公路工程設(shè)計中路線布設(shè)及路基設(shè)計要點(diǎn)

譚吉昕

(中交武漢港灣設(shè)計研究院有限公司 湖北 武漢 430040)

引言

近年來，我國的交通行業(yè)快速發(fā)展，公路工程的設(shè)計要求也越來越高。最為明顯的便是公路的布線與路基的設(shè)置，好的布線工藝能夠減少修建成本，提高車輛行駛的效率；而路基的設(shè)計對于提高車輛行駛的舒適性和安全性也是至關(guān)重要的。另外需要結(jié)合地形條件、水利條件、農(nóng)田條件以及已經(jīng)修建的公路網(wǎng)等，具體的進(jìn)行公路的設(shè)計，從多個方面對設(shè)計方案進(jìn)行評價、分析，找出最合理的設(shè)計方案。

一、公路工程中路線設(shè)計要點(diǎn)

(一)平面設(shè)計。對于平面線形的設(shè)計要嚴(yán)格按照平面設(shè)計的思想，盡量減少對公路周圍居民正常生活的影響、做好對人文景觀的保護(hù)，所以長直線的公路在設(shè)計過程當(dāng)中很少出現(xiàn)，大多數(shù)情況下都是用曲線的形式來進(jìn)行構(gòu)造。平面線形設(shè)計原理，就是從線性幾何學(xué)和汽車行駛力學(xué)的角度，研究平面線形如何滿足行車快速、順適的幾何和力學(xué)條件，并且要結(jié)合周邊的生態(tài)環(huán)境，將公路與周圍的環(huán)境形成一個整體，所以在具體的公路設(shè)計過程當(dāng)中，一定要根據(jù)其生態(tài)需求與科學(xué)性來進(jìn)行設(shè)計，并且要根據(jù)具體的地質(zhì)條件來進(jìn)行方案的選擇。例如要盡量避開斷層與易塌方等不良地質(zhì)地段，如果無法避免，那么需要采用橋路或者是降低挖填高度的當(dāng)時來進(jìn)行修建，這樣才能夠減少在施工過程中的危險與消耗。

(二)超高設(shè)計。對于公路的超高設(shè)計，需要滿足段落高度的基本需求，工程師在進(jìn)行方案設(shè)計時需要按設(shè)計速度、半徑大小計算超高坡度，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐能嚵髁俊⒙访骖愋汀?dāng)?shù)刈匀粭l件等情況來最后確定公路超高的參數(shù)。在下坡路段的設(shè)計過程當(dāng)中，需要綜合車輛在此路段的行駛安全，并且要對行駛的速度進(jìn)行驗證，這樣才能夠保證此路段的正常運(yùn)行。超高的過渡應(yīng)在回旋線全長范圍內(nèi)進(jìn)行，對線形設(shè)計有一定要求的公路，應(yīng)在超高過渡緩和段的起、終點(diǎn)插入一段二次拋物線，使之連接圓滑舒順。另外在一些容易超速、地形陡峭、冰雪地段的區(qū)域工程師應(yīng)該多次進(jìn)行超高參數(shù)的計算，必要時應(yīng)按運(yùn)行速度予以驗算，從而確定正確、合適的設(shè)計方案。

(三)爬坡車道設(shè)計。在進(jìn)行爬坡車道的設(shè)計時，對于最大坡度參數(shù)的尺寸需要結(jié)合以下兩個個方面來確定。第一個是整個坡道的縱坡長尺寸需要滿足實(shí)際的路況要求；第二個是在坡道上行駛的車輛類型、車輛的性能和車輛的載重都與坡道的緩度存在著一定的關(guān)系。爬坡車道的長度一般應(yīng)根據(jù)所設(shè)計的縱斷面線性，通過加、減速行程圖繪制出載重車行駛速度曲線，找到小于允許最低速度的路段，從而得到需設(shè)爬坡車道的路段。設(shè)計爬坡車道時，應(yīng)綜合考慮其與線性設(shè)計的關(guān)系，起、終點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在通視良好、便于辨認(rèn)和過渡順適的位置上。只有將這兩個因素綜合考慮到了設(shè)計方案當(dāng)中，才能夠設(shè)計出安全、合理的坡道。

二、公路工程中路基設(shè)計要點(diǎn)

(一)路塹的設(shè)計。在對路塹進(jìn)行設(shè)計時，需要對設(shè)計地區(qū)的巖土類型進(jìn)行考察，分析其形成的原因、具體的結(jié)構(gòu)以及其風(fēng)化的程度等。并且還需要對當(dāng)?shù)氐牡叵滤闆r進(jìn)行勘測。如果此地區(qū)存在坡面結(jié)構(gòu)，那么便需要采用分級分段的方式來進(jìn)行施工，需要分級分段對其進(jìn)行加固，將其邊坡修建成折線形式或者是臺階形式，然后再根據(jù)具體的實(shí)地勘測情況來進(jìn)行路塹的設(shè)計。如果要對路塹進(jìn)行深度挖掘，在施工之前必須經(jīng)過計算來確定施工進(jìn)程的穩(wěn)定性，包括穩(wěn)定的類型與穩(wěn)定的程度等。

