基于路线布设与路基设计的公路工程设计要点分析

　　谢小春 邓小凤
　　摘要：路线布设设计和路基设计均是公路工程中的重点设计项目，前者会对施工周期和施工质量造成影响，后者会对公路工程的边坡安全和工程质量产生影响。为此，本文从路线布设设计和路基设计的设计要点出发，分析了公路工程设计方案选择原则，旨在为公路工程设计方案的选择提供参考意见。
　　【关键词】公路工程；路基设计；设计要点
　　路线布设设计和路基设计效果和规范程度，直接关系到了公路工程的设计质量以及后续施工工程的进展情况。为此，工程参与各方需要提高对路线布设和路基设计工作的重视程度。尤其是设计部门，需要结合公路工程的实际要求和质量需求，对路线布设和路基进行科学合理的设计，为优质公路工程的开展奠定扎实基础。
　　1.基于路线布设的公路工程设计要点
　　1.1平面线形设计
　　在平面线形设计思想的引导下，设计时路线布设设计要尽量少干扰居民村落，保护名胜古迹等人文景观，公路路线要尽量以曲线为主，同时避免长直线，确保公路路线和地形的起伏相一致，进而体现公路路线设计的生态性， 与沿线地形、地貌、生态特征以及其他自然、人文景观浑然成为有机的整体。此外，以曲线设计理念进行公路路线布设设计，能够提高公路路线布设设计的自由程度，并且确保了线路之间的连贯性。路线布设是一项复杂的工作，设计人员需要结合实际情况，深入分析地貌、地形、地质、水文、农田、构造物、现状路网等影响因素，对路线方案进行多种比选论证，确定最优路线方案。
　　1.2超高设计
　　公路的超高设计需要结合公路具体段落的需求，设计人员在进行超高设计时，需要根据公路路段车辆的构成情况和设计速度、现状条件、圆曲线半径，计算出公路超高设计的相关数值，并且在设计下坡路段时，需着重考虑路段的安全情况，并进行运行速度验算。此外，在一些车辆超速现象严重的路段，和地形较为陡峭的路段，设计人员要对特殊路段的超高率进行重新计算。
　　1.3爬坡车道设计
　　在设计公路路线纵断面的最大坡度时，设计人员需要考虑该路段汽车行驶的纵坡长度，以及汽车的性能和载重情况与纵坡长度之间的关系。例如，部分道路的通行能力较差，上坡行驶速度降低到容许最低速度以下，即会对汽车正常行驶造成阻碍。此时，设计人员除了采取优化纵断面设计以外，在条件受限路段可以通过爬坡的车道设计来辅助汽车行驶。在设计连续性汽车爬坡车道时，设计人员需要考虑到我国汽车性能，爬坡车道长度不宜设置太长，否则需在右侧设置紧急停车带；爬坡车道的起终点处均应设置分流、汇流渐变段，满足安全行驶要求。
　　2.基于路基设计的公路工程设计要点
　　2.1路堑设计
　　在进行路堑设计时，需充分考虑边坡岩土体类型、成因、产状、构造裂隙、风化程度、软弱夹层、岩体结构面、结构面含水状况、胶结及闭合程度以及地下水等情况和特点，对坡面采用分级开挖，分级防护和加固，可选择折线形边坡或台阶状边坡，并结合具体的施工情况选择增加排水沟。深挖路堑段可通过工程地质类比法、极限平衡法以及数值分析法等对边坡稳定性进行计算分析，确定边坡稳定类型、稳定程度以及对公路可能造成的危害，采取针对性的边坡处治措施；并要求施工过程中在各级平台上设置固定点，监测边坡位移变化，进行稳定性观测。
　　2.2高边坡路基和陡坡路基设计
　　（1）改善基底条件：对于通过分析计算，填土高度较高，地基强度不足以承载路基的，将对基底进行换填开山石渣等粗粒料，或对原地基采用强夯、冲击碾压等进行处理。
　　（2）为减少高路堤差异沉降，对原地基以及下路堤部分每隔1m采用冲击碾压进行处理；同时加强排水设施及边坡防护设计。
　　（3）设置支挡结构物：对于陡坡路堤（地面横坡陡于1：2.5），除对原地面开挖台阶并设置土工格栅外，根据地形、地质条件以及路基稳定性计算，将在路基坡脚设置支挡结构物或护脚等防滑措施；
　　2.3路基交界处设计
　　横向半填半挖路基、纵向填挖交界路基，填挖高差3m以上、或地面較陡路段，均应按设计进行强化处理。半填半挖路基应在路床范围内超挖80cm厚再分层碾压回填合格的路床填土，石质路基只需超挖第二层土工格栅在挖方侧铺设长度，以减小路基横向不均匀沉降；半填半挖及填挖交界处路段设置双向土工格栅。设计时可以依据交接位置地下水的渗出量设计地下盲沟，也可以依据现场实际情况设置临时性排水沟，完善地下水排水系统。
　　3.公路工程设计方案选择原则
　　3.1遵循公路工程设计生态需求
　　在确保公路工程质量和安全程度的同时，为了满足人们对设计的美感需求，设计人员在最初设计公路路线时，需要考虑到公路路线的和谐程度和自然程度，以及连贯性和对称性，让人们在外观上感受到的公路路线是协调美观的，真正实现现代化公路设计的需求。
　　3.2遵循公路工程设计的科学性
　　公路工程设计的科学性是设计人员在确定最终公路工程设计方案时必须要遵守的原则。例如，在遇到低矮丘陵地形时，由于其地形相对平缓，设计人员需要秉承着挖填设计相平衡的原则，以此来确保公路工程和自然环境的一致性，并减少公路工程建设给周围环境造成的不利影响。在遇到翻山地段时，施工地段的高度落差较大，选择挖掘隧道的方式实现通行，挖掘隧道地点应当是该地段中土质条件相对较好的位置，尽量降低施工难度和工程造价。
　　3.3结合地质条件优先选择
　　在山区进行的公路工程路线设计，设计人员需要着重考虑地质条件，地质条件也是影响公路路线走向和变化的主要因素之一，并且决定了施工工程质量和进度。如果项目路段存在断层现象，在隧道设计中要尽量避免断层地段，并减轻断层地质条件对公路工程的影响。如果路段遇到了容易发生坍塌事故的地段，公路路线设计应当尽量避免坍塌地段，以此来减轻施工安全危险因素和施工成本负担，如果不能避免，则应当在设计选择应用桥梁通行方式或降低路基填挖高度方式。
　　总之，路线布设设计和路基设计是公路工程设计中的关键工作，两项设计工作的合理性和协调程度直接关系到了公路工程的质量和施工效率，除了要做好基本的设计工作外，设计人员在选择最终的设计方案和设计路线时，需要秉承生态、科学、环保、安全、经济的原则，使得设计的项目真正成为利国利民的民生工程。
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