農田的重新規劃及農田水利設施的建設。

在路線平縱面線形指標的選擇上堅持以人為本、安全至上,堅持合理選用技術指標,不片面追求高指標,同時也不采用極限指標,注重指標的均衡連續。結合本合同段位于雨水集中地區,地形條件平坦,平曲線最小半徑控制在一般最小半徑的2倍以上,對應超高橫坡控制在3%以內,平曲線轉角盡可能控制在10°～30°之間,對于受條件限制轉角較大時,采用加大平曲線半徑或加長緩和曲線長度使線形平緩過渡、行車安全舒適。

路線推薦方案填挖均小于10 m,由于本項目所處區域土質為高液限土,基床填料均需遠運,基床以下采用高液限土填筑并作處理。在設計時結合行車舒適、工程經濟、結構物控高、路面排水等因素,綜合確定本合同段一般路段縱坡盡可能大于0.3%。對于超高過渡段縱坡必須大于0.5%,以利于路面排水,最大縱坡控制在2.9%以內。一般路段最小坡長控制在400 m以上,對于平曲線路段內的縱坡坡長,一般控制在1個平曲線內縱斷面變坡點不超過3個,避免起伏變化過于頻繁,影響行車舒適,同時由于高速公路平曲線一般均較長,本合同段最長平曲線長度達到3 321.654 m,對于這樣超長平曲線路段,結合行車舒適及工程經濟綜合考慮,最短坡長控制在700 m,以達到既保證行車舒適,又使工程較為經濟。

3 路基、路面設計

本項目位于雷州半島,氣候溫暖濕潤,雨水充沛。中央分隔帶及邊坡綠化防護多采用本地土生植物,易于存活、生長迅速,且與項目周圍景觀協調統一。

堅持可持續發展,樹立節約資源的理念,盡可能降低路基填挖高度,對于大片農田采用橋梁形式通過,用地范圍為路堤護坡道或排水溝外1 m;取土場集中設置,全部選擇在山坡、高地等不易耕種的土地;將地表耕植土、水塘清除的淤泥等當作一種不可再生的資源進行保護和利用。

項目所在區域土質液限較高,設計中對于經試驗土樣CBR值大于3%,液限值小于70%的高液限土進行利用,利用范圍主要為:路堤93區(其中軟土路基、陡坡路基及浸水路基段不予利用);強膨脹土不作為路堤填料,全部廢棄;脹縮總率不超過0.7%的土體直接填筑路堤。當土體達不到技術要求時需摻入石灰或水泥等改性材料進行技術改良,并在高液限路堤基底設置排水隔離砂礫或碎石墊層,厚度0.5 m,在滿足技術指標要求前提下盡量采用本項目所挖土方填筑路基,減少借方。

根據項目區域屬南亞熱帶季風海洋性氣候,臺風、暴雨等極端氣候條件較為集中的特點,將行車安全放在首位,方案論證過程中充分考慮車輛在濕滑路面上的行車安全性以及全壽命周期成本、長壽命性及行車舒適性,在路面結構設計中遵循“因地制宜、合理選材、方便施工、利于養護”的原則,結合當地行之有效的路面結構設計實踐,借鑒國內外成熟的設計方法,強化系統綜合設計,使設計具有技術先進、經濟合理、安全適用、耐久舒適的綜合效益。按照“以防為主、防排結合”的原則,做好路基、基層、面層的防排水綜合設計。

4 橋梁

本路段的橋梁主要是為了跨越河流、溝渠及道路而設置,橋梁高度約10 m～20 m,上部結構上多采用安全可靠、整體性好、形式美觀、施工方便的預應力連續箱梁,跨徑以20 m～35 m為主。對于跨越鄉村道路的小跨徑橋梁多采用13 m,16 m的空心板或更小跨徑的箱形結構。

本路段上跨北同蒲四線電氣化鐵路(即將建設),鐵路線位距桑干河較近,如分開設置橋梁,則中間有300 m路基,填土高度在10 m～13 m之間,而且鐵路橋臺也很高,達到13 m。設計中綜合考慮結構安全、占地及與周圍環境協調等因素,將兩座橋梁合并成一座特大橋設置,取消兩橋之間的高填土路段。

5 互通立交

互通立交設計中堅持“以人為本”,在滿足交通需求前提下,盡量提高安全與舒適的運行條件,力求與自然環境和社會環境的和諧一致。英利、下橋等單喇叭互通在設計中結合互通功能和互通位置的布設條件,對互通方案的功能性、經濟性及對地方的影響進行了深入細致的分析,在滿足功能要求的前提下,盡量結合互通位置附近村莊、道路、地形地物等優選互通設置象限,并采用合理的技術指標,既保證了互通對交通流的轉換功能,又節省了投資和對地方的干擾。如龍門互通,在對互通位置轉向交通量及附近村莊、道路、地形地物等進行充分研究后,將互通位置適當北移,并將被交路改移至村外通過。調整后的互通位置既便于與縣道連接,又使龍門鎮及周邊鄉鎮上、下高速公路更加順暢,同時稍遠離村莊,減少了拆遷和噪聲對村莊的干擾。在服務區、管理養護中心位置的選擇上與互通立交位置統籌考慮,并根據地形及附近鄉鎮、村莊及道路的情況選擇合適的位置,以使互通區、服務區的配套設施共享,并節約投資。

6 結語

在本項目的勘察設計中,將公路勘察設計新理念貫徹始終,以“安全”“環境優美”“節約資源”“質量優良”“系統最優”作為設計的最終目標。對于路線方案,在保證公路為其使用者提供安全、高水準服務的前提下,充分考慮了方案對地方居民生產生活和環境的影響,設計過程中積極主動爭取社會各界參與,充分征求了當地政府、公路管理部門、沿線群眾、企事業單位意見,并詳細調查了各方案沿線的地形地貌,將地方對各方案的意見及方案對環境的影響作為方案比選的因素之一;在路線的平縱面線形設計中,采用了合理的技術指標,既保證了行車的安全舒適,又力求低填淺挖,最大程度減少對周圍環境的破壞,降低工程規模,節約資源;在路基防護和橋梁結構造型上充分考慮建成后的視覺效果,盡量將工程融入周圍環境中,以達到同周圍環境的和諧統一。

[1]交通部公路司.新理念公路設計指南(2005版)[M].北京:人民交通出版社,2005.

[2]池坤敏.現代公路設計理念[J].山西建筑,2007,33(14):274-275.