淺析公路設計中新技術及新方法的應用

孫燕武 王樂

摘 要：我國目前正處于經濟發展的重要轉型階段，公路交通網絡在國民經濟建設中發揮的作用日益顯著。經濟建設推動了公路事業的深層次發展。公路路網服務水平不斷提高，公路建設規模不斷增加。預計到2015年，我國公路總里程將達到450萬公里，相對于2010年增長14%左右。公路建設任務十分繁重，進而促進了公路設計理念的發展和公路設計新方法、新技術的廣泛應用。文章對現階段我國公路設計中的新理念進行了初步介紹，詳細討論了公路設計中應用的新技術和新方法，希望能夠對我國公路設計質量和水平的提高有所幫助。

關鍵詞：公路設計；新技術；新方法

當前我國正在進入一個嶄新的歷史發展階段，作為保障經濟建設和改善人民生活的重要基礎設施和公共設施，公路建設事業正在以一個前所未有的速度飛速發展著。由于經濟發展的需要，公路車流量和載荷不斷增加，使得公路運行質量和服務標準不斷提高，進而對公路設計提出了更高的要求。現階段的公路設計，既要滿足勘察深度、項目可行性等硬性規定，還要求能夠與公路沿線環境相結合，使公路在基本的交通運輸之外承載起更多的功能，展現出自己獨特的個性風采。加大公路設計創新力度，加快新技術、新方法在公路設計中應用與推廣，全面提升公路設計水平和質量，是我國當前公路設計行業重點研究的課題。

1 當前公路設計新理念

1.1 自然結合理念

自然結合理念旨在通過科學的公路設計，實現公路與公路沿線自然環境的有機結合，達到人工產品與自然產物良好互動的目標。設計重點是對公路周邊環境的保護與公路景觀的開發與建設。這個理念的特點是公路建設開發以對周邊生態環境的良好保護效果為基本前提，在設計時就將環境保護理念貫徹其中，公路施工及建成投入使用后均能夠對當地環境保護產生積極作用。同時，依托自然環境進行公路外觀優化設計，突顯當地自然風光，使公路在交通運輸之外也起到人工景觀的作用。

1.2 靈活性設計理念

靈活性設計理念是一種出現時間不長的嶄新理念。該理念旨在在保障公路安全的前提下，通過靈活機動的公路設計，提高公路適應范圍的廣泛性，進而實現公路設計的可持續發展。常見的靈活性設計理念的例子包括：對公路規劃設計進行評估、優化公路設計環境條件、控制車輛行駛速度及優化公路景觀指標等。

1.3 寬容性設計理念

寬容性理念重點在于強調公路安全。該理念以公路安全保障為設計的出發點，以保障車輛行駛安全為目的，以減少公路安全事故為標準，優化公路線形和路側設計。常見的例子包括：根據車輛性能設計線形、路側凈區的設計及路側交通設施的設置、縱坡路段的設計等。

1.4 景觀整體理念

該理念與自然結合理念接近，旨在通過環境保護來實現公路建設的健康穩定發展。在進行具體設計時，要把環境保護和公路整體景觀的規劃作為公路設計的基礎依據。常見的例子有：公路視覺特征、原始景觀、地貌的保護；排水系統的保護；景物的優化設計等。

2 公路設計新技術與新方法

2.1 公路橫斷面設計新技術與新方法

長期以來，我國公路設計者一直把公路設計模板軟件作為設計公路橫斷面的主要方法與工具。公路設計模板軟件可以根據不同的設計要求，對不同的路段使用不同的設計模板，并以此為基礎進行一定的外延與擴展。隨著公路設計要求的不斷提高，公路設計模板軟件的局限性日益凸顯。這種方法對于路基設計和路幅設計要求不高的情況適用性較好，但對于復雜公路橫斷面的設計任務就顯得能力有限，設計精確度也不高。新型的橫斷面設計技術以點作為設計元素，從而在單幅路斷面、雙幅路斷面以及三幅路斷面等多種形式斷面的公路設計都能夠實現較好的設計效果，具有遠超傳統設計技術的適用范圍。這種新型橫斷面設計技術的設計模式是：先在公路橫斷面點位置設立設計點，并對其進行放坡處理，以該點為基準，在橫向或豎向方向上進行增點，然后再對這些點進行放坡處理，與此同時，與另外一個公路橫斷面線進行相交，并建立相應的設計點。該設計方法機動靈活、針對性強，能夠滿足多種設計功能要求。同時，以點作為設計元素使整個設計過程的復雜程度大幅下降，進而提高設計效率。

