移動路脊法的設計及工程應用

摘要：文章分析了高速公路排水不暢路段的原因，論述了移動路脊法的設計原理，介紹了沈海復線寧德漳灣至連江浦口高速公路建設工程的實際情況，從工程施工準備、施工工序等方面分析了如何在沈海復線寧德漳灣至連江浦口高速公路中應用移動路脊法，以便提高該高速公路的施工質量，為之后的使用提供保障。

關鍵詞：移動路脊法；高速公路；公路設計；公路建設；施工質量 文獻標識碼：A

中圖分類號：U415 文章編號：1009-2374（2016）06-0025-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.013

公路平面線形是由三種要素組成的，即直線、圓曲線、回旋曲線。在整體高速公路直線段，路面排所所采用的主要采用的是以中央分隔帶設計的高程為基準的一個雙向的排水方式，圓曲線部位設置比較高。其目的主要是以形成向心力平穩高速行駛的離心力，并在直線段、圓曲線，以有圓曲線、直線段間的部位則設置了超高過渡，因為會由-%過渡至+%然后又轉至-%，所以會出現±0%的情況，這樣，斷面就不利于路面排水以及車輛行駛的安全。但是，移動路脊法設置高速公路超高橫坡則可達到消除±0%的情況。

沈海復線寧德漳灣至連江浦口高速公路（寧德境）是規劃的“三縱八橫三環三十三聯”高速公路骨架網中第二縱的寧德市境南段和福州市境北段。該高速公路的建立使得兩地之間的車輛來往更為便捷，促進了兩地的發展。移動路脊法能夠有效解決該路段出現排水不暢的現象，延長了該工程的使用壽命，有利于提高工程

質量。

1 高速公路排水不暢路段的原因

高速公路建設中，部分路段需修建超高過渡段。若設計人員無法科學合理地設計超高過渡段，便容易令高速公路中曲線外側路面出現零坡斷面以及坡度較為平緩的區域，導致高速公路表面的排水速度緩慢。若處于雨季，高速公路無法及時排除雨水，導致高速公路中的積水長時間存在，對高速公路之上車輛的行車安全存在一定威脅，同時也影響了高速公路的使用壽命。

若高速公路路線縱坡坡度較為平緩，且超高漸變與橫坡之間的坡度較為平坦，則曲線外側路面便容易成為坡度平緩的區域。高速公路縱坡和超高邊緣坡度值存在一定關系，具體如該式：i=g±p。式中：i代表超高邊緣坡度值；g代表高速公路縱坡坡值，若該坡段為上坡，則標示為正值，若該坡段為下坡，則標示為負值；p表示為超高漸變率，若路線是自雙向橫坡向超高橫坡過渡則使用“+”號，反之則使用“-”號，若“i”等于0或是與0相近，證明該坡段較為平緩。

《公路路線設計規范》中明確規定：若超高漸變率數值較低，回旋線長度較長，容易使曲線段路面無法及時排水。故而，施工方案設計人員應依照排水要求的最低坡率0.3%進行計算。因此，高速公路設計中超高漸變率的值應控制于0.3%之內。盡管如此，當路線為直線路段過渡至曲線路段，且g的絕對值臨近或是相等于p值，同樣會出現i臨近或等于零的現象，即產生坡度較為平緩的區域。相比零坡斷面，坡度較為平緩的區域排水量更差，若高速公路建設中存在大面積該類區域，則代表路面積水面積也基本相同，路面車輛安全便會受到嚴重威脅，同時也會令瀝青路面受到損害，縮減了高速公路的使用時間。

2 移動路基法的設計原理

我國對公路路線設計有明確規定，《公路路線設計規范》明確要求：若高速公路設計中在預定的時速為80km/h，且平曲線半徑不高于2500m，則設計人員便需設定超高，超高漸變應按照三次拋物線以及移動路基法進行計算，并完成于緩和曲線之內。

這種方法是旋轉方式，指提當內、外走超高同時進行、同時結束時，把外側車道繞中央分隔帶外緣線進行旋轉，內側車道繞中央分隔帶保持水平方面進行外緣線的旋轉。而外側車道的超高漸變區則是以以下方式構建：3次拋物線線漸變斷、移動路脊段、3次拋物線漸變斷所組成的，內側全部都是由三次拋物線的漸變斷構成。內位各自以適當的漸變率一起到達超高橫坡值。

施工人員需注意，施工過程中，內外超高需同時開始施工，并保證內外超高在同一時間結束。施工人員將水平的中央分隔帶的外緣線作為軸，將外側車道沿軸旋轉，在同一時間內，內側車道同樣旋轉。外側車道超高漸變部分由以下構成：高速公路兩側為三次拋物線漸變段，中間為移動路脊段。其中高速公路的內側車道全部由拋物線漸變段構成，施工人員應對漸變率進行控制，以便高速公路兩側能夠同時達到超高橫坡值。

通常情況下，高速公路中將中央隔帶外緣線作為軸進行旋轉時，即使旋轉過程中超高漸變率不低于，若縱坡較為平緩，端面寬度較寬，行車道排水系統也會受到影響，導致行車道排水無法達到預期效果。施工人員可采用縮減超高過渡段的實際長度，增加超高漸變率等方法處理該問題。除上述方法外，施工人員可將路面橫坡中-1%～+1%處設定為移動路脊段部分，移動路脊便成為路拱拱頂線，有利于改善高速公路排水條件。

