公路工程設計中路線布設及路基設計要點

譚吉昕

(中交武漢港灣設計研究院有限公司 湖北 武漢 430040)

引言

近年來，我國的交通行業快速發展，公路工程的設計要求也越來越高。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；而路基的設計對于提高車輛行駛的舒適性和安全性也是至關重要的。另外需要結合地形條件、水利條件、農田條件以及已經修建的公路網等，具體的進行公路的設計，從多個方面對設計方案進行評價、分析，找出最合理的設計方案。

一、公路工程中路線設計要點

(一)平面設計。對于平面線形的設計要嚴格按照平面設計的思想，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，所以長直線的公路在設計過程當中很少出現，大多數情況下都是用曲線的形式來進行構造。平面線形設計原理，就是從線性幾何學和汽車行駛力學的角度，研究平面線形如何滿足行車快速、順適的幾何和力學條件，并且要結合周邊的生態環境，將公路與周圍的環境形成一個整體，所以在具體的公路設計過程當中，一定要根據其生態需求與科學性來進行設計，并且要根據具體的地質條件來進行方案的選擇。例如要盡量避開斷層與易塌方等不良地質地段，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時來進行修建，這樣才能夠減少在施工過程中的危險與消耗。

(二)超高設計。對于公路的超高設計，需要滿足段落高度的基本需求，工程師在進行方案設計時需要按設計速度、半徑大小計算超高坡度，并結合當地的車流量、路面類型、當地自然條件等情況來最后確定公路超高的參數。在下坡路段的設計過程當中，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行驗證，這樣才能夠保證此路段的正常運行。超高的過渡應在回旋線全長范圍內進行，對線形設計有一定要求的公路，應在超高過渡緩和段的起、終點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、冰雪地段的區域工程師應該多次進行超高參數的計算，必要時應按運行速度予以驗算，從而確定正確、合適的設計方案。

(三)爬坡車道設計。在進行爬坡車道的設計時，對于最大坡度參數的尺寸需要結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系。爬坡車道的長度一般應根據所設計的縱斷面線性，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，從而得到需設爬坡車道的路段。設計爬坡車道時，應綜合考慮其與線性設計的關系，起、終點應設置在通視良好、便于辨認和過渡順適的位置上。只有將這兩個因素綜合考慮到了設計方案當中，才能夠設計出安全、合理的坡道。

二、公路工程中路基設計要點

(一)路塹的設計。在對路塹進行設計時，需要對設計地區的巖土類型進行考察，分析其形成的原因、具體的結構以及其風化的程度等。并且還需要對當地的地下水情況進行勘測。如果此地區存在坡面結構，那么便需要采用分級分段的方式來進行施工，需要分級分段對其進行加固，將其邊坡修建成折線形式或者是臺階形式，然后再根據具體的實地勘測情況來進行路塹的設計。如果要對路塹進行深度挖掘，在施工之前必須經過計算來確定施工進程的穩定性，包括穩定的類型與穩定的程度等。

(二)高邊坡路基和陡坡路基的設計。在進行高邊坡路基和陡坡路基的設計時，首先需要對基底條件進行提高，因為如果填土的高度過高而地基的強度達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行強度更高的施工方式，如：強夯、沖擊、碾壓等；其次要適當降低路堤的高度，在路基的下半部分要采用沖擊碾壓的方式來對其進行加固，并且每間隔一米施工一次。同時在底部應該進行排水裝置的設計，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該設置路基邊坡支擋結構物，最基本的是進行臺階的施工并且將其安裝上土工格柵，除此之外還需要進行支擋結構等防滑基礎設施的施工。在此過程當中應該根據實際的地形情況和地質因素等來確定合適的設計方案。

(三)路基交界處的設計。在路基交界處的設計過程當中，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構需要對其進行強化。在半填挖路基的施工過程當中，需要采用超挖的手段并挖臺階來進行回填，并且應該對其的長度進行嚴格的控制，并對填挖交界處的路基采用沖擊碾壓或強夯方式進行補充壓實，這樣才能夠避免其發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、滲井結構來對其進行處理，同時也要結合實際的施工情況和路面設施來設計邊溝和排水溝，將地表排水系統、地下排水系統合理地添加到設計方案中來。

三、實例分析

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

(二)軟基處理設計。在一些以淤泥、稻田構成的軟基路段的設計過程當中，如果處理不當就會造成路面沉降不均勻導致滑動破壞的困難，這些情況多發生在河谷當中。所以在軟基路段的施工過程當中必須根據具體情況進行處治。處理深度大于3米時，可采用豎向排水體、真空預壓、粒料樁、加固土樁、CFG樁、剛性樁、強夯和強夯置換等處治技術。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，先將軟土基質去除，然后用透水性好的材料進行回填工作，并用碾壓等手段加固回填的路段。

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

結束語

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