現行自然區劃下新疆公路設計參數研究

葛俊雷

摘 要：本文分析了新疆地形地貌特征、新疆綠洲分布規律和水文植被特點，并將新疆農村公路發展現狀和主要設計指標加以分析，結合新疆農村公路交通組成及地質條件，給出不同交通量等級和路基強度的路面結構組合，對新疆公路的建設有重要指導意義。

關鍵詞：自然區域;新疆;公路設計

0 引言

由于新疆按照我國地勢劃分屬于三級地區，海拔僅次于西藏，在特殊的地理位置及自然力作用下，形成了很多獨具特色的地理環境和我國獨一無二的氣候分布。加之農村公路處于建設期，對于特殊路段的路基路面病害未得到足夠重視，現有農業模式的轉變，農村交通量等級的變化，在設計階段沒有充分考慮，使得新建農村公路出現了早期損壞，造成資金的浪費。因此，研究新疆自然區農村公路路基路面設計指標，從設計思想上對綠洲區農村公路提出可以優化的設計思路。

1 自然區劃下新疆公路設計

1.1 新疆地區自然條件分析

由于新疆所處獨特的地理位置和地形地貌，使得新疆自然降水量很少，主要原因是遠處內陸，再加之昆侖山和阿勒泰山山體高大，將印度洋和北冰洋的水汽阻擋在山體外側，無法進入盆地內陸。但在靠近山體部位水分較多，多是部分水汽飄過山體或是山體上存留的永久冰雪。特別是天山山脈南北麓，農業及生活生產用水主要依賴于天山常年冰雪。正是這些來自山體雪線以上和外來水汽，共同形成了新疆綠洲、河流以及草原。同時，新疆的高海拔山區存在部分常年低溫地區，這里年蒸發量小，而且有常年凍土存在，為植被生長提供了良好自然環境，分布有茂密的原始森林和高山草甸。認識新疆綠洲、荒漠地區特殊的自然條件，了解其路基路面需要考慮的特殊環境因素，從而提出適合新疆綠洲地區農村公路路基路面結構設計方法。

1.2 新疆地區自然區公路設計指標

我區與內地省份農村公路建設的主要區別在于新疆地域遼闊，農業主要植根于塊塊綠洲，牧業主要繁盛于深山坡地，也就是說，新疆進行農村公路建設，需要建設的道路比較長，需要修筑的路線比較難，需要投入的建設資金比較多，新疆農村公路建設還需加大投資力度，還要有長足進步才能適應新疆農村區域經濟的發展。

新疆農業近幾年已發生巨大改變，農業有過去的密集勞動型逐步發展為現在的機械化，因此大型農業機械和大型動力牽引農業車輛在農村越來越普及，以方便及適應農業生產。針對新疆綠洲區特殊的地形地貌，在農村公路設計時必須結合實際情況對平面線形、縱斷面和橫斷面合理設計，在執行國家規范、標準的同時也要因地制宜，保證直線、曲線、緩和曲線、豎曲線、縱坡與坡長之間的合理設計。

農村公路建設項目堅持原路線線形基本不變的總原則，更要按照滿足功能，充分利用舊路要求，正確運用技術標準，對公路的平，縱，橫三方面進行綜合設計，做到平面順適，縱坡均衡，橫面合理。但新疆綠洲區土壤地質條件特殊，土質主要為粉質土、黏土、粉質黏土和新疆最常見的礫石土，還有在處理技術上要求更為高的凍土、鹽漬土和膨脹土。因此，在平、縱、橫設計時，要對特殊土質路段進行重視，采取不同的路基處理方式以保證路面結構的使用壽命。

1.3 新疆農村公路設計要求

（1）通過新疆綠洲區農用車輛調查及分析新疆農業發展趨勢，新疆農業正向機械化、自動化發展，同時農用車輛、機械也在向大型化轉變，在主要農業區新疆農村公路的交通量和軸載都在發生巨大改變，新建農村公路必須以單軸雙輪組標準軸載（BZZ-100）進行設計。

（2）新疆擁有大量級配優良的天然砂礫，這為路基建設提供了良好的材料，在新疆綠洲區可提高路基強度。同時，根據不同荷載的作用深度，可知隨荷載的增大，對路面結構的要求越高，隨荷載的增加，路面結構的強度需要提高，結構穩定性也要增強。