3 工程概況簡述

沈海復線寧德漳灣至連江浦口高速公路（寧德境）在福建省寧德市蕉城區內，以蕉城區漳灣鎮增坂村為起點，連通了沈海線福鼎至寧德蕉城段擴容工程，以蕉城區飛鸞鎮油車嶺設置隧道為終點，連通了沈海復線寧德漳灣至連江浦口。該項目起訖樁號為K0+000～K30+100，存在3處斷鏈，主線里程實際為24.7km。依照雙向6車道方式建立，預計該高速公路之上的車輛時速為100km/h。其中超高段的排水工程是該工程中的主要工程項目之一。該高速公路的主要路面結構層如下：主線厚度可達78cm（3%水穩層35cm，級配碎石層厚度為17cm，ATB-25層16cm，下面層5.5cm，上面層4.5cm）；互通匝道長度為67cm（3%水穩層30cm，級配碎石層厚度為15cm，ATB-25層12cm，下面層5.5cm，上面層4.5cm）。

4 移動路脊法在實際工程中的應用

4.1 施工準備

施工人員在施工過程之前需先完成以下準備工作：

第一，施工企業應為施工人員配備以下工具：2臺具備伸縮能力的攤鋪機，重量達3t的小型雙鋼輪壓路機、切割機以及重量為10t的灑水車等設備也需進行準備。

第二，組織施工人員對目標區域實施清洗作業，將目標區域內體積較大的雜物進行清除，保證攤鋪機在工作之前，目標區域下面結構層保持清潔。同時施工人員按照施工流程，向目標區域進行處理，將乳化瀝青粘層油撒于目標區域之上。

第三，針對移動路脊重點以及起點的瀝青之下的層攤鋪橫向施工縫，施工人員可利用切割機進行切平處理，切平處理作業完成后對目標區域進行清理，在確保潔凈之后將乳化瀝青涂抹至目標區域上。

第四，施工人員通過測量放樣獲取移動路脊在運動過程中所產生軌跡線的具體數值，同時施工人員可使用石灰線將路脊分為若干區域。

第五，施工人員可通過懸掛鋼絲將對下列標線實施高程控制：移動路脊線、道路路肩邊界線以及中分帶邊界線。施工人員在攤鋪瀝青過程中，需注意兩攤鋪機中間應使用長度為4m、高度為0.1m、寬度為0.04m的鋁合金尺進行找平，從而對標高實施控制。

4.2 施工工序

施工人員在使用移動路脊法時，應按照以下步驟進行施工：

第一，施工人員在使用移動路脊法進行施工時，目標路段的實際長度以及路脊的橫坡的坡度都必須依照設計方案中的規定進行標記與施工。施工人員在確定移動路脊的目標路段的施工長度之后，可將該路段視為一個矩形，之后連接對角線，并將繼續劃分，通常情況下，劃分為8個板塊（如圖1所示），之后按照板塊依次施工。

圖1 現場攤鋪區域具體劃分方式

第二，施工人員可使用福格勒1700式攤鋪機進行瀝青的攤鋪工作，該攤鋪機的攤鋪寬度的范圍為3～7.75m，且其具備自動調節攤鋪寬度的能力。不僅如此，其能夠自動伸縮，施工人員加以配合便能夠在攤鋪瀝青的同時，對瀝青進行修整。

第三，施工人員應按照以下順序進行施工：1、7、2、3、4、5、8、6。施工人員需使用兩臺攤鋪機同時進行攤鋪工作，設兩個攤鋪機為A、B，分別對應圖2中的A、B。除此以外，7號區域與8號區域需施工人員手動攤鋪。當A攤鋪機開始攤鋪作業之后，攤鋪寬度逐漸自6m縮減至3m。攤鋪作業實施5～10m之后，施工人員開始聯合裝載機在7號區域實施瀝青攤鋪作業。1號區域攤鋪作業實施10～15m之后，B攤鋪機開始在2號區域實施攤鋪作業，攤鋪寬度也自6m逐漸縮減至3m。施工人員需注意，7號區域的攤鋪作業需在1號區域攤鋪作業完成之前結束，并修整完畢。A攤鋪機完成1號區域內的攤鋪作業之后，轉向3號區域實施攤鋪作業，攤鋪寬度也自1.5m逐漸增加至6m。B攤鋪機在2號區域的攤鋪作業完成之后轉向4號區域，此時B攤鋪機的攤鋪寬度自6m逐漸縮減至1.5m。A攤鋪機在3號區域的攤鋪作業完成之后，轉向5號區域實施攤鋪作業，攤鋪寬度自3m逐漸增加至6m。B攤鋪機在4號區域的攤鋪作業完成之后，轉向6號區域繼續進行攤鋪作業，攤鋪寬度此時自3m增加至6m。與此同時，施工人員開始聯合裝載機在8號區域進行攤鋪，且8號區域的瀝青攤鋪作業需在5號區域的攤鋪作業結束之前完成。

5 結語

施工企業在超高緩和段設立移動路脊能夠明顯加快高速公路的排水速度，使得高速公路排水問題得以解決，也使得沈海復線寧德漳灣至連江浦口高速公路更為安全，使用時間更為長久。

參考文獻

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作者簡介：莫鵬（1983-），男，湖南桃江人，中交一公局廈門工程有限公司工程師，研究方向：土木工程。

（責任編輯：周 瓊）