2.2 公路縱斷面設計新技術與新方法

新型公路縱斷面設計技術的本質是一種公路設計控制技術。它通過結合平面分析和計算的結果，對公路設計關鍵參數進行控制，進而實現公路整體設計的目的。該新型縱斷面設計技術主要應用于以下幾種情況：控制平原地區的填土高度、控制公路隧道的隧道出口標高、控制公路交叉位置凈空、控制山地公路的坡長和坡度、控制水源充沛地區公路沿線的水文情況和地質情況。特別是在設計山地公路上下坡路段時，要充分考慮影響縱坡的各種因素并予以嚴格控制。針對控制因素彼此沖突的情況，要認真分析，妥善處理。舉個例子來說，公路主線前進方向有相對等級公路存在，需要采取分類并立交的形式進行設計。這樣一來，就同時出現了被動交叉線路凈空和公路主線填方高度的控制要求，而其控制點則位于公路主線縱斷面。

2.3 公路曲線設計新技術與新方法

公路曲線法定設計技術是公路設計技術和設計方法發展到較高發展水平后的產物，作為我國當前公路工程設計的重要方法，在公路優化設計方面發揮著極為重要的作用。其設計目標主要為公路曲線路段。基本原理是通過對公路中控制性元素的固定來確定公路圓弧曲線的位置，并且根據線性曲線和過度曲線明確圓弧連接關系。使用公路曲線法定設計公路的前提是對公路建設方建設要求的充分理解，并在此基礎之上制定并實施針對性的設計管理方案及應用流程。公路曲線法定設計技術能夠對公路設計目標進行確認，并通過對象模式或者地形模式，切實控制公路曲線設計活動。在具體設計工作中，通過節點曲線和點交叉線明確圓弧切線方向，然后以此為依據制定圖表。這種方法的優點是能夠利用圓弧區域，實現對公路地形控制點的明確，進而降低公路設計的難度。

2.4 公路生態設計新技術與新方法

近年來，隨著環境保護意識逐漸深入人心，人與自然和諧發展理念也逐步融入公路設計工作之中，開發能夠將公路事業與公路沿線自然環境有機結合起來的新型設計技術方法成為當代公路設計者和相關學者的重要研究課題，并已取得顯著成效。我國作為發展中國家，一直都把經濟發展與環境保護作為基本發展策略。實施公路生態設計技術符合我國國情，是我國公路建設事業健康發展的必然選擇。生態設計以保護當地原生生態環境為基礎，以實現公路事業與環境保護共同發展為目標，目前常用的方法主要有：鄉土設計法、自然設計法、恢復設計法和保護設計法等。

3 結束語

公路建設規模的增加，加快了公路設計工作中新方法和新技術的應用，而公路設計新方法和新技術的廣泛應用，又大幅提高了公路設計質量和水平，從而使我國公路設計走上一條可持續發展的道路。快速、協調、綠色、創新是我國“十二·五”期間公路運輸系統的發展基調。

在新的歷史時期，公路設計人員要充分認識公路交通在國家經濟建設中的重要意義，發揮自己的聰明才智，創造性地開展公路設計工作，不斷實現新理念，更新新技術，應用新方法，在吸收借鑒國外先進技術的基礎上，走出一條與我國國情發展相適應的公路設計道路來，為實現我國公路設計業的可持續發展提供一份助力。

參考文獻

[1]溫志宇.公路設計中新技術及新方法的應用[J].民營科技，2010，12（1）：76-78.

[2]孫強.公路設計中新技術與新方法的應用[J].黑龍江科技信息，2012，34（20）：65.