(二)高邊坡路基和陡坡路基的設(shè)計。在進(jìn)行高邊坡路基和陡坡路基的設(shè)計時，首先需要對基底條件進(jìn)行提高，因為如果填土的高度過高而地基的強(qiáng)度達(dá)不到其承載性能的需求，那么便會造成路面損壞和坍塌的后果。這種情況便需要對基底部分進(jìn)行強(qiáng)度更高的施工方式，如：強(qiáng)夯、沖擊、碾壓等；其次要適當(dāng)降低路堤的高度，在路基的下半部分要采用沖擊碾壓的方式來對其進(jìn)行加固，并且每間隔一米施工一次。同時在底部應(yīng)該進(jìn)行排水裝置的設(shè)計，這樣才能夠避免路基的邊坡受到水毀。最后在陡坡路堤部分應(yīng)該設(shè)置路基邊坡支擋結(jié)構(gòu)物，最基本的是進(jìn)行臺階的施工并且將其安裝上土工格柵，除此之外還需要進(jìn)行支擋結(jié)構(gòu)等防滑基礎(chǔ)設(shè)施的施工。在此過程當(dāng)中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的地形情況和地質(zhì)因素等來確定合適的設(shè)計方案。

(三)路基交界處的設(shè)計。在路基交界處的設(shè)計過程當(dāng)中，橫向半填路基和縱向路基的交界處必須要有三米以上的挖填高度，并且對于一些比較陡峭的路基結(jié)構(gòu)需要對其進(jìn)行強(qiáng)化。在半填挖路基的施工過程當(dāng)中，需要采用超挖的手段并挖臺階來進(jìn)行回填，并且應(yīng)該對其的長度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并對填挖交界處的路基采用沖擊碾壓或強(qiáng)夯方式進(jìn)行補(bǔ)充壓實(shí)，這樣才能夠避免其發(fā)生重大的不均勻沉降事故。在交界處也要考慮到地下水滲出的問題，為降低地下水位或攔截地下水并將其排除至路基范圍以外，必要的時候可以利用盲溝、滲溝、滲井結(jié)構(gòu)來對其進(jìn)行處理，同時也要結(jié)合實(shí)際的施工情況和路面設(shè)施來設(shè)計邊溝和排水溝，將地表排水系統(tǒng)、地下排水系統(tǒng)合理地添加到設(shè)計方案中來。

三、實(shí)例分析

(一)崩塌堆積路段的設(shè)計。在有一些斜坡路段的設(shè)計過程當(dāng)中，對于一些包含了泥巖、白云巖的軟硬巖比較差的地段中，由于地形的情況復(fù)雜并且地勢特別陡，所以該路段的穩(wěn)定性有著很大的不穩(wěn)定因素，特別容易發(fā)生崩塌、滑坡等特別嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。在設(shè)計時需要對該地區(qū)的地質(zhì)情況進(jìn)行全面的勘察和測繪，根據(jù)公路路基通過不良地質(zhì)路段的位置、水文地質(zhì)等條件，充分考慮路基穩(wěn)定的施工措施。將其中大量的砂巖、碎石材料進(jìn)行碾壓、沖擊等加固工作，并且要嚴(yán)格的控制其挖填的方量和高度，以設(shè)計出質(zhì)量過關(guān)的公路工程。

(二)軟基處理設(shè)計。在一些以淤泥、稻田構(gòu)成的軟基路段的設(shè)計過程當(dāng)中，如果處理不當(dāng)就會造成路面沉降不均勻?qū)е禄瑒悠茐牡睦щy，這些情況多發(fā)生在河谷當(dāng)中。所以在軟基路段的施工過程當(dāng)中必須根據(jù)具體情況進(jìn)行處治。處理深度大于3米時，可采用豎向排水體、真空預(yù)壓、粒料樁、加固土樁、CFG樁、剛性樁、強(qiáng)夯和強(qiáng)夯置換等處治技術(shù)。處理深度小于3米的淺層處理可采用換填墊層、拋石擠淤、穩(wěn)定劑處理方法。換填墊層是最普遍的處治方法，先將軟土基質(zhì)去除，然后用透水性好的材料進(jìn)行回填工作，并用碾壓等手段加固回填的路段。

(三)路基路面設(shè)計。在利用路基橫斷面進(jìn)行施工的過程當(dāng)中，為確保公路能夠滿足使用需求，必須要結(jié)合路基的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行施工，利用橡膠混凝土和瀝青粘層對局面進(jìn)行加工，提高公路的防水性能。并且在設(shè)計時，要采用合理的曲線設(shè)計來找到最好的視覺間距，以達(dá)到合理、環(huán)保程度好、安全系數(shù)高的設(shè)計方案。

結(jié)束語

21世紀(jì)是科技飛速發(fā)展的時代，需要更合理、更科學(xué)、更環(huán)保、更安全的公路工程設(shè)計方案才能夠滿足車輛行駛的需求。所以在設(shè)計過程當(dāng)中，除了要考慮車輛行駛的安全性，還應(yīng)該注意公路的設(shè)計是否與周圍的環(huán)境沖突，以找到合適的公路工程設(shè)計方案。并且在設(shè)計的時候，需要找到正確的曲線，將車輛的視覺間距調(diào)整到最為合適的位置。科學(xué)合理的公路工程設(shè)計方案是駕駛員安全行駛的保障，也是社會高速發(fā)展的必要需求。