（3）在農村道路路面結構調查中，省外農村道路的路面結構根據道路使用性能和用途，縣道基本鋪裝了瀝青面層，鄉、村道路以剛性路面為主。而通過對新疆南、北疆各地州的農村道路調查，農村道路路面結構形式與高等級路面結構雷同，均是呈“瀝青混凝土+水泥穩定砂礫基層+天然砂礫墊層”的組合形式，這與新疆特殊的氣候、土質條件和取材有關。

（4）根據新疆綠洲區的路基強度和交通量等級，對新疆綠洲農村公路三級（縣通鄉）、三級（鄉通鄉）、四級（鄉通村）、四級（村通村）進行了路面結構組合設計，可滿足不同農村公路需求的建設要求。

1.4 新疆農村公路設計參數

（1）平面線形設計。從建設費用上分析，直線為兩點之間最短距離，公路線形選取直線可減少兩點之間距離，從而減少建設成本。農村公路不同于高速公路或一級、二級公路，受農田、地形等因素影響，直線段要保證行車安全。

在路線設計中，圓曲線起到至關重要的作用，起到避免長直線駕駛而產生疲勞和保證道路線形順暢，提高道路的服務功能。在地形地貌優良地段可適當增大圓曲線半徑，保證車輛的高速行駛。但圓曲線的設置主要考慮車輛在圓曲線上行駛的平衡性，由于車輛在轉彎過程中，受到車速與圓曲線半徑形成的離心作用，因此，在圓曲線設計時，以車輛平衡性能設置圓曲線半徑。

三級以上公路在直線向圓曲線轉變或是在方向上轉向相同但轉向半徑存在很大差距的兩圓曲線之間需添加一段曲率平滑過渡的曲線，即緩和曲線。而四級道路可不考慮緩和曲線，但要求在沒有超高設計的圓曲線最小半徑徑向連接處，應做超高、加寬處理以起到緩和曲線的功能。由于緩和曲線良好的性質，農村道路視情況而定，考慮行駛車速較低，一般車速在大于 30 km/h 時應做緩和曲線，在 30 km/h 以下就可忽略。

（2）縱斷面設計。道路縱斷面是沿道路中線切開，能夠反映道路隨地形高低垂直變化趨勢的剖面圖，由道路的縱坡和豎曲線兩要素組合而成。根據規范要求，對于新建農村道路縱斷面高程，應采用路基邊緣處的標高，在設置加寬、超高路段為設置加寬、超高前該處的邊緣標高。對于改建的縱斷面標高，采用路基邊緣處的標高和視情況選取道路中央分隔帶的中線及位于行車道中線處的標高。

（3）縱坡設計。縱坡的設計是綜合考慮車輛爬坡性能、行車舒適性、道路線形美學的綜合指標?？v坡設計時坡度不宜太大，太大車輛的爬坡能力有限，造成人身財產安全事故。在縱坡設計時也不宜變換頻繁，在頻繁的上、下坡交替過程中駕車人和乘車人會因變坡點過多而連續處于超重、失重狀態，影響行車舒適性。因此，交通部頒布的《公路工程技術標準》（JTG B01-2003）依據道路線形、行車速度、車輛動力性能、道路等級等因素，綜合考慮給出了縱坡設計時的最大坡度與坡長和最小坡度與坡長。對于農村公路而言，道路上多為農用車輛，可結合實際情況適當的增大縱坡設計指標。

（4）橫斷面設計。農村道路橫斷面設計要素指標主要考慮行車道寬度和路肩寬度，在我國規范中規定三級公路為將各種車輛折算成小客車年平均日交通量在 2 000～6 000 輛的雙車道，四級公路為將各種車輛折算成小客車年平均日交通量在 2 000 輛以下的雙車道或將各種車輛折算成小客車年平均日交通量在 400 輛以下的單車道，因此路基橫斷面設計要素如圖2所示。

2 總結

將新疆農村公路發展現狀和主要設計指標加以分析，結合新疆農村公路交通組成及地質條件，給出不同交通量等級和路基強度的路面結構組合，對新疆農村公路的建設有重要指導意義。

參考文獻：

[1]曾夢瀾.土基回彈模量對半剛性基層瀝青路面極限軸載的影響[J].湘潭大學自然科學報，2015，37（3）：21-26.

[2]汪玉洋.木壘縣景區公路改建工程路面設計[J].交通標準化，2014，42（18）：34-36.

[3]張光海.北方濱海地區瀝青路面損傷機理及使用壽命研究[D].大連：大連理工大學，2013：78-86.